为什么总有体育馆塌顶:暴雪之下掩藏多少行业沉疴
2023年11月7日,屋頂坍塌后的悅城體育館。新華社記者陳益宸攝
百余天內,黑龍江省齊齊哈爾市、佳木斯市發生兩起體育館屋頂坍塌事故,分別造成11人、3人死亡,其中13人尚未成年。
2023年7月23日,齊齊哈爾事故發生當晚,黑龍江迅速組織開展了各類學校、公益體育場館建筑的安全排查,佳木斯樺南縣主要領導曾在次日到悅城體育館實地察看。105天后,11月6日,佳木斯迎來入冬前第一場雪,在領導落實過安全生產要求的體育館內,悲劇再次上演。
此類大跨度屋頂垮塌并非僅有兩例。南方周末記者梳理發現,近年發生多起鋼結構屋頂坍塌事故:2022年4月,河南鄭州一游泳館屋頂坍塌,造成3死9傷;2021年11月,浙江金華一項目輕鋼結構屋面坍塌,造成6死6傷;2021年3月,山東青島一工地發生網架屋面坍塌事故,造成1死7傷;2019年5月,廣西百色一鋼結構樓頂坍塌,造成6死87傷。
這也并非中國特有。工程事故研究專家、北京城建集團前總工程師王祿川(化名)告訴南方周末記者,大跨度結構屋頂坍塌事故是世界各國建筑的通病,據其掌握的案例,法國、美國、加拿大等均發生過體育館坍塌事故?!澳壳皣鴥润w育館坍塌的案例比較少。”王祿川強調。
諸多場館屋頂坍塌事故指向脆弱的大跨度鋼結構這一設計形態,它是怎么從流行的建筑樣式變成懸在人們頭頂上的“達摩克利斯之劍”?
降成本,摳荷載
2023年11月6日,網友的目光集中到佳木斯這座剛建成5年便坍塌的體育館屋頂上,據新華社報道,該體育館屋頂結構為H型變截面鋼梁結構。
成都東南鋼結構有限公司總工程師劉永剛有19年相關從業經驗,他告訴南方周末記者,這種結構在業內被稱為門式鋼架結構,即用H型鋼做成門狀的結構,可以形成二三十米的跨度,這樣就不必設置很多柱子,通常用于小型體育館、工廠廠房的設計,“佳木斯那個體育館面積675平方米,用門式結構整體還是匹配的”。
“這種結構本身是沒有問題的,簡潔簡便,而且是比較成熟的結構體系。”劉永剛解釋,鋼結構的韌性很好,強度也高,而且它能像搭積木一樣快速建成,并得到很好的建筑效果,“它本身是優的,但要是用不好,就會出問題”。
劉永剛介紹,用好鋼結構的第一步是設計,而設計的第一步是選型。能夠滿足大跨度功能的結構形式有多種,如門式結構、網架結構、桁架結構等,其中門式鋼架結構用鋼量最省,同時其加工和安裝工藝比較簡單,因此也是這三種結構里價格最便宜的。此次佳木斯坍塌的體育館即為門式結構。
型選好后,下一步是計算荷載。荷載數值不同,決定了用鋼量的大小,也決定了建筑的抗壓能力。在東北地區,除了常規的風荷載、活荷載、地震荷載、積灰荷載等需要考慮外,針對經常出現的大雪天氣,建筑設計規范有額外規定,即調高雪荷載。同時,為了使積雪更易下滑,屋頂坡度通常設計較大,但坡度的增加也意味著造價的增加。網傳佳木斯悅城體育館內部照片顯示,H型鋼梁撐起的屋頂坡度較小,也就是說,該屋頂更易堆雪。
建筑設計得是否安全,與設計師個人專業和經驗有關,更與業主單位的預算和要求有關。劉永剛介紹,大型設計院的設計師會更有職業堅持,比如要設計出滿意的、牢固的建筑,便會將所有不利因素疊加評估,進而設計出的方案也相對保守,用鋼量自然也要增加。
