진행성 붕괴

건물은 1차 구조 요소가 고장나면 점진적인 붕괴를 겪게 되고, 그 결과 인접한 구조 요소가 고장나며, 이는 다시 추가적인 구조적 ^[1]고장을 일으킨다.

점진적 붕괴는 설계 결함, 화재, 의도하지 않은 과부하, 재료 고장 또는 자연 현상(예: 침식, 바람 또는 지진)의 결과로 우발적일 수 있다.그들은 또한 고의적으로 파괴 방법, 특히 건물 붕괴의 방법으로 유도되거나 테러 행위나 전쟁에 의해 야기될 수 있다.

주목할 만한 예

• 1902년 7월 14일 이탈리아 베니스에 있는 323피트 높이의 세인트 마크 캄파닐레 성당은 북쪽의 하중 지지벽이 주요 구조물에서 분리되기 시작하면서 무너졌다.분리의 원인은 주로 목조 지지 보의 건조로 인한 수축, 종 흔들림, 기어오르는 등 화재, 지진, 응력 재분배 등 구조물이 700년 이상 마모되었기 때문입니다.관리인의 고양이를 제외하고는 아무도 다치지 않았다.그 탑은 석공으로 ^[2]설계되었다.
• 1966년 11월 1일, 스코틀랜드 애버딘에 있는 애버딘 대학 동물학과 7층 건물이 공사 중에 완전히 붕괴되었다.붕괴는 금속 피로로 인해 약해진 거더 용접 불량으로 인한 것으로 분석되었습니다.금속 피로는 구조물(주로 바람)에 대한 횡력의 진동으로 유발되었다.5명이 숨지고 3명이 다쳤다.이 건물은 철골 설계로, 이번 붕괴는 철골 ^[3]건물이 완전히 붕괴된 최초의 사례였다.

