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【钢结构·技术】广西百色又发生钢屋顶坍塌,一周两起同类事故,分析事故异同

本文转载自公众号钢结构设计(id:steelercn)

2019年5月20日0时43分,广西百色右江区东洲大道旁“0776酒吧”发生钢结构屋顶坍塌。截至5月21日16时,事故造成87人受伤,死亡6人。

该建筑是一座3层12米高的钢结构商务楼,每层面积约700平米。据现场人员介绍,此次坍塌位置是三楼的屋顶局部坍塌,其中落地坍塌面积约50平米。

广西百色事故现场照片

就在四天前,2019年5月16日中午11时20分,上海长宁区昭化路148号近定西路发生的钢结构屋顶坍塌事故,搜救出被困人员25 人,其中10人死亡。具体事故情况,详见本公众号三天前的文章,坍塌原因分析:上海长宁区一改造建筑坍塌,目前以致10人死亡

每次听到此类信息,心情格外沉重。我们编写此文的目的,希望尽可能以专业的角度,分析不同事故的差异,为结构设计人员提供一些思考并引以为戒,为行业外的人提供一些可能的解释。

因当前在网络上获得的信息不完整、不准确,可能与实际情况有较大差异,最终以官方公布情况为准。

1、事故死亡率的差异和原因

广西百色钢屋顶坍塌事故,截至5月20日16时已造成3人死亡、87人受伤,4人仍被困(暂按死亡概率50%分析)。这相当于94人被救出,其中5人死亡,89人受伤,死亡率5.3%;

上海长宁钢屋顶坍塌事故,搜救出被困人员25 人,其中10人死亡,死亡率40%。与广西百色坍塌事故相比,死亡率相差约8倍。

关于死亡率差异的原因,明眼人一眼就能看出。广西百色钢屋顶坍塌事故,三层以上的屋面面积约700平米,实际着地的坍塌面积约50平米,因此还有约650平米没有完全着地坍塌,这为多数受伤者,提供了生存空间。

反观,上海长宁钢屋顶坍塌事故,钢屋顶多数面积着地坍塌,死亡率比较高。

▲上海长宁屋顶坍塌事故现场照片

2、两种钢结构屋顶的结构差异

广西百色事故钢结构屋顶,采用钢框架梁+压型钢板现浇混凝土组合楼板,是最常见的多高层钢结构建筑的楼面和屋面结构形式。这种楼板结构的特点是承载力高(也是有承载极限的),自重大,比预制混凝土板整体性更好。如下图所示:

压型钢板现浇混凝土组合楼板做法

广西百色坍塌事故屋顶的钢梁和组合楼板,楼板很结实,破拆比较费力,这也为救援增加了难度

上海长宁事故的钢结构屋顶,采用钢结构屋架+预制混凝土屋面板,常用于工业厂房的屋面结构。特点是自重大、承载力一般、整体性差,施工方便。如下图所示:

上海长宁坍塌事故屋顶的类似做法照片

3、事故的可能原因

我们猜测,广西百色钢屋顶坍塌事故的可能原因如下:

(1)最主要的原因,可能是屋面吊挂太重,严重超载。

正常情况下,不上人屋面的活荷载设计值为每平米50公斤,远小于正常的楼面荷载的最低值每平米200公斤。在按国家规范设计的情况下,不上人屋面可承受的额外荷载非常小。

但是,此建筑顶层在今年初被改造为0776酒吧,该酒吧此前公开发布的宣传海报显示,该酒吧为“百色市首家超高四维立体空间酒吧”,“百色首家采用巨幅5D立体LED天幕”、“百色首家采用五层次无极灯光矩阵”的酒吧。

宣传海报还显示,该酒吧于2019年1月开业,“广西零柒柒陆娱乐有限公司斥资2000万重金巨制”

0776酒吧屋面下悬挂着巨幅5D立体LED天幕、五层次无极灯光矩阵

▲0776酒吧事故现场,用于悬挂LED天幕和灯光矩阵的钢桁架

这些LED天幕和灯光,或许单片不太重,每平米重量可能也就几十公斤。但是,如此大面积的吊挂设备,通过附加的钢桁架悬挂在钢梁的几个点位,对钢梁产生的额外集中力是非常大的,远远超出了钢梁设计可承受的额外的均布荷载,这对于这几根悬挂设备的钢梁是致命的。

(2)间接原因,大风大雨的天气可能是此次事故的间接原因,是压垮骆驼的最后一根稻草。

吊挂设备的钢梁本来已经达到承载能力极限,外界不利的天气(屋面积水),再次加重了钢梁的负荷,最后这几根吊挂设备的钢梁坍塌了。

这种组合楼面整体性好,连接牢靠,一般不会大面积连续坍塌。这也解释了,为什么这个屋面只是局部坍塌。

反观,上海长宁钢屋面坍塌事故,屋面整体性较差,某一处屋面结构坍塌破坏,会通过系杆和斜撑传力,牵连到其他区域屋面结构也跟着失稳破坏,引起连续坍塌事故。

(3)次要原因,房屋的原结构设计和施工质量,可能存在一些问题。

我们更愿意相信房屋的原设计和施工质量是合格的。装修阶段增加了如此大的额外荷载,还都悬挂在很少的几个点位上,再怎么合格、合规的设计和施工,也扛不住。

(4)其他原因。可以套用上海长宁钢屋顶坍塌事故,相关部门给出的事故原因:项目建设单位未按照规定履行有关审批手续,违规施工,建设单位以往曾将改建工程以装饰装修工程名义申报,逃避审图等手续。

转自:钢结构-公众号

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作者: ganggouren

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