根据监控视频、照片、2018年的建筑系统调查和1979年的原始计划，结构工程师们已经拼凑出了12.5层的尚普兰塔南公寓(Champlain Towers South)部分致命渐进倒塌的可能顺序。该公寓位于佛罗里达州Surfside的迈阿密海滩(Miami Beach)北部。但是，6月24日发生的第一起事件导致这座有着40年历史的钢筋混凝土建筑的一个长约150英尺的机翼坠落，这仍然是一个谜。
KCE结构工程师公司的创始人、总裁兼首席执行官Allyn Kilsheimer说:“我正在试图找到触发因素。”他正在调查Surfside镇的坍塌事故。
这起致命事件造成至少11人死亡，150人失踪，“似乎发生在基地附近……但仍有很多问题，”基尔希默补充道。
的监控录像在倒塌几秒钟后，附近一座被广泛研究的建筑开始倒塌。Kilsheimer从6月25日开始就在这个地方，他说他希望其他的视频能浮出水面，包括一个显示坍塌开始的视频。他表示:“(我们拥有的)一段视频并不能提供建筑的3D视图。”
住宅楼的侧翼依然矗立着，从东面看。电梯楼梯塔的剪力墙在照片的中心。
图片来源:Jeff Greenberg/环球影像集团
钢筋混凝土与平板板
钢筋混凝土建筑的楼板是平板的。平板是直接由柱子支撑的较薄的混凝土板。建筑由剪力墙轻撑。
视频显示，故障发生在建筑的中南部周边，这是一个肥大的L。失败的L型长腿在足迹的北侧从东向西延伸。加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)结构工程教授杰克•莫埃尔(Jack Moehle)表示:“有可能是建筑内部的高层开始出现故障，然后向下坠落，但在视频中看不到。”
Moehle说，这段视频还显示了“建筑内部的垂直坍塌速度非常快，相对来说没有明显的侧移。”
长腿的北侧几乎立刻跟着南侧塌陷了。“从视频中可以明显看出这一点，”美国土木工程师协会结构工程研究所(American Society of Civil Engineers’s structural Engineering Institute)分部的法医结构工程师兼安全结构合作报告(CROSS-US)主任格伦·贝尔(Glenn Bell)说。
接下来，大楼最靠近大西洋的东端被拉向西面的中段。
视频显示，在中段坍塌后，东端站了一会儿，逐渐向中段倾斜。贝尔说，可能是由于倒塌的部分失去了支撑，造成了负载不平衡，将剩余的部分拖向一边，直到其重力承载能力耗尽，它也倒塌了。他补充说，在坍塌的第二部分，由于这种影响，地板之间有一些偏移。
尚普兰南楼于1981年完工。一种失败的理论是，可能是在l型平面建筑弯曲处附近的高架泳池甲板板出了问题。
图像©2021 Data SIO, NOAA，美国海军，NGA, GEBCO, IBCAO, Landsat /哥白尼，谷歌，图像©2021 Maxar Technologies，地图数据©2021
短翼左立
失败在中段的西端停止，在L型线的两条腿的连接处附近，留下了L型线较短的那条腿。贝尔说，在坍塌部分的西南边缘，电梯和楼梯核心处的裂缝比较干净，那里有一堵剪力墙。
“有很多关于触发的理论，”贝尔补充说。
一些观察人士研究了倒塌的视频和照片2018年野外调查报告由结构工程师Frank P. Morabito设计，William M. Friedman和Associates Architects Inc.在1979年的最初设计方案中指出，位于中部南侧的泳池甲板底部的问题。
该平台位于一层地下停车场之上，它填满了整个场地，包括建筑的占地面积。该项目的结构工程师是Breiterman Jurado & Associates。
贝尔说，理论是游泳池甲板的混凝土板可能已经失效，可能是因为防水性能恶化。
失败的北翼，即L型建筑的较长部分，显示在基地平面图的顶部。剩余的部分在建筑的西侧南北延伸。
由小镇Surfside提供
修复估计
莫拉比托在给尚普兰大厦公寓协会(Champlain Towers condo association)的报告中估计，所需的维修费用为910万美元。修复车库、入口和泳池平台的预算是最昂贵的项目，约为380万美元。根据Morabito的说法，修复该建筑的façade将需要额外的320万美元。该修复计划在2018年于2021年进行，坍塌发生时刚刚开始。
除池甲板板外，至少有三种理论是关于连续倒塌的触发因素:柱破坏、冲切导致的板破坏或可能在池甲板下的桩基础系统破坏。Kilsheimer, Bell和其他人推测可能有不止一个因素，就像完美风暴一样。
渐进破坏是由轴向过应力或剪切损伤导致的柱轴向破坏或冲切破坏引起的，Moehle说。
在冲切过程中，建筑物的一个或多个平板在柱周围发生剪切破坏，并相对于柱下降。
如果在柱上的楼板上没有连续的底部加固(1981年没有要求这种细节)，那么楼板就会相对于柱向下移动，将荷载重新分配到相邻的楼板柱连接处，从而导致破坏。一块木板最终落在它下面的地板上，使地板系统过载，产生更多的冲切，Moehle说，他对混凝土结构做了大量的测试。
Moehle补充说，如果柱子是触发点，那么很可能(但不能确定)倒塌是从建筑底部开始的，那里的轴向荷载最大。如果是板柱连接，那么故障可能从建筑的任何地方开始，并以垂直坍塌的方式向下延伸，从地板一直延伸到底部。
图中圆圈区域显示，一根钢筋像头发一样垂下来，失去了它的板后，板倒塌，车辆和所有，到它下面的地板冲剪。瓦砾堆的景象是从南向北看的。
原始照片由迈阿密戴德消防救援提供
一些碎片的照片表明，坍塌涉及到冲孔剪切破坏，至少是次要的机制。“这可能是坍塌的第二个方面，而坍塌的主要原因是其他的东西，”Moehle说，他补充说，他的观察是“非常初步的推测”。
其他可能的影响因素:Moehle补充说，40年来的海水喷溅增加了混凝土的氯含量，这是“合理的”，达到临界点后，钢筋开始腐蚀。可能是最近发生的加速腐蚀，加速了柱的强度损失。
泳池甲板的一个区域只是简单地结束了一个水平，柱和所有，没有冲孔剪切的迹象。该区域下的桩基下沉可能是由于天坑的打开或其他因素造成的。降低的甲板可能会拉下结构的其余部分。
另一种理论是，在建筑的足迹上的差异沉降会导致内力的重新分配，并会对一些构件施加过大的应力。
Moehle说，要让工程师有信心从发生的事情中吸取教训，“还需要很长一段时间才能彻底研究和深思熟虑”。
新利18备用ENR编辑斯科特·朱迪为本文撰稿。
