雪后多地发生坍塌事故 厂房、体育馆、食堂、农贸市场……

大跨度轻钢结构建筑,大雪天一定要多加防范

2024-02-06

记者 朱振辉

受强雨雪天气影响,近期全国多地发生坍塌事故,造成不同程度的人员伤亡和财产损失。

昨天上午10时15分许,湖南益阳市南县人民路集贸大市场垮塌,垮塌面积约1000㎡,有人员被困。截至下午1时,搜救工作已全部结束,被困14人已全部救出。此次事故共造成14人不同程度受伤,其中1人经抢救无效死亡,其余伤者正在医院救治,暂无生命危险。

2月4日,湖北潜江一农贸市场顶棚坍塌,造成一死一伤。潜江市政府通报称,2月4日7时许,湖北省潜江市老新镇农贸市场因暴雪导致顶棚局部坍塌,造成2人受伤。2名伤者中,一人不幸罹难,一人入院治疗,无生命危险。

2月4日下午,湖北荆州公安县楚丰农贸市场发生坍塌。目击者称事发于下午3时左右,菜场彩钢顶棚坍塌导致多人被掩埋,可能有人员受伤。

2月4日凌晨,湖北荆州长江大学西校区三食堂被积雪压垮。食堂一位负责人称,事情发生在2月4日凌晨5时左右,学校已经放寒假,食堂1月15日就暂停营业,没有人员伤亡。

2月3日晚9时左右,湖南张家界市永定区“七十二奇楼”景区内,一茶馆因遭遇暴雪冻雨收折关闭雨棚时,发生棚顶坍塌,5人送到医院,一人伤情较重,另有17人留观。“在现场,前排好多人都没反应过来,头都被砸出血了,主持人都被砸晕了。”有游客告诉橙柿互动,“后面的基本上都没怎么受伤。”

2月3日上午,河南信阳羊山新区一停建篮球场遮阳棚坍塌,顶部大面积被雪覆盖。

2月3日至4日,湖南常德持续遭遇强降雪天气,大量企业、农贸市场、居民搭建的铁棚出现坍塌。常德市应急管理局表示暂无人员伤亡。

大跨度轻钢框架结构 什么情况会倒塌?

通过梳理以上事故不难发现两个共同点:一是当地都处于持续低温雨雪冰冻的极端天气,短时降雪量大;二是发生坍塌的建筑物都是大跨度大空间的钢架和轻质屋盖结构。什么情况下这样的结构会倒塌?

郑建南(中国美院风景建筑设计研究总院高级工程师)

大跨度轻质钢结构(网架结构)屋面主要有以下特点:一是自重较轻,跨度大,对大雪、冻雨会很敏感,容易产生塌陷。传统的混凝土楼面自重大,常规屋面负荷敏感度就低;二是承载面大,在设计荷载时是理想状态均匀负荷,但实际情况非常复杂,比如雨雪、冻雨,不是全面域负荷而是局部负荷,就很容易造成倾塌;三是这类结构对风荷载也非常敏感,因为承载面大,大风向上吸力就能把屋面轻松掀开。

因为建造成本低、工期短,大跨度轻质钢结构往往会用于搭建临时性建筑,最近出现的事故,可能是极端天气影响、结构负荷超荷、施工不规范等原因。

许路延(浙江省城乡规划设计研究院结构工程师)

大跨度钢框架结构有个显著优点,就是室内空间很大,实用性和美观性都比常规混凝土框架结构更好,施工更快工期更短。近期钢结构坍塌事故多发,可能存在以下六点原因:

1.自然条件变化引起。风荷载以及屋面上实际雪荷载(雪的堆积厚度)超过原设计标准。

2.平时对轻钢结构屋面(大棚)维护不到位。钢结构需要定期保养维护,钢杆件易生锈,使构件实际受力截面变小,从而产生坍塌事故。

3.临时用房不规范。例如这次河南信阳篮球场坍塌,就是临时建筑。施工中经常需要搭建临时建筑,这些临时建筑是无法满足在极端恶劣天气下使用的。

4.设计标准较低引起。我们国家对设计规范一般5-10年修订一次,目前轻钢结构屋面在大雪中坍塌的,也有很大部分是几十年前设计的,那时设计标准较低,不能满足现在的情况。

5.施工质量原因引起。钢结构施工要求更高,施工条件更苛刻。个别施工单位为抢工期,在未达到钢结构施工条件的情况下贸然施工,导致钢结构焊缝质量不能保证,存在安全隐患。

6.设计原因引起。轻钢结构因杆件较细,除了满足设计强度要求,还需要考虑整体刚度和稳定性。设计师有时候可能仅考虑杆件强度问题,疏忽了刚度和稳定性,使轻钢结构整体失稳而存在安全隐患。

许路延建议,对于市民群众来说,在极端天气的情况下,建议首先是远离施工现场。如果是自建大棚,遮阳棚,临时房等定期需要检查一下连接处螺栓或者焊缝是否完好,如果发现问题及时请专业团队加固保养。在大雪天尽量远离这些地方,雪停了及时清理积雪。

积雪有多重?

雪花自身非常轻,5000—10000片雪花的总重量也仅为1克。但“轻于鸿毛”的雪花,不断聚集后也能产生能足以压垮建筑物的巨大重量。

中国气象局公共服务中心高级工程师李艳说,气象学上的“降雪量”,是用标准容器将24小时内采集到的雪化成水后,测量得到的数值。降雪量是以毫米为单位的,一般超过10毫米就达到暴雪量级,超过20毫米就是大暴雪级别。

尽管一万片雪花重量只有1克,但降雪是持续过程,再小的量聚集以后也能成为很大的数字。1立方米新雪,由60亿—80亿片雪花组成。雪的具体密度很难准确界定,大致在0.05克/立方厘米—0.3克/立方厘米。因为“降雪量”能够直接对应“雪水”重量,可以借助这个概念对积雪的重量做个估算,1平方米面积上1厘米厚的积雪(1毫米降雪)重量是1公斤,10平方米上就是10公斤。

以2018年1月4日合肥市暴雪为例,降雪量是30毫米,实际积雪深度达到27厘米,这么多降雪如果平铺在100平方米平面屋顶,大概就是2.7吨左右。