對于一些追求利益最大化、盡快回本的業主單位來說,“聽話”的小型設計院則是他們的優先選擇?!坝械臉I主單位摳成本,他會說這個給我再省一點,用鋼量再給我降一點,外行指導內行。有的小設計院也要生存,他們就會去摳荷載,摳到規范的極限?!眲⒂绖傉f。悅城體育館由佳木斯市建筑設計研究院設計,劉永剛稱該設計院屬于比較小的設計院,“只是設計院小,設計經驗是否足(并不清楚)”。
“這種體育館建筑設計的冗余度太低了,你往上堆點東西它就塌了。你花100塊錢就能做到不塌,那你是愿意花101塊錢,還是愿意花200塊錢?”王祿川坦言,自己也能理解,“這種大跨度屋頂,不太可能把冗余度給得特別高,這樣成本就太高了。像橋梁,增加10%的冗余度造價可能就增加50%。但也不能給得太低,5年就塌了,確實說不過去”。
2023年11月7日,悅城體育俱樂部負責人等已被警方控制。新華社記者陳益宸攝
“人不識貨,錢識貨”
實際上,哪怕擁有一份完美的設計方案,也并不能保證建筑的安全。
東南大學土木工程學院教授馮若強疑惑,一座剛建成5年的體育館為什么會倒?“頭5年是房子最好的階段,在設計的時候不可能不考慮雪荷載,但在這個時候倒了,問題還是蠻大的。”他告訴南方周末記者,如果設計圖紙沒問題的話,那么施工質量是否被嚴格把控了:“比如采購的鋼是否符合強度要求,施工截面是否嚴格按照圖紙要求,焊縫質量是否合格?”
從業內情況看,在鋼構件的加工制造環節,同樣可能存在質量隱患。劉永剛介紹,一些小型加工廠只有兩三臺機器,投資幾十萬元就可以加工,但它們往往沒有規范的管理架構、質量管理體系和安全生產體系去把控產品質量。“比如,工廠從鋼廠買回鋼板后,用火焰切割成塊,再進行焊接,形成一個個鋼構件。在加工的時候,如果打孔打偏了,那么就需要用火焰再割大一點,這樣就會損傷鋼材,達不到原來的使用壽命了?!?/p>
正規企業則有一套完整的管理體系。劉永剛以自己所在的公司為例,“鋼板買回來,我們要探傷、檢驗,加工成鋼構件后還要自己檢驗和請第三方來檢驗,才能出廠”。
現場安裝同樣需要注意品控。安裝過程中,如果操作不規范,也會造成質量缺陷,達不到設計使用壽命?!鞍惭b相當于汽車的總裝,就是把加工好的鋼構件帶到現場安裝,最好也要專業人員做專業的事?!眲⒂绖傉f,一些不正規的施工單位帶著一幫民工干活,“昨天還在種地,明天就來安鋼結構了。一個地方精度沒調好,就開始安裝下一步,動不動又割了,動不動又切了,就會產生誤差累積”。
“優化”也是施工過程中常出現的問題。馮若強說,有中標施工單位為了多掙錢,在施工時將鋼梁設計高度從600毫米“優化”成400毫米,將鋼梁壁厚從20毫米“優化”成12毫米。為了在焊接環節節省人工,用低水平焊工替代工資高的好焊工。
劉永剛認為,低價中標是導致業內“優化”風氣的直接原因。他發現,大公司的投標價格高于小公司20%左右,主要體現在管理成本、原材料成本和安裝費用上,“我們行業協會也給總包、政府提建議,希望價格不要一壓再壓。價格太低,小公司去做,就會出現‘優化’、偷工減料等問題,最終一個‘利’字”。
可是,改變起來很難。“現在的難點還是在錢上,業主單位為了盡快投產,要求你搶工時,又要省成本。包括政府投資,也是在壓縮成本,只要你沒選便宜的,你就犯錯誤了。人不識貨,錢識貨的?!眲⒂绖偢锌?。
“不要把自己玩死了”
