大楼为什么会倒塌？

几岁的小朋友在沙滩盖城堡，建筑工人在盖摩天大楼，人类好像已经征服了建筑，建筑开始于“两块砖第一次很好地放在一起时”。美国建筑师罗伯特·麦卡特在《认识建筑》一书中说：“人类用建筑驯化空间，让漫长无尽的时间变得有迹可循。”但结构欠佳的建筑驯化不了空间，很快就会成为时间长河中的一个泡沫。

《认识建筑》书封

4月29日中午，长沙望城区一栋自建房倒塌，黄金救援时间只有72个小时，5月5日凌晨，救援人员救出了第10名幸存者，这距离其被困已超过130个小时。到5月6日3时零3分，搜救工作结束，53位同胞遇难。

该房2012年建成时为6层结构，2018年由居民加建到8层，承租户对房屋有不同程度结构改动。长沙警方5月1日通报，涉嫌事故的9人已经被刑拘。

现场应急救援专家组副组长、湖南大学教授陈大川说，这次营救的难度相当高，是因为“这次房子的倒塌，它不是一种倾倒的方式（倒塌），实际上是坍塌式、下座式的（倒塌），所以建筑垃圾全部在里面，使被困者的生存空间非常小。”

去年，迈阿密一幢12层高的楼突然倒塌，《波士顿环球报》采访了美国西北大学工程学教授Mehrad Sasani，他说，建筑倒塌的原因可以分为三种，一种是地基问题，一种是结构问题，还有的是因为发生事故，包括燃气爆炸，或者车辆的撞击。

如果是地基问题，倒塌前应该会有一些迹象，比如楼体开裂。结构原因又有四种情形，设计问题、建造和监督过程中的问题、结构老化或者建筑倒塌前的状态。1986年，新加坡一个大楼倒塌，是设计问题、建造问题和过重问题综合导致的。设计上的缺陷是，设计师忘记了把大楼的自重算在里面。这幢楼仍然屹立了15年，直到倒塌几个月前，屋顶装了一个空调系统，不仅很重，而且会摇晃。

住在楼里的人应该担心自己的安全吗？专家说，如果发现结构上出现问题，不要掉以轻心，抓紧应对。但一般来说，楼越高越安全，因为高楼的设计过程会更小心，评估、建造、监督也会更认真，因为投资更多、结构更大。

2019年，BBC一篇文章说，建筑倒塌一般有五个原因：地基不够牢、建筑材料不够结实、工人犯了错误、承重超过预期、没有做强度测试。地基的成本可以达到整个建筑造价的一半。修建过程中要一直做强度测试，但有人想省钱。“大楼倒塌的原因有很多，但只有一个动机会导致倒塌发生，那就是钱。大楼倒塌的真正原因是腐败。大楼盖得不安全不一定会造成伤亡——建筑可以推倒。”

建筑杂志Arch2o网站盘点了历史上最严重的十次建筑倒塌。世贸大厦1973年建造，2001年9月11日倒塌，2977人遇难。主要是因为钢材在超过400度后，会迅速失去强度。纽约世贸中心1993年遭遇过炸弹袭击，北楼虽然发生大爆炸，仍幸存了下来，只是地下停车场局部遭到破坏。但2001年9月11日，双塔都塌了，是因为9万加仑的航空燃油燃烧导致结构失去强度，地板坍塌。

1995年6月29日，首尔一家百货商店倒塌，造成502人遇难、937人受伤，这家商场本来是一个办公楼，被中途改建为百货商场，但没有考虑结构方面的设计需求，出现开裂后仍没引起警觉。

1993年8月13日，泰国皇家广场酒店倒塌，造成137人死亡、227人受伤。不到10秒，六层的酒店就变成了一堆废墟，只剩下后来加盖的电梯间。主要原因是增加楼层时没有考虑结构强度和地基的稳定性，没有加固地基和柱子。

英国材料科学家詹姆斯·戈登在《什么是结构》一书中解释了高楼为什么会倒塌，简单来说是因为建筑失去了平衡，“如果你的脚向下踩压地板，地板也一定会向上推你的脚。在结构的各个点上，每个力都必须有等大反向的另一个力来平衡且起到反作用。对任何一种结构皆如此，不管它多么微小简单或多么巨大复杂：不仅是地板和主教座堂，还有桥梁、飞机、气球、家具、狮子、老虎、卷心菜、蚯蚓等。在结构的各个点上，每个力都必须有等大反向的另一个力来平衡且起到反作用。如果这个条件不能满足，即所有力不平衡或不能彼此抵消，结构就会被破坏。”

《什么是结构》书封

建筑物结实，不仅是因为使用了砖石、钢铁等结实的材料，再重的建筑也会变形，“当你爬上一座主教座堂的塔楼时，塔楼变矮了，这是它承载了你的体重的结果，虽然其形变量非常小，但它确实变矮了。事实上，砖石建筑比你想象的更柔韧。即便是在一栋普通的小房子里，墙壁也可能在其自身重量的作用下沿竖直方向弹性收缩或被压缩差不多1毫米。在大型建筑物中，这种运动自然会大得多。顺便说一下，当你觉得房子在暴风中被吹得摇摇晃晃时，这不是你的幻觉，房子的确在摇晃。帝国大厦的顶部在暴风雨中的摆动幅度约为2英尺。”

大楼要稳，就要能够释放压力。跟通常的理解不同，“由于砂浆或水泥的使用，接合处之间匹配良好，压应力被传递到整个接合区域，而不只是几个点上。砂浆的功能不是把砖块或石块黏合在一起，而是更均匀地传递压缩载荷。”

大家都在看