某單層臨時店鋪局部坍塌事故鑒定分析

對于在建工程，基于勞動力密集、多工種交叉作業(yè)、危險系數(shù)高等特點，安全隱患幾乎無處不在，各類事故中坍塌事故傷亡人數(shù)多、經(jīng)濟(jì)損失高、社會影響大。對坍塌事故危險源的研究可參考文獻(xiàn)[1]。

在繁華的商業(yè)區(qū)經(jīng)?？梢钥匆娖放茷榇黉N、推廣而搭建的臨時店鋪，一般使用數(shù)月后就會拆除，多數(shù)無正規(guī)設(shè)計、無監(jiān)理，也沒有納入建設(shè)工程管理體系。這種店鋪常由裝修公司在 2～3 d 內(nèi)搭建而成，采用輕鋼或鋼木等簡易結(jié)構(gòu)。若裝修公司沒有結(jié)構(gòu)專業(yè)的工程師參與建設(shè)，就容易存在安全隱患，嚴(yán)重時則會發(fā)生局部坍塌，不僅可能導(dǎo)致人身傷害，還對品牌、商場的聲譽造成損害。近期某商場中庭的臨時店鋪發(fā)生了局部坍塌事故，為相關(guān)方面敲響了警鐘。

1 建筑結(jié)構(gòu)概況

該臨時店鋪為單層、布置在商場室內(nèi)中庭，平面矩形（寬 4.7 m、長 10.4 m）、屋脊高 2.5 m。裝修公司花費 2 d 時間搭建，豎向承重結(jié)構(gòu)由 5 片 150 mm 厚木板墻、1 根 1.5 mm 厚Φ140 mm鋼柱組成，四周墻體頂部屋檐由 18 mm 厚木板與 1.5 mm 厚、邊長 40 mm 方通組合而成。因位于室內(nèi)、未設(shè)屋面板，頂部沿長邊均勻布置 9 道檁條（長 4.1 m、40 mm×80 mm 鋼管）、用于懸掛燈光。店鋪建筑平面如圖1所示，南立面屋檐與圓鋼柱節(jié)點如圖2 所示。

圖1 店鋪建筑平面布置

圖2 南立面屋檐與圓鋼柱節(jié)點

2 事故經(jīng)過

該臨時店鋪的 5 片墻體、6 段屋檐、1 根圓鋼柱等構(gòu)件均在郊區(qū)工廠制作完成，晚上運到商場、夜間拼裝，經(jīng)過 2 d 施工后交付使用。原計劃使用一個月后拆除，在第 25 d 下午 2：00 許，南立面屋檐長邊中部與鋼柱交接處先發(fā)生破壞—屋檐長邊中部底板局部撕裂、隨即屋檐長邊中點處折斷并下落，帶動屋面發(fā)生局部坍塌，圓鋼柱未發(fā)生傾倒、基本保持垂直狀態(tài)。事故發(fā)生在午休時段、客流量很少，未造成人員傷亡。事故發(fā)生后，商場物業(yè)迅速清理了現(xiàn)場，殘骸運往工廠、等待鑒定。

3 現(xiàn)場調(diào)查鑒定

工程師赴工廠對殘存構(gòu)件進(jìn)行調(diào)查、鑒定，現(xiàn)場測量了部分殘存構(gòu)件的截面尺寸，實測構(gòu)件尺寸與設(shè)計圖基本相符。發(fā)現(xiàn)如下異常情況：

（1）圓鋼柱底部設(shè)置 200 mm×8 mm 鋼底板，僅通過 4 個木螺絲與地臺木板固定。圓鋼柱頂部開敞、未焊接端板（圓鋼柱類似敞口的馬克杯），屋檐底板與柱頂鋼管壁之間僅為簡單搭接、無任何固定措施（圖3）。

圖3 圓鋼柱設(shè)柱底板、頂部開敞

（2）屋檐底板是含阻火夾層的復(fù)合板（總厚度約 8 mm、中部夾層厚約 4 mm），非設(shè)計要求的 18 mm厚木板（圖4）。

圖4 南立面屋檐結(jié)構(gòu)（俯視，最左側(cè)為撕裂的復(fù)合板）

（3）屋檐長邊由 2 段拼接而成，東段近拼接處的底板（裝飾性復(fù)合板）出現(xiàn)弧形撕裂狀損傷，此處為屋檐與圓鋼管的實際接觸面。原設(shè)計圖中圓鋼柱放置在屋檐長邊的中點，兩段屋檐拼接處端板（單片厚 18 mm、拼接后總厚 36 mm）應(yīng)該落在圓鋼柱頂面，實測兩段屋檐長度完全相同，說明實際安裝時圓鋼柱定位不準(zhǔn)、導(dǎo)致拼接處端板未落在圓鋼柱頂部。