• 1968년 5월 16일, 런던 웨스트햄에 있는 22층 로난 포인트 아파트 타워는 천연가스 폭발로 인해 한쪽 모서리가 붕괴되는 치명적인 피해를 입었고, 이로 인해 하중 지지 벽이 파괴되었다.4명이 숨지고 17명이 다쳤다.그 건물은 대형 패널 시스템 건물이었다.
• 1973년 3월 2일 버지니아 주 페어팩스 카운티에 있는 26층짜리 스카이라인 타워 빌딩은 공사 중 위층 바닥에서 너무 빨리 목조 지주가 제거된 결과로 무너졌다.14명이 사망하고 34명이 부상당했다.그 탑은 철근 콘크리트 설계였다.
• 1985년 12월 19일 현재 웨드부시 ^[5]빌딩으로 알려진 로스엔젤레스 윌셔 블로드 1000번지에 있는^[4] 22층짜리 상업용 오피스 빌딩에서 건물의 일부가 붕괴되었다.공사 인부들은 평판 트럭에서 새로 완공된 5층 갑판으로 철제 대들보를 하역하던 중 크레인을 통해 대들보가 이탈해 바닥의 최대 설계 적재량의 2배까지 적재된 현재 비축물 위로 떨어졌다.이로 인해 과적된 바닥의 점진적인 붕괴가 시작되어 바닥 부분과 대들보가 바닥 4개 층을 뚫고 추락하여 마침내 주차장에서 멈췄다.3명이 사망했다.그 건물은 철골 ^[6]구조였다.
• 1986년 3월 15일 싱가포르 리틀 인디아에 있는 6층짜리 신대륙 호텔이 붕괴된 것은 1971년 ^[7]호텔이 지어졌을 때 건물 지지 기둥의 필수 강도를 결정할 때 구조 엔지니어가 자신의 계산에 건물의 고하중(건물 자체의 무게)을 더하는 것을 잊어버렸기 때문이다.33명이 숨지고 17명이 다쳤다.그 건물은 철근 콘크리트 설계였다.
• 1987년 4월 23일, 코네티컷주 브리지포트에 있는 16층짜리 L'Ambiance Plaza는 건설현장에서 ^[8]사용되었던 다양한 부적절한 지보공의 사례로 인해 건설단계에서 붕괴되었다.28명이 사망했다.그 건물은 리프트 슬랩 디자인이었다.
• 1989년 3월 17일, 이탈리아 파비아에 있는 255피트 높이의 파비아 시빅 타워는 주로 나무 지지대 보의 건조로 인한 수축, 종들이 앞뒤로 흔들리고, ^[9]기어가면서 구조물에 응력을 재분배한 후 무너졌다.4명이 숨지고 15명이 다쳤다.그 탑은 석공으로 설계되었다.
• 1993년 5월 10일 태국 나콘파톰에 있는 4층짜리 케이더 완구공장이 1층에서 화재가 발생해 건물 전체로 확산되면서 붕괴됐다.그 당시 공장은 완전 가동 중이었고 모든 비상구가 잠겨 있었다.이 붕괴로 188명이 사망하고 500명 이상이 부상을 입었다.그 건물은 철골 ^[10]구조였다.
• 1993년 ^[11]5월 24일, 중세 성당의 고대 종탑.독일 고흐의 마리아 막달레나는 무너졌다.그 원인은 수백 년 동안 구조물에 응력 재분배, 주로 목조 지지 보의 건조로 인한 수축, 수세기 전에 앞뒤로 흔들린 종, 크리프, 그리고 물이 얼어서 팽창하는 것을 포함한 노출되고 유지되지 않은 석조 건축물의 풍화에서 기인했다.균열이 더욱 확대되는 원인이 되는 겨울철 톤.아무도 다치지 않았다.그 탑은 석공으로 ^[12]설계되었다.
• 1995년 4월 19일, 9층 알프레드 P. 오클라호마 주 오클라호마 시에 있는 무라 연방 빌딩은 남부 파사드 밖에서 트럭 폭탄이 터진 후 붕괴되었다.폭탄의 압축파로 인해 4층과 5층이 기둥을 깎고 3층으로 무너졌다.3층은 메인 반송빔에 연결되어 있으며, 4층과 5층이 떨어졌을 때 안쪽으로 끌어당겼습니다.이로 인해 전송 빔에 연결된 남쪽 둘레에 있는 모든 수직 기둥과 수직 지지 기둥에 의존하는 바닥 단면도 함께 붕괴되었습니다.오클라호마 시티 폭탄 테러는 테러리스트가 시작한 미국 땅에서의 건물 붕괴의 첫 번째 사례이다.이 공격으로 168명이 사망하고 680명이 부상했다.그 건물은 철근 콘크리트 ^[13][14]설계였다.
• 1995년 6월 29일, 서울 삼풍백화점은 에스컬레이터를 놓을 공간을 확보하기 위해 아래층의 지지 기둥을 여러 개 철거한 결과, 5층짜리 서울 삼풍백화점이 무너졌다.이러한 구조적 지지대 부족은 수년 후 지지 기둥을 제거한 지붕 위에 여러 개의 무거운 에어컨을 추가함으로써 더욱 악화되었습니다.이로 인해 에어컨과 가장 가까운 지지기둥에 고장이 발생, 하중이 인근 기둥에 전달되면서 ^[15]고장기둥 주변에 큰 균열이 발생한 지 24시간 만에 완전한 고장과 붕괴가 발생했다.붕괴로 501명이 사망하고 937명이 부상했다.그 단지는 철근 콘크리트 설계였다.