按照國家規范標準設計和施工的體育場館也不能“高枕無憂”。在具體使用階段,安全與否主要靠業主自覺,并無國家強制標準?!叭绻荒苷_使用體育場館,它就容易出現問題。在使用過程中,不要亂使用,屋頂不能上人你去上,屋頂沒有其他荷載卻追加一些荷載?!倍辔皇茉L專家告訴南方周末記者,齊齊哈爾三十四中學體育館坍塌原因人為因素更多,它的屋頂結構叫做螺栓球網架結構,因違規堆放吸水的珍珠巖,導致荷載過大,突然垮塌。
“像齊齊哈爾體育館,就是典型的使用不當。”馮若強認為,悅城體育館在坍塌的暴雪天氣里,“作為運營者,你要么就閉館,要么就額外注意。使用階段運營者一定要有足夠的安全意識,這是非常重要的”。
在混凝土、鋼結構、鋁合金等建筑材料中,鋼結構具有致命弱點,是它的銹蝕問題,它更易氧化,氧化之后材料的性能會大大降低。很多坍塌事故都是由鋼結構銹蝕導致,因此,鋼結構房屋的養護非常重要。
“我們做的鋼結構10-15年就要補刷一次油漆,檢查螺栓有沒有脫落。我們會建議業主每年檢修,或過幾年大檢查一次,發現問題趕緊處理。”劉永剛說,但現在很多鋼結構建筑修好之后,很難再次保養?!耙幢坏蹴斦谧?,要么被包在墻里,導致有的地方無法檢修。要是出現桿件彎曲,都很難注意。有的桿件是受力桿,如果突然斷了,力就會分布到其他桿件上,其他桿件受不了,就會突然垮塌?!?/p>
馮若強去過華東某城多家體育館,出于職業習慣,他注意到有些游泳館鋼結構屋頂銹蝕厲害,油漆都掉了,卻沒人關注這個問題。一些養護不到位的羽毛球場館為了打球方便,在屋頂加裝很重的吊燈、吊頂,會讓場館變得不安全。
作為普通人,要如何判斷所處鋼結構體育館是否安全?劉永剛介紹了觀察要點:“我們主要看幾個地方,先看它如何傳力。比如屋頂接受了荷載,屋頂把力傳給了梁,梁傳給了柱子,柱子傳給了支座、埋件等。因此,我們就反過來看,柱腳螺栓有沒有脫落,柱子有沒有變形,柱子標高有沒有沉降,再往上看,梁跟梁之間的支撐有沒有脫落,梁有沒有變形,檁條有沒有彎曲。”但是,當能用肉眼看到這些問題時,意味著已經有迫在眉睫的安全風險了。
在齊齊哈爾體育館坍塌事故之后,黑龍江曾要求全面排查省內公益體育場館;佳木斯事故發生之后,當地再次徹查包括體育館在內的大跨度空間結構場所,要求“不打折扣、不留死角、不走過場”。
馮若強認為,政府部門定期檢查的形式還是必要的,但要組建扎實的檢查團隊。他建議,政府可以邀請建筑、結構方面的專業人士,“要有重點地排查目標,首先檢查使用年限較長的體育館,若發現銹蝕,就要刷防腐防銹涂料。其次檢查設計標準較低的中小體育館”。
“我們這二三十年的建設,有點太快了,很多時候大家都在搶工。事故發生后,我們也在討論,現在很多鋼結構已經修了三十多年了,特別是早期修建的一些場館,都應該要維護或者拆除?!眲⒂绖傉f,“我們這個行業紅利期也過了,剩下的時間需要我們好好思考一下這個行業的發展,不要把自己玩死了?!?/p>
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南方周末記者 陳佳慧 南方周末實習生 胡倩 杜逢
責編 何海寧
總結
以上是生活随笔為你收集整理的为什么总有体育馆塌顶:暴雪之下掩藏多少行业沉疴的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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