发布日期 2023-11-13 | B站
正文
2023年11月13日星期一，欢迎收看第五期高见。本期我们谈谈桦南县体育馆坍塌事故。
先说结论：钢梁脆性断裂，大雪只是最后一根稻草
先说结论：体育馆屋顶坍塌是因为四道人字钢梁发生脆性断裂，断裂的原因是承载力不够，是质量问题，大雪只是压垮骆驼的最后一根稻草。对于这场事故，项目的开发商、设计、施工、监理、审核、验收单位，以及运行期间负责安全检查的部门都负有责任。接下来我们顺着现场的蛛丝马迹，一步步还原事故全貌。
事故经过与救援
2023年11月6日晚7点20分，黑龙江佳木斯桦南县悦城广场篮球馆发生屋顶整体坍塌。事发时篮球场内有7人，其中3人自行脱险，4人被困。事发后，佳木斯与桦南县的消防人员赶往现场，7点50分左右，一名被困者获救。在随后的救援中，找到了其余三人，送医院抢救无效死亡。到当天半夜，现场确认无其他遇难者，救援结束。随后为避免次生事故发生，公安机关对事故现场进行封控，同时控制了悦城体育俱乐部负责人，市、县两级纪检监察机关介入，成立调查组开展调查。事故发生后的第二天早晨，调查组进行现场实地勘察，对坍塌建筑材料、钢结构测量取样，之后将由黑龙江省寒地建筑科学研究院负责事故鉴定。
涉事项目背景
根据新华社报道，坍塌体育馆是桦南县悦城广场综合体7号楼的西侧部分，2017年7月开工，2018年7月竣工，2020年7月通过验收。建设单位是悦城房地产，施工单位是海峰伟业，监理是三江建设。悦城广场7号楼高9.05米，框架结构，分为东西两个部分。东部屋顶是钢筋混凝土现浇屋面，坍塌的西部面积675平，屋顶是H型变截面钢梁结构。根据桦南县政府网站信息，悦城广场在2018年1月开业。涉事体育馆虽然是2020年7月才通过验收，但在2019年7月，就曾作为乔氏杯台球比赛的赛场。进一步搜索，还能看到当时的赛场布置照片。当年开发经营悦城广场的三家公司，分别在2020年、2022年注销。悦城房地产法人是吴立迁。涉事体育馆在2019年举办台球比赛之前，吴立迁曾说，建这个场馆花了1600万。台球比赛后，吴立迁曾公开与参赛选手合影，一同出席比赛的县领导还有好几个。
裁判文书网上，可以搜到12篇与吴立迁有关的文书。其中，黑0822民初1756号披露，吴立迁与杨巾力是夫妻关系；黑08民终409号披露，吴立迁是桦南县建设局退休干部，杨巾力是桦南县环保局干部。吴立迁出生于1970年，到2018年才48岁，就已经是退休干部，很有意思。根据2017年报道，悦城广场项目由北京得意音通投资3.8亿建设，项目用地来自奥林新村三期棚改。在县政府网站中，也可以查实这个地块是2015年拆迁计划的一部分。事故发生后，南方都市报联系了投资方北京得意音通，发现总经理翟世财也是桦南当地人。到这里，项目招商引资的过程基本可以还原：棚改政策出台后，桦南县在2015年拆迁了奥林新村。随后，建设局干部、当年45岁的吴立迁办了退休，找到熟人翟世财要了一大笔项目投资，摇身一变成为开发商。这是个很有90年代风格的故事。
项目背景方面，已经有不少媒体挖掘过了，本期不多说，我们继续看事故细节。
体育馆的屋顶结构