• 2001년 9월 11일, 뉴욕의 세계무역센터 1, 2, 7빌딩이 테러 공격과 그 결과로 발생한 화재의 결과로 붕괴되었다.국립표준기술원의 3년간의 조사 결과, 긴 다리 모양의 바닥 부분(트러스라고 불리는)이 점차 처지기 시작할 때까지 불이 철골 구조를 약화시켰다는 결론을 내렸다.이 처짐은 트러스 아래쪽으로 당기는 것을 안쪽으로 당기는 것으로 변환했다.이 벽의 강한 내부 인력은 결국 타워 2의 외부 기둥, 그리고 나중에는 타워 1의 내부 기둥의 버클과 접힘을 유발하여 ^[16]붕괴를 일으켰다.건물 1, 2호를 덮친 납치 비행기 2대에 타고 있던 승객과 승무원 157명을 포함해 총 2,752명이 건물에서 사망했으며, 건물 1, 2호가 무너지면서 건물 7에서 불이 났다.그 건물들은 철골 구조였다.바닥 시스템의 점진적 기능 상실 또는 소위 "팬케이크 이론"은 구조 기능 상실의 시작 요인으로 배제되었지만, FEMA와 NIST 과학자 둘 다 ^[17]붕괴 시작 후 기능 상실의 1차적 모드인 것으로 밝혀졌다.
• 2005년 2월 12일 스페인 마드리드에 있는 28층짜리 윈저 타워가 건물 윗부분 11층이 붕괴되는 피해를 입었다.그 탑은 전통적인 물갈퀴 모양의 철골 외주로 둘러싸인 철근 콘크리트 내부 코어를 가지고 있었다.16층과 17층 사이에는 7피트 두께의 철근 콘크리트 이동 바닥이 있었으며, 격벽 역할을 하고 상부 11층의 철골 골조를 지지하도록 설계되었다.사무실 화재는 21층에서 시작되었고 5시간 후에 콘크리트 내부 코어가 좌굴 철골 외골조를 더 이상 지탱할 수 없었다.위층 11층은 가로수까지 무너졌고 위층 3층의 잔해가 이관층까지 무너졌다.아무도 죽지 않았다.그 건물은 철골과 철근콘크리트 복합 ^[18]설계였다.
• 2007년 8월 1일, 미네소타주 미니애폴리스에 있는 I-35W 미시시피 강 다리가 오후 출근 시간대에 붕괴되어 13명이 사망했다.붕괴는 주 아치 리브 중 한 개 내에서 두 개의 부재를 연결하는 가세트 플레이트의 기능 상실에 기인했다.이 골절 임계 접합부의 기능 상실은 구조물의 완전한 붕괴를 초래했다.
• 2013년 4월 24일 방글라데시 사바르에 있는 8층짜리 라나 플라자 상업 사무실 단지에서 건물 대부분이 붕괴되었다.원래 발길이 가벼운 상점과 사무실을 수용할 수 있도록 설계되었지만, 상층부에 무거운 의류 제조 장비를 갖춘 공장으로 개조되었다.이 장비는 진동하는 힘을 건물의 뼈대로 유도함으로써 가벼운 탬핑 전파와 같은 역할을 했다.작업자와 기계의 무게(모두 바닥의 원래 설계 하중 용량을 초과)와 함께 표준 이하의 건축 자재를 사용한 것은 주요 구조 요소의 약화와 궁극적인 기능 상실의 원인이 되었다.최종 붕괴는 건물 전체에 예비 균열이 나타나기 시작한 지 하루 만에 발생했는데, 이는 주요 구조 요소가 고장나 주변 요소에 하중력을 전달하고 있었음을 시사한다.이 건물에서는 총 1129명이 사망하고 약 2515명이 부상했다.이 사건은 역사상 가장 치명적인 의류 공장 사고이자, 현대 ^[19][20][21]인류 역사상 가장 치명적인 구조적 결함으로 여겨진다.
• 2017년 1월 19일, 이란 테헤란의 고층 건물인 플라스코 빌딩에 불이 나 무너졌다.화재는 8층에서 시작됐으며 200여명의 소방관이 현장에 있던 구조작업 중 점진적인 붕괴가 발생했다.붕괴는 ^[22]직하로 일어났기 때문에 팬케이크 타입으로 보고되었습니다.붕괴는 세계무역센터 ^[23]타워의 붕괴와 비슷해 보였다.화재와 ^[24]붕괴로 16명의 소방관과 10명의 민간인이 사망했다.
• 2021년 6월 24일, 플로리다 서프사이드에 있는 12층짜리 챔플레인 타워 사우스 콘도 타워가 연쇄 붕괴되어 98명이 사망했다.원인은 현재 조사 중입니다.

