四川華山建筑有限公司 ****工程師 一級(jí)建造師 蘇茂兵
2009年，中國建筑業(yè)出了令人震驚的上海的“樓脆脆”事件。我們搞建筑的把房子建來“睡”著了。雖然“睡”得很安祥，連窗戶玻璃都沒有破，但建筑物畢竟倒了！
聯(lián)想到2001年9月11日的美國的911事件，美國紐約世界貿(mào)易中心的雙子樓在飛機(jī)撞擊后塌毀。二者有聯(lián)系嗎？
世界貿(mào)易中心的雙子樓在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮到需要使大樓結(jié)構(gòu)足以抵御大型飛機(jī)的直接撞擊。有報(bào)道分析，認(rèn)為大樓的倒塌并不是飛機(jī)的直接沖撞，而是飛機(jī)內(nèi)滿載的航空煤油傾瀉進(jìn)入大樓引起的大火所釋放的巨大熱量，軟化了支撐大樓的鋼筋骨架，**終導(dǎo)致世貿(mào)易中心大樓在自身重量的作用下坍塌。但是，也有一批建筑學(xué)家認(rèn)為，僅憑大火并無法令大樓倒塌。既然當(dāng)初設(shè)計(jì)考慮了大型飛機(jī)的直接沖撞因素，那肯定也考慮了大型飛機(jī)上的油的燃燒問題。世貿(mào)易中心大樓倒了，什么是關(guān)鍵因素？原理是什么？
上海的樓脆脆倒了，僅僅是一場大雨，一堆沙土，一個(gè)大坑。
筆者認(rèn)為二者均是毀于建筑物承受了意外的側(cè)向力。建筑設(shè)計(jì)歷來采用豎直平面的平面受力體系，建筑結(jié)構(gòu)主要考慮承受壓力，然后按規(guī)范取個(gè)系數(shù)，**取出了設(shè)計(jì)值。
根據(jù)中國的規(guī)定《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（2006年版）》GB5009-2001的P8頁“3.2.5對(duì)結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移或漂浮驗(yàn)算，荷載的分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)按有關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定采用”。由此看出在建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范中沒有考慮意外側(cè)向力的作用。
意外側(cè)向力是怎樣使建筑物倒塌的呢？雙子塔是在上部遭受意外側(cè)向沖擊力，使局部建筑物系統(tǒng)穩(wěn)定性遭到破壞，并逐步擴(kuò)大，導(dǎo)致整個(gè)建筑物穩(wěn)定性失效，從而整個(gè)大樓倒塌。這也可以解釋雙子塔的****個(gè)樓受到撞擊的時(shí)間要晚一些，但它卻先倒塌了。因?yàn)?***個(gè)樓是飛機(jī)斜著撞了一個(gè)角，局部的穩(wěn)定性破壞得比****樓更嚴(yán)重。從中間撞的，有兩邊的柱子撐著，從角上撞的，角邊上的柱子**撐不住，加上撞擊點(diǎn)是建筑物中部，承受重量要大些，所以****棟受撞的樓反而先倒。
上海“樓脆脆”是在非常巧合的情況下，建筑物一邊堆8、9米高的土方，另一邊是對(duì)基礎(chǔ)的大開挖；也**是一邊是對(duì)建筑物基礎(chǔ)加壓，另一邊是對(duì)建筑物基礎(chǔ)卸荷，這兩個(gè)側(cè)向力方向剛好出奇地一致，一個(gè)在推一個(gè)在拉，建筑物基礎(chǔ)兩側(cè)倒土壤壓強(qiáng)差****加大。一場大雨使土質(zhì)變軟，建筑物基礎(chǔ)抗側(cè)向力減弱，原有平衡被破壞，建筑物向側(cè)向力方向傾斜，當(dāng)建筑物在豎水平面的受力體系的穩(wěn)定性被破壞后，建筑物倒塌。
911事件，表面是恐怖襲擊，實(shí)際上是對(duì)世界傳統(tǒng)典型建筑理論的挑戰(zhàn)。911事件擊倒的不僅是幾棟樓，而是整個(gè)世界的建筑設(shè)計(jì)理論。幾百年來的建筑受力體系應(yīng)該作重要修改和補(bǔ)充，而不僅僅是對(duì)深基坑規(guī)范的修正問題。深基坑做得再好，以后遇到類似問題，房子一樣倒塌，因?yàn)榛A(chǔ)樁是砼結(jié)構(gòu)，意外側(cè)向力產(chǎn)生的是剪切力，砼結(jié)構(gòu)的抗剪切力是非常弱的。
側(cè)向力與地震力、風(fēng)壓力對(duì)建筑物的破壞是不一樣的，側(cè)向力向建筑物局部一個(gè)方向破壞，從而導(dǎo)致系統(tǒng)失效；而地震力是通過地面以地震波的形式破壞，使建筑物來回晃動(dòng)，也**是說還要建筑物回原地；風(fēng)壓力是流體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的力，當(dāng)空氣流動(dòng)在建筑物局部受阻后，它會(huì)改變方向。因此，側(cè)向力對(duì)建筑物的危害更大。
