中学体育馆坍塌不是结构设计师的错!
首先对11名遇难师生表示沉痛哀悼。
黑龙江一中学体育馆发生坍塌的几个问题分析:
1. 屋面顶盖用什么「姿势」掉下来?是平行扣到地面上,还是一角/两角先砸下来?这么说大家能理解吧?我就用大白话了。
因为珍珠岩堆在一头,那么按理说应该珍珠岩那一头先压下来。看报道没看明白,和专业人士也没解释。或许他们只想抄个课本。不想解释。
2. 网架结构既然成本不高,那么这个设计的隐含缺陷或风险是什么?(没缺陷的话现在肯定都用这个设计了,还省钱。)类似网架结构的场馆设计有没有出过事故?
3. 网架掉下来会散开吗?固定钢材的连接处的材料可能被偷工减料吗?
4. 顶棚是混凝土板吗?一块混凝土板大约多重?
看到这几个的问题,试着解答一下。
首先说明一下,这个体育馆顶棚是网架结构,支撑结构是周边混凝土框架结构,墙体是建筑填充砌块墙,是很多小型体育馆顶层常用的结构形式。
1、网架因一侧堆载造成破坏,应该是先从堆载侧某个杆件或某个节点球连接首先发生破坏,不再成为结构体的一部分,引起剩余结构内力重分配,在这个变化过程中。如果剩余结构始终不能承受内力重分配带来的后果,剩余结构就会持续发生某些杆件或节点的破坏,这个过程是不断重复扩散重复扩散重复扩散的过程,往往是非常迅速演变过程,除非有摄像、专业设备分别记录每个杆件或节点的时间轴,是可以看出破坏的先后顺序,否则就像这个体育馆的破坏结果,看起来好像是整个一起掉下去。
如果剩余结构能够承受内力重分配带来的后果,剩余结构就可能维持稳定或安全状态,这在结构设计中特别是大跨度结构必须考虑的问题,一般会假设某些杆件发生破坏,来评价剩余结构是否有安全储备,这样做是为了避免一个大跨度结构因为一个杆件失效导致整个结构体系坍塌。
事实上网架结构即使是整体堆载,也不大容易发生整体平行扣下来的破坏,网架杆件看起来都是一样的杆件,但是在受力状态下,每根杆件所受内力是有差别的,内力差别导致每根杆件或节点的应力是不同的,这就决定破坏不会同时发生,下面请重复阅读第1条第二句话以后内容。
2、网架结构虽然在形式上与其它结构不同,但其设计目标和安全指标与其它结构形式是在规范层面是一致的,并不是说造价低就会降低安全标准,在平面整体性上,网架要比做钢梁支撑屋面更有优势。网架结构发生过很多事故,原因有很多,但很多事故都是因为超载引起的,最多的是下暴雪加上融冻的情况,具体请自行搜索网络,网络比我记得多。超载这种事情放在任何结构形式上,都会引起严重的安全问题,这就好比你一月挣1万,每个月还房贷2000没啥压力,但是非让你一月还2万,不是说你受不了换你爹妈来就能受得了,万达几个小目标也架不住现在的状态。如果让专业人员来说问题一定是基于结构形式来谈具体问题,而不是一概而论,可以确切地说,从专业角度出发,采用网架形式没毛病。
3、网架掉下来,一定会有某些杆件或节点是你所说的散开状态,但是很多杆件或节点还是在一起,你可以理解为一张纸发生多处撕裂,裂开的地方就是你所说的散开状态。在结构专业来说,设计是需要一张完整的纸才可以承载,现在变成好几块不相连的碎纸片,起不到承载能力。关于偷工减料的事不属于结构设计范畴,讨论这个没有意义,就好比你一天要吃三斤饭才能保证工作学习状态,结果你妈只给你吃一斤饭,还让你每天去扛大包,那肯定是大力出奇迹。
4、网架结构上面可以铺任何种类和任何厚度的材料(这句话有点夸大),前提是针对性地进行安全设计。网架上面铺混凝土板还是轻屋面板都没关系,只要你说清楚想铺啥,铺金砖都可以,正常的结构工程师都会根据你提的要求,计算屋面荷载有多重,然后根据荷载情况以及现行国家规范要求,进行合理的安全性设计。房子建好后,本来你说屋面就铺一层金砖,铺完后觉得不爽,非要再铺三层金砖,这就跟结构工程师的设计无关。这个学校体育馆已经使用26年,也算经历过风吹雨打雪压冰雹砸,扛了半年珍珠板,现在出事故非拉原设计出来喝茶?
最后声明,以我的理解:按你的理解,我不是专业人士。
来源:徐珂微博