近期，塌楼事故频繁发生，造成巨大生命财产损失和恶劣社会影响。既有建筑的安全性再次被推到风口浪尖。

在这些沉痛的数字背后，是广泛的讨论和思考。为什么总会发生这么大范围的破坏？到底是什么原因引发了事故？什么情况下还会再次发生？就这些问题，研究室进行了思考和讨论。

为什么都是大范围破坏

如同下面的骨牌一样，一栋大楼的倒塌，最初可能只是因为某一很小的环节出现了问题。而这种最初破坏影响被逐步放大，最终形成大规模破坏情况，被称为连续倒塌。

目前公认最早的连续倒塌事故，是1968年英国Ronan Point公寓倒塌事件。随后，1972年版美国ANSI标准中首次引入防结构连续倒塌的规定；1982年版ANSI标准推出具体实施办法；自“9·11”事件发生后，美国GSA2003指南和DoD2005规范纳入了可操作性较高的抗连续倒塌设计方法。

我国自汶川地震后，也开始重视结构的抗连续倒塌设计，并在2010年版的抗规、混规中给出明确规定；2014年推出《建筑结构抗倒塌设计规范》(CECS 392: 2014)。

回到近期事故本身，美国佛州公寓1981年完工，江苏吴江的酒店建于1984年左右，而湖南汝城的民房为自建房屋，以时代背景和设计能力而言，推测建筑抗连续倒塌的能力较弱，因此发生大规模倒塌破坏的概率也较高。

事故原因是什么

在剖析事故原因前，首先梳理下各个建筑在事故发生前存在的问题。

   美国佛州公寓坍塌事故：

① 1981年完工

② 1990年后以每年2mm速度下沉

③ 泳池边路面有裂缝，附近曾有施工

④ 底部防水材料失效，混凝土恶化程度提升

⑤ 2018年勘察报告指出，存在“重大结构性损坏，柱子、横梁、墙壁有大量开裂

   江苏吴江塌楼事故：

① 1984年左右建造，结构老旧

② 经历多次装修

③ 坍塌时里面正在装修，可能正在挖地下室，承重墙疑似被拆改

    湖南汝城民房垮塌事故：

① 为居民自建房

② 大约建于3年前

③ 坍塌时，旁边有工地在打地基

不难看出，这几个事故均为既有的民用建筑，负重大、使用频繁，且存在不同程度的结构损伤、装修改造、承载能力不足以及周边施工扰动问题。虽然，在设计安全系数的保护下，结构尚能勉力维持，但不断积累的损伤、增加的载荷、周边的扰动，任何一项因素，都可能成为压死骆驼的最后一根稻草。

由此可见，影响结构安全的因素并不单一，多重因素的削弱和影响，才是引发事故的根本原因。

类似事故的分析与反演

此类多重因素共同影响下的倒塌事故，不禁让人联想到去年疫情期间发生的泉州欣佳酒店坍塌事故。事故结构存在的问题有：1）违规加层：2018年由原来的四层改造为七层；2）违规改造：原整层大厅加砌多道隔墙，改为酒店客房；3）违规施工：事发时，正对底层钢柱进行违规加固作业。

从结构安全分析的角度，上述影响因素，可被转化为结构变化、荷载增大、材料老化(材性折减)、截面损伤以及边界条件(局部柱底发生偏移)的变化。

为了分析这些多重因素对结构安全性的影响，研究室展开一系列数值模拟研究。根据结构达到安全极限状态时（即将发生倒塌）各因素的数值情况，绘制形成结构安全临界面。其中，当综合影响点位于曲面上方时，将会有塌楼危险。

随着各因素影响程度的不断提升，结构的安全空间也会急剧减小。而在材料老化严重、结构负载较大的情况下，构件损伤的加剧、柱底轻微的偏移，都有可能使结构达到安全极限，加剧倒塌风险。

研究室还对不同因素影响下的结构破坏形态进行了模拟。分析发现，考虑柱底偏移后的破坏形态与实际更接近，由此可以推测出实际事故中权重较高的影响因素。

随着既有民用建筑房龄的增加，结构的安全余量不断减小，对承重构件损伤、边界约束变化的敏感性也在增加。对于此类建筑，要尤其关注建材的老化、表面的开裂以及周边环境的变化情况，提前预警，从而减少生命财产损失。

同时，近年来违规设计、违规改建、违规施工的现象愈加严重，施工中的违规改建更是会对结构安全造成毁灭性的影响。对于此类工程，要密切关注施工中承重构件的损伤、基础状态的变化，及时止损，避免大规模破坏事故的发生。