【热点互动】上海“脆脆楼”不支倒地(1)

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【大纪元7月9日讯】(新唐人电视台《热点互动》节目)主持人:各位观众大家好,欢迎收看《热点互动》周二热线直播节目。日前在上海闵行区“莲花河畔景苑”,发生了一起13层楼的豪华大厦倒塌事件,由于这个大楼的倒法非常的奇特,网民称之为“上海楼脆脆事件”。那么这个事件到底奇怪在哪里呢?我们看一段新闻描述这个事件的经过。

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(新闻画面)这起事件发生在淀浦河南岸的“莲花河畔景苑”楼盘,大楼在上午6点左右倒塌,至少造成一名建筑工人死亡。然而令人意外的是,整栋大楼是从底部以连根拔起的方式倒下,大楼的地基也清晰可见。由于大楼将近完工,发生倒塌事件后,也让许多预购民众前来观看,民众怒斥这根本是个豆腐渣工程,更有民众当场要求建商退钱。

据了解,现场楼盘还有7栋类似的大楼同时兴建,也令当地民众忧心这些楼房的安全性。去年四川大地震造成七千多间校舍倒塌,民众谴责官商勾结造成质量粗劣的豆腐渣工程,并对政府的草菅人命深感愤慨。(影片结束)

主持人:这个事件发生以后,由于民众跟政府的讲法不一样,政府说法是说这个楼的本身建筑没有问题,而是由于压力差,等一下我们会谈压力差是什么问题造成的。那么这个事件的发生到底是整个建筑的环节哪里出了问题,这只是一桩偶发事件吗?在附近的住户以及其他的民众,您所住的大楼安全吗?我们想利用今天1个小时的节目和各位观众来探讨一下这个问题。我首先为各位介绍一下现场的两位特别来宾,第一位是我们非常资深的评论员杰森博士,杰森您好!

杰森:元庆你好,观众好!

主持人:杰森对于中国的民生时政有非常深刻的研究;第二位是土木建筑工程方面的专家,竹学业竹博士,竹先生您好!

竹学业:你好,观众大家好!

主持人:竹博士在土木建筑方面从事分析研究已经有25年的经验,他目前也是在从事这方面的研究,那么我们今天请到竹博士来到现场,为我们大家可以做结构上面的一些客观的分析。首先一开始我想问一下竹博士,因为大家都在谈嘛,很多人谈的都不一样,网上现在很流行讲这个“压力差”,变成一个笑话。官方的说法是,因为这个大楼北面堆了土,南面挖了墙,把这个土挖掉了,所以造成这个“压力差”。您可不可以先把这个事件很简单的跟各位观众朋友介绍一下,这个楼是怎么样一个结构,然后我们再往下走下去。

竹学业:好的,我们可以先看一下一张图片。

主持人:看第一张图片。

竹学业:(图示)这个大楼从刚才的影片中可以看到,实际上周围已经有很多建筑了,我们正面看过去,那边立着一个大楼,跟这个楼实际上是非常相像。可以看得出来靠近我们这一边,看到有一些绿地,草上面有一堆土,土那边过去是楼,那么我猜想刚才您讲到的这个压力差,就是堆土过高,指的就是这一片土堆得过高。

主持人:就是楼的北方。

竹学业:这地方我们可以看出来,是在已经长了很多草的草地之上堆起来的土,也就是说,我们知道长草了的地方,这个土已经是很稳定了,就是长草的土对这个结构应该没有什么影响的,已经是稳定的,要说有影响就是这个草之上的土。那么如果我们再看第二张图片,可以看出来在这个土上面站着有人,我们以人作为相对的参照的话,看这个土大概就是2到3人这么高,也就是说,一人戴上安全帽来算,可能在2米左右,也就是在4到6米之间这样一个高度。

主持人:您说平均堆土的高度大概在4到6米左右?

