橄榄球联盟达拉斯牛仔队拥有的一个由织物覆盖的钢架练习设施在风荷载下坍塌

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  根据美国商务部国家标准协会公布的一份报告,美国国家橄榄球联盟达拉斯牛仔队拥有的一个由织物覆盖的钢架练习设施在风荷载下坍塌,大大低于适用设计标准所要求的设施标准。和技术(NIST)。

  

  该设施位于德克萨斯州欧文市,于2009年5月2日在严重雷暴期间倒塌。有12人受伤,其中一人伤势严重。

  根据确定负荷和设计结构钢结构建筑的国家标准,NIST研究牛仔设施的研究人员发现,5月2日的风荷载要求对建筑物的框架 - 一系列相同的肋状钢框架支撑张紧的织物覆盖物 - 大于框架抵抗这些载荷的能力。

  牛仔设施设计中使用的假设和方法导致了最初针对风荷载需求和结构框架容量计算的值与NIST研究人员得出的值之间的差异。例如,美国国家标准与技术研究院的研究人员在风荷载计算中包括了通风孔和多个门的内部风压,因为他们将建筑物分类为“部分封闭”而非“完全封闭”,如设计文件中所述。NIST研究人员还确定了该建筑'

  研究负责人约翰格罗斯说:“我们的调查发现,该设施在风力负荷下坍塌,预计这类建筑物将承受这种风力。” “根据我们的研究结果,NIST建议对织物覆盖的钢框架结构进行评估,以确保在设计风荷载下结构框架系统具有足够的性能。”

  NIST报告建议此类评估确定是否:(1)织物覆盖物考虑到其撕裂的可能性,为结构框架提供横向支撑; (2)根据建筑物周边可能存在的开口,建筑物应视为部分封闭或完全封闭; (3)一个或几个框架构件的失效可能会传播,导致结构部分或完全坍塌。

  在牛仔设施崩溃后不久,NIST派出了一支由三名结构工程师组成的侦察小组,负责评估周边地区的结构和风力破坏情况,并收集相关数据,如计划,规格和设计计算。使用在侦察过程中获得的数据,NIST研究小组开发了一个用于实践设施的典型结构框架的计算机模型,然后研究了框架在两种风力条件下抵抗力的能力:基于设计标准风速的风荷载每小时90英里和实际风荷载基于崩塌时的条件。

  NIST与国家海洋和大气管理局(NOAA)国家严重风暴实验室合作,估算崩塌时的风况。研究人员确定,在倒塌时,风主要从西向东吹,垂直于建筑物的长边。在崩塌时的最大风速阵风估计在每小时55至65英里的范围内 - 远低于国家风荷载标准中每小时90英里的设计风速。与5月2日雷暴相关的微爆流中心(一个小的,强烈的下沉,导致强风的局部区域)位于崩塌时该结构西南约1英里处。

  根据美国国家标准与技术研究院和美国国家海洋和大气管理局的研究人员的说法,在崩溃时牛仔设施附近的风场符合设计标准,并不罕见。

  根据他们对崩塌时的风况和结构响应的研究,NIST的研究人员确定了以下可能的崩溃顺序:

  在东侧屋顶的一部分中框架的内弦(屋顶桁架的内侧)的弯曲导致在框架中形成扭结。

  东西方“膝盖”(侧壁和屋顶之间的连接)的失效使得框架随风向东摇摆。

  屋顶最高点(山脊)东侧的压缩性破坏导致附近的内部和外部和弦在山脊附近发生断裂。

  整个结构中框架失效的进展导致整体结构崩塌。