雪后多地發(fā)生坍塌事故，廠房、體育館、食堂、農(nóng)貿(mào)市場……專業(yè)解讀：大跨度輕鋼結(jié)構(gòu)為什么連續(xù)“塌房”？

文章來源：都市快報(bào)

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發(fā)布時(shí)間：2024-02-06 09:09:25

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都市快報(bào)訊目前，我國2009年以來最大范圍雨雪冰凍天氣過程仍處于最強(qiáng)時(shí)段。

中央氣象臺(tái)今日6時(shí)繼續(xù)發(fā)布暴雪藍(lán)色預(yù)警和冰凍黃色預(yù)警：

預(yù)計(jì)2月5日至7日，重慶東南部、貴州北部、湖北南部、安徽南部、湖南北部、江西北部、浙江西北部等地的部分地區(qū)有大到暴雪，局地大暴雪，上述部分地區(qū)累計(jì)降雪量5-18毫米，局地超過20毫米，新增積雪深度5-10厘米，局地15厘米以上。

預(yù)計(jì)，2月5日8時(shí)至6日8時(shí)，貴州中東部、重慶東南部、湖南大部、湖北東南部、江西西北部、安徽南部山區(qū)、浙江西南部山區(qū)等地的部分地區(qū)有凍雨，累計(jì)凍雨量1-6mm，局地10mm左右。

受到強(qiáng)雨雪天氣的影響，近期全國多地發(fā)生坍塌事故，造成不同程度的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

今天上午10時(shí)15分許，湖南益陽市南縣人民路集貿(mào)大市場垮塌，垮塌面積約1000㎡，有人員被困。目前，已搜救出6人，生命體征均平穩(wěn)。

據(jù)南縣氣象臺(tái)此前預(yù)報(bào)，該縣4日白天有小到中雪、5日晚至6日有中雨或雨夾雪，冰凍維持。大部分地區(qū)氣溫將降至0℃以下，最低氣溫為-3～-1℃。持續(xù)低溫雨雪冰凍將對交通運(yùn)輸、輸電線路、能源保供及設(shè)施農(nóng)業(yè)等造成嚴(yán)重影響，需加強(qiáng)防范。

2月4日，湖北潛江一農(nóng)貿(mào)市場頂棚坍塌，造成一死一傷。

潛江市人民政府新聞辦公室2月4日發(fā)布通報(bào)稱，2月4日7時(shí)許，湖北省潛江市老新鎮(zhèn)農(nóng)貿(mào)市場因暴雪導(dǎo)致頂棚局部坍塌，造成2人受傷。事故發(fā)生后，市委、市政府高度重視，迅速組織公安、城建、衛(wèi)健、民政聯(lián)合當(dāng)?shù)亻_展救治和善后處置。目前，2名傷者中，一人不幸罹難，一人入院治療，無生命危險(xiǎn)。

2月4日下午，湖北荊州公安縣楚豐農(nóng)貿(mào)市場發(fā)生坍塌。目擊者稱事發(fā)于下午3點(diǎn)左右，菜場彩鋼頂棚坍塌導(dǎo)致多人被掩埋，可能有人員受傷。

2月4日凌晨，湖北荊州長江大學(xué)西校區(qū)三食堂被積雪壓垮。食堂一位負(fù)責(zé)人稱，事情發(fā)生在2月4日凌晨5點(diǎn)左右，學(xué)校已經(jīng)放寒假，食堂1月15日就暫停營業(yè)，沒有人員傷亡。

2月3日晚21時(shí)許，湖南張家界市永定區(qū)“七十二奇樓”景區(qū)內(nèi)，一茶館因遭遇暴雪凍雨收折關(guān)閉雨陽棚時(shí)，發(fā)生棚頂坍塌，造成部分人員受傷。目前收治入院5人，其中一人傷情較重，其余輕傷，均無生命危險(xiǎn)，另有留觀17人。

“在現(xiàn)場，前排好多人都沒反應(yīng)過來，都頭都被砸出血了，主持人都被砸暈了�！庇杏慰透嬖V橙柿互動(dòng)，“后面的基本上都沒怎么受傷�！�

事發(fā)前一日，湖南省政府印發(fā)緊急通知，預(yù)測近期將迎來新一輪低溫雨雪冰凍天氣，致災(zāi)成災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)較大。同時(shí)，省低溫雨雪冰凍災(zāi)害應(yīng)急指揮部已于2月1日18時(shí)啟動(dòng)了Ⅳ級應(yīng)急響應(yīng)。通知還提到，要加強(qiáng)對旅游景點(diǎn)等重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域安全監(jiān)管，抓好大跨度框架結(jié)構(gòu)建筑物、體育場館、農(nóng)業(yè)大棚等建筑構(gòu)筑物的安全盯防，嚴(yán)防因積雪、負(fù)荷過大而導(dǎo)致垮塌傷亡事件，未曾想還是出現(xiàn)了坍塌事故。