（4）屋檐頂部未見設(shè)計圖中標(biāo)注的“蓋板”。

4 事故過程推演

綜合設(shè)計圖紙、殘存構(gòu)件調(diào)查、監(jiān)控錄像等資料，事故過程可分為以下 4 個階段：

（1）設(shè)計階段：根據(jù)設(shè)計圖，南立面屋檐支點為東西兩側(cè)墻體、中間圓鋼柱，軸線跨度 5 250 mm（兩跨總長 10 500 mm），除自重外還需承擔(dān)約 1/2 檁條及燈具總重量，屋檐應(yīng)當(dāng)作為 2 根“簡支梁”來設(shè)計、制作；其他三邊的屋檐直接落在墻體上，可不必視為簡支梁。這兩類屋檐受力情況完全不同，但設(shè)計、加工過程中未作區(qū)分。此外，圓鋼柱設(shè)計不規(guī)范、柱頂未設(shè)置端板，與屋檐底板固定方式不合理。

（2）構(gòu)件加工階段：屋檐加工過程中未嚴(yán)格按照圖紙施工，底板改為含阻火夾層的復(fù)合板，防火夾層厚約 4 mm、總厚度僅約 8 mm，只能作為裝飾板使用、不能作為承受的木板。同時未按設(shè)計要求設(shè)置蓋板，導(dǎo)致屋檐整體性較差。

（3）現(xiàn)場安裝階段：施工時圓鋼柱定位不準(zhǔn)、約偏東 100 mm，導(dǎo)致屋檐長邊中部拼接端板與圓鋼柱錯位、拼接處端板未落在圓鋼柱的頂部，屋檐底部裝飾性復(fù)合板錯搭在圓鋼柱頂部，屋檐、檁條及燈具重量通過非承重的復(fù)合板傳到圓鋼柱。

（4）使用階段：根據(jù)設(shè)計圖紙，屋檐長邊不完全水平、有輕微的坡度，而圓鋼柱頂面是水平的，這樣造成屋檐底部復(fù)合板斜放在圓鋼柱頂部管壁、存在約 1° 的夾角，即：二者間最早的接觸面估計只有圓鋼管管壁截面積的 1/4 （該值非精確值），局部壓力過大、接觸面出現(xiàn)應(yīng)力集中，導(dǎo)致鋼管壁逐步“切入”復(fù)合板；隨著時間推移，接觸面逐步擴(kuò)大至 1/2（此時圓鋼柱已經(jīng)切開了最早接觸到的 2 mm 厚復(fù)合板底層木板）、再擴(kuò)大至 3/4…，隨著接觸面擴(kuò)大、被切開的復(fù)合板也越來越大、最終全截面撕裂，圓鋼管管壁像一把未開刃的“環(huán)形刀”完全貫穿屋檐底部復(fù)合板，隨即屋檐下落、帶動屋面發(fā)生局部坍塌。破壞過程示意如圖5 所示。

圖5 破壞過程示意（立面）

5 事故原因分析

綜上所述，本次事故主要原因為：

（1）設(shè)計單位無結(jié)構(gòu)工程師參與設(shè)計，未按簡支梁設(shè)計南立面屋檐、結(jié)構(gòu)受力方式錯誤。圓鋼柱頂部開敞、未焊接端板，節(jié)點做法不合理。南立面屋檐按雙坡屋面設(shè)計，鋼圓柱單側(cè)屋檐與水平面有 1° 夾角，對于室內(nèi)店鋪無此必要。

（2）構(gòu)件加工單位未對裝飾施工圖進(jìn)行結(jié)構(gòu)深化，加工屋檐時隨意用 8 mm 復(fù)合板替換 18 mm 底板，未按設(shè)計要求設(shè)置蓋板，南立面屋檐整體性較差、無法形成受力性能良好的簡支梁。

（3）現(xiàn)場搭建單位在安裝時圓鋼柱定位不準(zhǔn)，導(dǎo)致屋檐拼接處端板未支撐在圓鋼柱頂部，實際支撐于柱頂?shù)氖茄b飾性復(fù)合板，由非承重構(gòu)件承擔(dān)了屋面重量，使設(shè)計過環(huán)節(jié)、構(gòu)件加工環(huán)節(jié)存在的問題形成了實實在在的安全隱患，最終引發(fā)坍塌事故。

6 結(jié) 語

（1）設(shè)計階段需結(jié)構(gòu)工程師參與，選擇合理的受力模型，進(jìn)行必要的構(gòu)件安全性計算，尤其應(yīng)重視關(guān)鍵連接節(jié)點構(gòu)造的安全性、合理性。

（2）構(gòu)件加工階段應(yīng)嚴(yán)格按圖加工，未經(jīng)設(shè)計同意，不得隨意替換物料種類、規(guī)格。

（3）現(xiàn)場安裝時應(yīng)準(zhǔn)確放線、定位，關(guān)鍵節(jié)點嚴(yán)格按圖施工，在隱蔽工程、主體結(jié)構(gòu)完成驗收后再進(jìn)行裝飾面施工，以免遮蓋存在安全隱患的部位。

（4）建設(shè)單位應(yīng)重視單層臨時店鋪的驗收工作，若本單位無專業(yè)技術(shù)力量，宜邀請專業(yè)單位參與驗收。