竹学业:是,那么我们知道这个土堆在地上,如果这个土是靠着建筑物挤压的,摊得很实的话,它自然就对这个建筑物会有一个推力;如果这个土没有挨着建筑物的话,那么它对建筑物的影响就会明显减弱很多。如果要说有影响的话,就是因为增加了对土壤的压力,如果这边没有限制的话,那么这个土会有所变形,侧向会有一点变形,这个变形如果遇到阻碍的话,它会产生一定的压力。这就是所谓这个方面的“压力”。

主持人:就是水平方向把这个大楼由北往南推挤。

竹学业:对,会有一些压力。但是要注意,因为土壤它不是水一样,一压各个方面都有压力。土壤是你在哪个方向压,它在哪个方向变形,而在垂直方向的变形是很小的,所以即使有压力,这个压力一般也会在0.3。就像比如我们说竖向压力是1,那么侧向压力一般在0.3以下,或者更小,依据这个土壤的特性。所以说如果你要是离开这个大楼一段距离堆土的话,那么对这个大楼的影响,在很多情况下可以忽略不计。

给一个最简单的例子,在纽约曼哈顿世贸大楼倒塌以后,把世贸大楼从基础整个全都挖走了,我们现在去看还能看得出来,它正在施工。那么前几个月大家如果有机会看的话,那个基础是几十米深的,在旁边几米范围之内就有现成的楼房。也就是说这个土挖掉了,和你堆土是一个相反的作用,是一样的,如果它有压力的话,这个土壤也会变形,可是这个变形很小的。也就是说世贸大楼旁的楼,都没有因为这个土壤压力的变化而倾斜倒塌。

所以这边我们看到这个新闻里面讲到的,说是因为这边有土壤堆积,那么另外一面有挖这个基槽,好像就会倒了的话,给人的印象就是这个理由过于牵强。因为它没有给出一个具体的量化,只是说会有影响,当然我们都知道它会有影响,但这个影响到底有多大,实际上是可以定量的。

主持人:那么官方的这个讲法基本上是对的,就说我在大楼的北面堆了土,产生一个压力,然后南边他们又挖停车场,所以挖掉4.6米这么深的一个停车场挖走了,所以它的确是产生这么一个压力。

竹学业:没错!

主持人:这绝对是正确的,那么它产生的这个力量是不是足以把这个大楼推倒,这个大楼很明显可能也是因为这个事件,就是有这么个压力差把它给弄倒了,但是应不应该把它推倒呢?竹博士是不是可以再分析一下。您从工程结构上来看的话,可以给我们很简单的分析一下这个楼它的重量,应不应该在这样一个侧力之下就把它推倒,这方面我们再分析一下。

竹学业:为了说明这个问题,对这个楼我们就简单的从结构力学的角度来看一下。其实从刚才的照片我们就可以看,这个楼的高度和长度差不多,根据目测吧,两个方向尺寸基本相当。而根据国内一般建筑的规律,楼层高度一般在3米左右,那么13层楼基本上就是40米,这个宽度大概也是40米。

从刚才倒塌的侧面图可以看出来,另外一个方向的楼的厚度,我们称之为“宽度”,大概就10米左右,所以这个楼应该是40乘40这么样一个面积,在水平方向面积就是10乘40,基本上是这样。从它倒塌的那个基础看,大家如果注意看的话,它底下是有很多桩,这个桩我大致数了一下,这样看过去数了一下,一个开间,每一个柱脚底下都会有一个桩,那么大概有20根左右,从横的方向看大概有4根,所以基本上有80根桩在支撑这个结构。

从上海这个地区,根据中国现行有关的规范,它属于七度地震裂度设防地区,那么七度裂度设防肯定是要考虑地震作用的,同时这个高层建筑还需要考虑风的作用,所以风和地震这两种作用,因为它是水平方向作用的,对这个高层建筑基本上起控制作用。

我们可以看出来这个桩它已经断了,当然我们往下还可以分析为什么会断,那么这个楼的重量跟地震时的作用力很有关系。我大概估计了一下,根据它的高度、面积和使用的结构形式,大概会有6千吨左右的结构质度。

主持人:大楼大概是6千吨?

竹学业:有6千吨以上,不会低于这个,我们把它估计得低一点,有利于把这个问题说得更清楚一些。

主持人:最起码这个楼是6千吨。

竹学业:对,越重的话,这个楼在地震作用下就会越危险,因为这个高度已经是相当高了,它在风的作用根据现行规范,基本的风压大概是50-55公斤/平方米。我计算了一下这样一栋大楼的基本风压,按照中国现行规范的要求,整个设计的时候要考虑风压,整个作用在一个楼面上的风压大概是会在90吨左右,水平方向,合力点的话是大概在30米高度。这是说风荷载。