911事件及上海“樓脆脆”事件暴露當(dāng)今世界建筑領(lǐng)域的技術(shù)缺陷，我們應(yīng)該以科學(xué)發(fā)展觀的態(tài)度看待這些問題。這不是我們施工人員的錯(cuò)，也不是設(shè)計(jì)人員的錯(cuò)，是在特定的技術(shù)條件下產(chǎn)生的必然結(jié)果。
中國是世界****人口大國，可耕種的土地很少，建高層建筑是必由之路。以前，高層建筑技術(shù)是公認(rèn)的很成熟的技術(shù)。但經(jīng)過上海“樓脆脆”事件后，這種成熟技術(shù)看來還有需完善的地方。
意外側(cè)向力雖然會(huì)出其不意，危害很大，但仍然是有規(guī)律可循的。增加整體和局部在受意外側(cè)向力之下的穩(wěn)定性問題，是改進(jìn)這種受力體系的必由之路。隨著高層建筑越來越多，研究更****的受力體系和建筑技術(shù)是關(guān)系到國家安全的重大決策。
中國已經(jīng)改革開放了30年，這30年來，我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，我們已經(jīng)長高了許多，不象以前需要傾望才能看到別人的臉，我們直接解決問題**可以超越，但如不抓住機(jī)會(huì)讓別人先解決了，我們**會(huì)持續(xù)落后。我們已經(jīng)不可能單純地學(xué)習(xí)別人，參照別人**可以發(fā)展了。我們面對(duì)的別的國家同樣在面對(duì)，如果我們先解決了，我們**能先發(fā)展起來，腰板也能硬起來。中華民族的偉大復(fù)興**看能否解決這些發(fā)展中遇到的問題，能否在各行業(yè)在技術(shù)上全面****于世界。
小平同志說過：“摸著石頭過河”，但現(xiàn)在水流太急，水太深，這條河還沒人過，怎么辦？高速發(fā)展要有個(gè)前提，方向不能錯(cuò)，否則發(fā)展越快危害越大；因此，我們應(yīng)該加大基礎(chǔ)理論研究。但是誰來做這個(gè)看不到直接經(jīng)濟(jì)效益的工作？怎樣做？遇到?jīng)]地方去復(fù)制、參考的問題怎么辦？只有“自力更生，艱苦奮斗”了。
如何才能產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)？筆者認(rèn)為相關(guān)產(chǎn)業(yè)的理論研究必須跟上，以****產(chǎn)業(yè)方向沒有問題。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)首先要的是方向而不是速度，只有技術(shù)不斷取得突破而且趨于成熟，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)才能升級(jí)。
現(xiàn)在，全世界90%的建筑施工工程在中國，在中國的城市化進(jìn)程中，如果建筑業(yè)不能帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，相應(yīng)的技術(shù)水平不能達(dá)到世界****水平，甚至拉開差距，那我們**是在浪費(fèi)機(jī)會(huì)。
要想今后的建筑物具有防側(cè)向力破壞的功能，是漫長和艱難的。這需要采用更多的更好的新材料、新技術(shù)和新工藝。比如，現(xiàn)在的混泥土結(jié)構(gòu)，其抗剪力和抗拉能力是很差的，這種結(jié)構(gòu)的房屋其抗側(cè)向力破壞的能力**差。這**要看以后能否有性能更好，又經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的新材料出現(xiàn)了。
因此，政府應(yīng)該直接投資建筑方面的新材料、新技術(shù)和新工藝的研發(fā)，還要鼓勵(lì)、獎(jiǎng)勵(lì)相關(guān)的企業(yè)。
任何產(chǎn)業(yè)的興旺都離不開人才，但在建筑技術(shù)專業(yè)的大學(xué)教材里都只教授了豎直平面受力體系，沒有象機(jī)械專業(yè)一樣，講授立體受力體系。這樣**造成了整個(gè)建筑業(yè)從業(yè)人員只能以平面受力體系去思考和解決建筑中遇到的問題，不能在設(shè)計(jì)和施工中充分利用立體受力體系的優(yōu)點(diǎn)并避免側(cè)向力的危害。建議今后大學(xué)的建筑類專業(yè)也要開設(shè)立體受力體系方面的課程，以增強(qiáng)建筑行業(yè)的從業(yè)人員的能力儲(chǔ)備。