용어.

진행성 붕괴로 인한 손상은 원래 원인에 비해 불균형하기 때문에 이 붕괴 유형을 설명하기 위해 엔지니어링에서 불균형 붕괴라는 용어가 자주 사용됩니다.

모델 코드 변경

미국 상무부의 NIST(National Institute of Standards and Technology, NIST)의 권고에 따라 포괄적인 빌딩 코드 변경이 국제 코드 평의회(ICC)에 의해 승인되었습니다.NIST가 2001년 9월 11일 뉴욕시 세계무역센터(WTC) 타워의 붕괴에 대해 3년간 조사한 결과를 바탕으로 한 권고 사항이다.

제안서는 화재 및 기타 사고로 인한 건물 붕괴에 대한 내성의 증가, 분무식 방화 재료의 사용(일반적으로 "방화"라고 함), 방화 시스템의 성능 및 중복성(즉, 자동 스프링클러), 연료유 저장/배관, 최초 대응자가 사용하는 엘리베이터 및 대피 등과 같은 영역을 다루었다.큐팬트, 계단 수 및 위치, 출구 경로 표시.

현재 IBC가 요구하는 NIST WTC 조사 권고사항과 일치하는 모델 코드 변경은 다음과 같습니다.

• 방화용 접착 강도 증가(높이 25~130m(75~420ft)의 건물에서 이전에 요구했던 것보다 거의 3배, 높이가 130m(420ft) 이상인 건물에서 7배 증가).
• 다음을 보장하기 위한 방화 현장 설치 요건:
  • 설치는 제조업체의 지침을 준수합니다.
  • 기판(내화성 물질)이 깨끗하고 접착을 방해하는 조건이 없어야 한다.
  • 프라이밍, 도장 또는 캡슐화된 강철 표면에 대해 필요한 접착력이 유지됨을 입증하기 위해 시험을 수행한다.
  • 완전한 건조 또는 경화 시 설치된 내화재의 완료 상태는 균열, 공극, 스폴, 박리 또는 기판의 노출을 나타내지 않는다.
• 현재 설치된 두께, 밀도 및 접착 강도가 지정된 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위한 내화재의 특별 현장 검사 및 프라이밍, 도장 또는 캡슐화된 강철 표면의 효과로 인해 접착 강도가 요구된 것보다 낮을 때 접착제를 도포합니다.검사는 기계, 전기, 배관, 스프링클러 및 천장 시스템의 대략적인 설치 후에 수행되어야 한다.
• 130m(420ft) 이상 건물의 구조 부품 및 조립품의 내화 등급이 1시간 증가. (이 변경은 법전 개정에서 승인되었습니다.)
• 내화 등급에 대한 "구조 프레임" 접근방식의 명시적 채택. 1차 구조 프레임의 모든 구성 요소가 기둥에 공통적으로 요구되는 높은 내화 등급을 가져야 한다.1차 구조 프레임은 기둥, 기둥과 직접 연결된 거더, 보, 트러스 및 스판드렐을 포함한 기타 구조 부재 및 중력 하중을 전달하도록 설계된 가새 부재이다.

「 」를 참조해 주세요.

• 적용 요소법
• 구조물의 극한 하중
• 구조적 견고성
• 캐스케이드 실패

레퍼런스

외부 링크

• 점진적 축소 분석:적용된 요소 메서드
• Progressive Collapse 소프트웨어: 구조물에 대한 극한 하중
• 9/11이 우리에게 초고층 빌딩 설계에 대해 가르쳐 준 것