事故体育馆叫悦城广场全民健身体育馆，部分媒体把这座体育馆与桦南县全民健身中心搞混了。桦南县全民健身中心的屋顶是网架结构，与事故体育馆的H型变截面钢梁结构不一样。根据事故体育馆过去的视频，可以看到体育馆主体结构是混凝土柱加人字钢梁，与常见门式钢结构相似。体育馆屋顶在人字梁之间安装了檩条与拉条，盖上屋面板。钢梁架在混凝土柱顶端，山墙处没有安装钢梁，靠山墙支撑。屋脊设有一道檩条，屋脊两侧各有八道檩条。根据这些信息，我们可以在航拍图像基础上，粗略画出原有的屋顶结构。檩条间距一般在1.5米以内。新华社说这座场馆面积是675平，大致可以推断平面尺寸是32米乘22.5米。结合另一个角度的俯拍照片，可以大致推算建筑较长一侧的柱间距，也就是人字梁之间的间距。在这个基础上，结合航拍照片就能发现很多事故细节。
首先，四道人字钢梁都是从中间发生断裂：右侧断裂的两道人字梁基本保持了原有朝向，而左侧两道人字梁在断裂后朝向有比较夸张的偏离。此外，现场右侧的檩条有比较平缓的弯曲，符合压弯的特征；而左侧有一个折成直角的檩条，应该是坍塌瞬间造成的剧烈形变。左侧山墙挂着几个屋面盖板，露出了盖板侧面构造；左侧地面上还有个砸弯的盖板，只剩下钢筋网。可以看出是典型的免拆模板混凝土楼盖。这种盖板下部是保温板，中间是钢筋网片，上面浇筑混凝土。混凝土盖板很重，所以在现场救援时，才会出现几个人都很难搬动一个盖板的情况。为了方便大家理解，我简单建了个模型。
还原坍塌过程
事故发生后，新京报采访的当事人披露了大量细节。根据新京报采访，6号下午，当地居民听到了雷声，这是雷打雪现象，是暴雪的征兆。当晚7点多，在体育馆内打球的小明发现房子顶层上面爆皮，一直往下掉墙皮，这应该是檩条被压弯后，屋面盖板发生变形，盖板底部保温板涂层开裂脱落。7点20分，现场响了崩崩崩三声，应该是人字梁发生的脆性断裂。小明在往外跑时，出现了第一次坍塌。之后他缩到一个柱子旁边，发生了第二次坍塌。第二次坍塌后，小明跑出体育馆，之后又与其他三人返回现场，在7点50分救出一名被困人员。四人准备再次返回现场救人时，发生了第三次坍塌。之后救援人员赶到现场，开展救援作业。要还原事故过程，有两点需要搞清楚：一是小明是从哪个门逃出去的，二是屋顶三次坍塌的顺序。从航拍图来看，体育馆西侧没有疏散口，东侧有两小一大三个门。
南侧有个开口，看上去像个门，但另一张室外角度的照片证明，这堵墙没有门，开口位置从室内视角看，是放篮球架的位置。至于体育馆北侧，从其他视角也可以看到没有门。也就是说，整座体育馆只有东侧有三个门。根据过去体育馆内的视频可以看到，东侧这三个门，较大的门是出入口，通往7号楼东侧区域；而另两个较小的门，里面还挂着衣服，应该是更衣室和卫生间。南侧篮球架的位置之所以会出个缺口，是因为这座体育馆原本预留了大量窗洞，后来用保温板、石膏板封堵了，所以才会在屋顶坍塌的过程中冲破几个缺口。换句话说，整座体育馆有且仅有一个出入口，还不是直通室外的，完全不符合消防疏散规定。就算没有这次坍塌事故，一旦发生火灾，出入口上方的防火卷帘一落下来，体育馆里的人就被彻底困住了。正因为整座体育馆高度封闭，所以坍塌时的巨大气压，会顺着体育馆唯一的开口，将东侧建筑的窗户都给冲破了。
