萨里大学团队提出简化公式，助力防止建筑因柱子失效引发连锁坍塌
据萨里大学（University of Surrey）最新发布的消息，该校领导的一项研究提出了一种新的工程方法，旨在帮助建筑物在遭遇柱子失效时避免发生整体结构崩塌。相关成果已发表于《结构混凝土》（Structural Concrete）杂志。
图片来源：奥斯卡
穿孔剪切与渐进式坍塌风险
现代建筑如停车场、办公楼及公寓开发项目，常采用由柱子直接支撑的混凝土板构建楼层。这种设计虽提高了空间利用率和灵活性，但也使结构容易受到一种称为“穿孔剪切”（punching shear）故障的影响。在这种故障中，柱子会穿透上方的混凝土板。一旦重量突然转移至其他柱子，额外的负载可能引发被称为“渐进式坍塌”的连锁反应。
2020年西班牙桑坦德市 Nueva Montaña 停车场的坍塌事故便是此类失效的典型案例。研究人员将该事件作为现实案例，用于验证其新提出的计算公式。
简化计算模型兼容欧洲标准
该研究团队由萨里大学牵头，联合马德里理工大学、埃斯特雷马杜拉大学以及行业合作伙伴 Skidmore, Owings & Merrill (SOM) 共同完成。团队在早期数学模型的基础上，开发并测试了一组方程，消除了以往所需的部分复杂计算步骤。
这一新方法使工程师能够更便捷地评估防止进一步结构故障所需的钢筋数量。值得注意的是，该方法与下一代 Eurocode 2（混凝土结构设计的欧洲标准）兼容，从而更容易融入现有的工程设计实践。
萨里大学民用基础设施系统与工程中心教授、该研究作者 Juan Sagaseta 表示：“工程师们面临着巨大的压力。虽然我们无法预测每一起可能损坏建筑物的事故，但我们可以优化结构设计。”他补充道：“一个柱子的消失不应意味着整栋建筑的消失。这项技术旨在帮助工程师做出更明智的决策，最终保护建筑使用者的安全。”
实证检验与未来应用
在与现有实验结果及新数据进行对比测试时，该方程成功预测了由邻近柱子周围故障引发的现场观察到的结构破坏类型。调查结果表明，该方法同样适用于涉及多个柱子突然丢失的情况。
主要作者 Maria Liapopoulou 目前在剑桥大学担任布鲁内尔研究员，她在萨里大学任职研究员期间完成了这项研究。她指出：“当像 Nueva Montaña 停车场倒塌这样的事件发生时，我们的计算结果与当地实际情况的高度吻合令人鼓舞。开发数学模型是一回事，但能将其与真实案例进行验证，大大增强了我们的信心。”
这些发现有望支持未来改善结构设计指导方针，协助工程师评估建筑物应对意外损坏的能力，并降低局部故障演变为广泛坍塌的风险。
论文信息：Maria Liapopoulou 等，《结构混凝土》(2026)。面板动态穿孔剪切评估的封闭式解决方案。DOI: 10.1002/suco.70827