如果说是地震荷载的话,那我们刚才说是七度设防,“七度设防”的概念就是说0.1个加速度在水平方向去推这个楼,也就相当于结构重量的1/10作用在它高度的中间,就是20米高度处,水平方向推。也就是说这个楼必须在风荷载90吨在30米处,或者是地震作用时600吨在20米处,这样的两种荷载作用下,这个楼应该是保证没有问题的,这是设计的要求。
主持人:这就是设计的要求,就是中国的国家设计法规里面要求,有这两种力之下,这个楼都可以支撑得住。

竹学业:没错!那么我们再回头看一下,我为什么要先把这两种给大家提出来,就是可以把现在这个楼它所受到的所谓“压力差”的作用,和我们刚才提到的两种作用相比较,我们来看一下这到底是不是倒塌的真正原因。

主持人:好,这也是网民大家都在讲的,“压力差”已经变成一个网路很热的名词了,大家都在笑这个“压力差”。那么官方所提供的这个“压力差”的说法,到底能不能够符合国家的建筑要求?

竹学业:它这个楼北边有所谓十米高的堆土,我们刚才已经说了,其实从目测肯定没有那么高,而且它没有靠近大楼,没有靠近大楼可以从我们的下一张图片也能够看出来,再往下一张。(图示)那么这个楼的表面你看,靠近基础的几层非常干净,就说明这个土没有直接堆在墙边,一定是有离开一定距离的。

假如说这个土就真的堆到了墙边,而且真的就是十米高,最不利的情况以他说的为准我们来看,我大概算了一下这个压力差,因为这个土即使是这么堆了,一旦推动了之后,因为它不像水一样,这个土不会流进去的,一旦楼变形一点,这个土压力就解除了,所以它这种称为“被动的土压力”。那么它实际上的重量大概1/10算了不得了,能够压在这个楼上大概就是三、四十吨这个样子,水平方向。

那么合力作用的位置应该是在1/3的高度处,大概3米左右,作用在这里大概有三、四十吨这样的力,我们注意这是把它夸大许多倍了。那么再说另外一边,在基础以下又挖了4.6米的车库,如果说把这个压力…因为这个土挖去了嘛,原来所抵挡变形的那个土的侧向压力就等于解除了,那我们就算把这个加上去推它、拉它,那么这个力大概也就是五十来吨,算了一下,把1/3的土的重量都当作拉力,这也是夸大了很多。

这样算来,这个作用在靠着这个所谓的“压力差”,大概是有八、九十吨,和我们刚刚说风的压力相当,可是注意我们说风的压力,它的作用是在30米高度处,而这个所谓的“压力差”,如果我们看它的合力点,我算了一下,是在地面以下30公分。那么这样一比,如果我们再给它说的形象一点,就说一个楼要倾覆、要倒,取决的因素不仅仅是这个水平推力本身的大小,是取决于这个力距离地面的高度,这两个的乘积我们称之为“力矩”,力乘以距离,取决于这个。

那么这个力矩,大家如果稍微作个简单的计算就可以看得出来,设计风压造成的力矩对于地面以下,假如说…刚才我们忘了提一点,就是那个柱子断的长度根据目测大概4到6米,我们以6米为准,以这个6米断桩的位置为准,来计算力矩的话,所谓“压力差”造成的力矩,只占风引起的力矩的1/3。

那么和地震相比,就是地震所造成的这个力矩我们说“七度设防”,只是占1/14,也就是说这个压力差假如真的存在的话,它也仅仅是设计风压造成这个作用的1/3,地震作用的1/14,那么我想如果大家觉得这个数据是有依据的话,因为我们按照这个大概去推算嘛,注意我们还是把这个土压力扩大了很多倍。也就是说如果这个楼在这种压力差造成的这个力矩作用下它就会倒的话,那风吹到1/3的强度,这个楼就倒了,或者地震达不到七度设防,只是1/14的地震强度,这个楼也会倒。

主持人:所以今天我们就得到一个结论,如果政府讲的是对的,我们认为这个“压力差”的说法是正确的,它的确是因为“压力差”倒了。那么,相同的,这个楼层即使不是这个“压力差”的话,今天吹一阵大风像您刚刚讲到的那风,或是震一个小地震,它也会发生同样坍塌的情况。

竹学叶:对,这个结论就建立在刚才你所说的,政府给的结论的基础之上。

(待续)

(据新唐人电视台《热点互动》节目录音整理)


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视频:【热点互动】上海“脆脆楼”不支倒地(上)

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视频:【热点互动】上海“脆脆楼”不支倒地(下)

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