Op 24 juni 2021, om ongeveer 01.30 uur Eastern Daylight Time, ondervond Champlain Towers South Condominium, een 12 verdiepingen tellend 40 jaar oud gebouw met een vlakke plaatconstructie van gewapend beton in de buitenwijk Surfside, Florida, Verenigde Staten, een plotselinge gedeeltelijke ineenstorting. Achtennegentig mensen werden dood bevestigd en elf anderen raakten gewond. Wat heeft de plotselinge ineenstorting van dit vlakke plaatgebouw veroorzaakt?

Professor Xinzheng Lu van de afdeling Civiele Techniek van de Tsinghua University werkt aan het analyseren van de mogelijke oorzaken van het instorten van het gebouw en het reconstrueren van het instortingsproces voor een beter begrip.

In deze studie analyseerden professor Lu en zijn onderzoeksteam de algehele prestaties en de belangrijkste componenten van het ingestorte gebouw op basis van de bouwontwerpcodes. Bovendien werden de ponsafschuif- en post-ponsprestaties van een typische plaat-kolomverbinding bestudeerd door middel van de verfijnde eindige-elementenanalyse. Verder werd het instortingsproces ook gesimuleerd en gevisualiseerd met behulp van een physics engine.

Door deze analyses werden verschillende conclusies getrokken, waaronder (1) de pons-afschuifsterkten van de belangrijkste verbindingen en de axiale druksterkten van de kolommen van de ingeklapte structuur zijn laag en niet in staat om te voldoen aan de vereisten van de huidige ontwerpcodes; (2) typische plaat-kolomverbindingen hebben een beperkte sterkte in het grote vervormingsstadium als gevolg van slechte wapeningsdetaillering.

Samengevat heeft de ingestorte constructie een lage veiligheidsmarge, robuustheid en weerstand tegen voortschrijdende instorting, wat onvermijdelijk tot ernstige gevolgen kan leiden als lokale schade optreedt als gevolg van onverwachte en onvoorziene redenen.