2月3日上午2月3日上午10時(shí)40分左右，河南信陽羊山新區(qū)一停建籃球場遮陽棚發(fā)生棚頂坍塌，頂部大面積被雪覆蓋。

信陽市低溫雨雪冰凍災(zāi)害應(yīng)急指揮部辦公室通報(bào)稱，該遮陽棚由信陽市藍(lán)黑體育文化有限公司投資建設(shè)，輕鋼結(jié)構(gòu)覆膜，為臨時(shí)建筑，未投入使用。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查確認(rèn)，棚頂坍塌時(shí)，現(xiàn)場處于停工封閉狀態(tài)，沒有人員被困和傷亡。事故發(fā)生后，羊山新區(qū)立即組織有關(guān)部門到現(xiàn)場處置，防止發(fā)生次生災(zāi)害。同時(shí)，對轄區(qū)同類場所開展全面排查整治。

2月3日至4日，湖南常德持續(xù)遭遇強(qiáng)降雪天氣大量企業(yè)、農(nóng)貿(mào)市場、居民搭建的鐵棚出現(xiàn)坍塌。常德市應(yīng)急管理局表示，暫無人員傷亡報(bào)告，財(cái)產(chǎn)損失在統(tǒng)計(jì)中，已發(fā)通知要求市民不要呆在鐵棚下方。4日，常德市文明辦發(fā)文倡議，全體志愿者、市民積極參與掃雪除冰活動(dòng)。

你知道雪的重量嗎？

“輕于鴻毛”的雪花也可能產(chǎn)生巨大重量

眾所周知，雪花自身的重量是非常輕的。5000~10000片雪花的總重量也僅為1克。不過，即使是“輕于鴻毛”的雪花，不斷聚集后也能產(chǎn)生能足以壓垮建筑物的巨大重量

想知道雪到底有多重，首先要了解“降雪量”和“積雪深度”這兩個(gè)概念。

中國氣象局公共服務(wù)中心高級工程師李艷表示，氣象學(xué)上的“降雪量”指的是氣象觀測人員用標(biāo)準(zhǔn)容器，將24小時(shí)內(nèi)采集到的雪化成水以后，測量得到的一個(gè)數(shù)值。

降雪量是以毫米為單位的。一般來說，超過10毫米就達(dá)到暴雪的量級了，超過20毫米就是大暴雪級別。

盡管一萬片雪花重量只有1克，但降雪是持續(xù)的天氣過程，再小的量聚集以后也能成為很大的數(shù)字。1立方米的新雪，是由高達(dá)60億~80億片雪組成的，其具體的重量已經(jīng)很難用克計(jì)算了。

我們都知道，室溫下純水的密度是1克/立方厘米。所以1立方米的水相當(dāng)于1噸重。

但受氣溫等因素影響，雪的具體密度很難準(zhǔn)確界定，其大致范圍在0.05~0.3克/立方厘米之間。我們因此無法用“密度×體積”準(zhǔn)確計(jì)算出積雪重量。

不過，由于“降雪量”能夠直接對應(yīng)“雪水”重量，我們可以借助該概念對積雪的重量做一個(gè)估算�！�1平方米面積上1厘米積雪（1毫米降雪）的重量就是1公斤，10平方米上就是10公斤�！崩钇G解釋道。

以2018年1月4日合肥市遭遇暴雪為例。那天合肥的雪究竟下了多大？準(zhǔn)確的數(shù)字是30毫米——超過了2008年冰雪災(zāi)害期間的單日同期降雪量，幾乎達(dá)到了特大暴雪的水平。

實(shí)際的積雪深度也毫不客氣地達(dá)到了27厘米。李艷進(jìn)行了一個(gè)簡單的計(jì)算：“這么多降雪，如果平鋪在一個(gè)100平方米的平面屋頂上，大概就是2.7噸左右�！�

大跨度鋼框架結(jié)構(gòu)輕便美觀工期短

常用于廠房，體育場館，農(nóng)業(yè)大棚

但是缺點(diǎn)也不少

通過梳理以上事故我們不難發(fā)現(xiàn)2個(gè)共同點(diǎn)，一是當(dāng)?shù)囟继幱诔掷m(xù)低溫雨雪冰凍的極端天氣條件下，短時(shí)間降雪量大；二是發(fā)生坍塌的建筑物都是鋼結(jié)構(gòu)、輕質(zhì)屋蓋結(jié)構(gòu)，遮雨棚、遮陽棚臨建板房等大跨度、大空間等建筑物和構(gòu)筑物，在極端天氣的考驗(yàn)之下，覆雪覆冰時(shí)更容易出現(xiàn)垮塌。

中國美術(shù)學(xué)院風(fēng)景建筑設(shè)計(jì)研究總院有限公司高級工程師鄭建南告訴橙柿互動(dòng)記者，大跨度輕質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)（網(wǎng)架結(jié)構(gòu)）屋面的特點(diǎn)主要有以下特點(diǎn)：“一是這類結(jié)構(gòu)建筑自重比較輕，跨度大，桿件截面應(yīng)用比較小，對大雪、凍雨會(huì)很敏感，容易產(chǎn)生塌陷，傳統(tǒng)的混凝土樓面自重大，常規(guī)屋面負(fù)荷敏感度就低；二是承載面大，在設(shè)計(jì)荷載時(shí)是理想狀態(tài)均勻負(fù)荷，但實(shí)際情況會(huì)非常復(fù)雜，比如雨雪、凍雨其實(shí)并不是全面域負(fù)荷，而是局部負(fù)荷，那么就很容易造成傾塌；三是這類結(jié)構(gòu)對風(fēng)荷載也非常敏感，因?yàn)槌休d面大，大風(fēng)向上吸力就能把屋面輕松掀開�！�

鄭建南說，因?yàn)榻ㄔ斐杀镜�、工期短，大跨度輕質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)往往會(huì)被用于臨時(shí)性建筑的搭建，最近出現(xiàn)的事故，可能是極端天氣影響、結(jié)構(gòu)負(fù)荷超荷、施工不規(guī)范等原因。他建議，大跨度輕質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)的建筑物首先應(yīng)該進(jìn)行專業(yè)設(shè)計(jì)施工，尤其對關(guān)鍵環(huán)節(jié)要保質(zhì)保量，不能偷工減料，檢查流于形式；其次，一定要注重使用維護(hù)，鋼結(jié)構(gòu)容易腐蝕，螺栓容易松垮，或者有變形，這就需要相關(guān)專業(yè)機(jī)構(gòu)不定期檢測維護(hù)，尤其針對有一定服役年限的相關(guān)建筑；最后在極端天氣到來前，使用單位需要提早進(jìn)行應(yīng)急預(yù)案，及時(shí)關(guān)閉伸縮構(gòu)架，降低荷載面域；及時(shí)清掃積雪凍雨，降低結(jié)構(gòu)負(fù)荷。

“大跨度鋼框架結(jié)構(gòu)常用于廠房，體育場館，農(nóng)業(yè)大棚等建筑中，這種結(jié)構(gòu)有個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)，就是室內(nèi)空間很大，從實(shí)用性和美觀性來說都比常規(guī)的混凝土框架結(jié)構(gòu)更好。”浙江省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院結(jié)構(gòu)工程師許路延說，“同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)相對于混凝土結(jié)構(gòu)來說，還有一層優(yōu)點(diǎn)是施工更快工期更短�！�

針對近期鋼結(jié)構(gòu)坍塌事故頻發(fā)，許路延表示，結(jié)合自身多年的工作經(jīng)驗(yàn)，可能存在以下六點(diǎn)原因：

1.自然條件變化引起。風(fēng)荷載以及屋面上實(shí)際雪荷載（雪的堆積厚度）超過了原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，自然條件的因素導(dǎo)致產(chǎn)生幾十年甚至上百年一遇的大雪，且并未及時(shí)清理。

2.平時(shí)對輕鋼結(jié)構(gòu)屋面（大棚）維護(hù)不到位。鋼結(jié)構(gòu)需要根據(jù)實(shí)際要求定期保養(yǎng)維護(hù)，鋼桿件易生銹，使構(gòu)件實(shí)際受力截面變小，從而產(chǎn)生坍塌事故。

3.臨時(shí)用房的不規(guī)范。例如這次河南信陽籃球場的坍塌，就是臨時(shí)建筑。在施工過程中，經(jīng)常需要搭建一些臨時(shí)建筑來滿足施工期間的需求，這些臨時(shí)建筑在搭建時(shí)僅能滿足日常使用，事實(shí)上無法滿足在極端惡劣天氣下使用的。

4.設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低引起。我們國家對設(shè)計(jì)規(guī)范一般5-10年會(huì)修訂一次，每次修訂對原設(shè)計(jì)規(guī)范中個(gè)別不合理的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行一些調(diào)整，目前輕鋼結(jié)構(gòu)屋面在大雪中坍塌的，也有大部分是幾十年前設(shè)計(jì)的，那時(shí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低，因此并不能滿足現(xiàn)在的情況。

5.施工質(zhì)量原因引起。鋼結(jié)構(gòu)的施工要求更高，施工條件更苛刻。個(gè)別施工單位為了搶工期不顧自然環(huán)境的要求，在未達(dá)到鋼結(jié)構(gòu)施工條件的情況下貿(mào)然進(jìn)行施工，從而導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)焊縫質(zhì)量不能保證，存在安全隱患。

6.設(shè)計(jì)原因引起。輕鋼結(jié)構(gòu)因桿件較細(xì)，除了滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，還需要考慮整體剛度和穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)師有時(shí)候可能僅考慮桿件強(qiáng)度問題，而疏忽了剛度和穩(wěn)定性，使輕鋼結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)而存在安全隱患。

許路延建議，對于市民群眾來說，在極端天氣的情況下，建議首先是遠(yuǎn)離施工現(xiàn)場。如果是自建大棚，遮陽棚，臨時(shí)房等定期需要檢查一下連接處螺栓或者焊縫是否完好，如果發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)請專業(yè)團(tuán)隊(duì)加固保養(yǎng)。在大雪天盡量遠(yuǎn)離這些地方，雪停了及時(shí)清理積雪。

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