这就是为什么周围住户听着像发生了爆炸。明确了出入口之后，我们进一步还原坍塌过程。为了方便理解，我把每个人字梁都编上了编号。小明跑到逃生出口时，发生的第一次坍塌。他将同伴推出去之后，被建筑材料挡住了去路，随后发生第二次坍塌。小明说，他是根据地理课学到的知识，找个三角形的地方。现场最符合这个特征的，就是出口防火卷帘挡板下方、靠近柱子的区域。根据事故后照片来看，出口左侧角落相对安全，应该是小明躲避的位置。小明将同伴推出去之后，3号钢梁与盖板砸下来。小明躲在角落里，没有被钢梁盖板砸到，但被砸掉的防火卷帘挡板擦伤了。紧接着就发生了第二次坍塌。第二次坍塌后，小明看没有继续掉东西，就跨过建筑材料逃了出去。在门式钢结构中，居中的人字梁中心受到的弯矩最大。
这次坍塌的体育馆屋顶，在左右两侧是靠山墙支撑，所以1、2号钢梁与7、8号钢梁的受力情况，要好于中间的3、4号钢梁与5、6号钢梁。结合出口位置可以确定，第一次坍塌就是中间的3、4号钢梁发生的断裂掉落。结合事故后钢梁的位置，5、6号钢梁都明显朝左偏，应该是在3、4号钢梁断裂掉落之后，5、6号钢梁才发生断裂，紧接着在与7、8号钢梁之间的檩条拉扯下，断口像钟摆一样甩到了左边。靠外的1、2号钢梁距离右侧山墙有6.6米，而7、8号钢梁距离左侧山墙距离只有5.4米，所以右侧的1、2号钢梁受力情况比左侧的7、8号钢梁要差。因此1、2号钢梁的断裂坍塌，应该比左侧的7、8号钢梁要早。从事故后的掉落位置来看，应该是第二次坍塌的部分。第二次坍塌后，小明回头救了一个人，之后发生了第三次坍塌，完全没办法继续救人了。
根据救援现场的视频来看，救援区域集中在左上角，这再次说明，由于逃生口偏右，左侧区域最不容易逃生。事故现场只有左侧山墙挂着7块盖板，其余盖板都掉落在地上，这说明最左侧屋面有个缓慢的形变过程，等到最终坍塌时，下落的动能已经不足以将盖板从山墙上拽脱。结合事故救援现场与事故后的航拍可以看到，7、8号钢梁的7号部分发生了夸张的扭曲，钢梁发生了90度扭转，这也证明了左侧区域有过一次缓慢的形变过程，将7、8号钢梁像拧麻花一样拧了90度。5号与7号钢梁之间还挂着一块盖板，也证明这个形变过程很缓慢。屋面防水层的破坏细节也能证明这一点：体育馆东侧，也就是画面下方区域的屋顶，安装了招牌字，这些字有一部分支撑点就在屋面防水层上。
靠左侧的几个字都被向里拽倒，而右侧的字没有被拽倒，说明右侧区域的坍塌都是瞬间坍塌，防水层被瞬间垂直撕断；而左侧防水层受到了水平方向的缓慢拉拽，整个防水层都被抽走了。到这里，我们基本上已经可以完整还原坍塌过程。6号晚上7点20分，1、2号，3、4号，5、6号钢梁连续发生脆性断裂，发出崩崩崩的三声。紧接着3、4号钢梁连同上面的盖板一起坍塌；几分钟后，1、2号钢梁也连同上面的盖板一起坍塌；5、6号钢梁断裂后，与7、8号钢梁在檩条拉扯下藕断丝连在半空中，与滑落的盖板将左侧区域封闭。半个多小时后，7、8号钢梁不堪重负，连同上方盖板一起坍塌。救援人员发现最后三名被困学生的具体位置，目前还不清楚。如果是在7号钢梁下方，这意味着被困学生很可能一开始只是被封闭在左侧空腔里。
结果这个体育馆只有一个出入口，还是在右侧，被困学生完全找不到出路，只能看着上方残留的屋顶，在长达半个小时的时间里缓慢变形，不断挤压着剩余空间。最后在8点左右，残留的屋顶整体坍塌了下来。
积雪不是核心原因
在具体分析事故原因之前，首先可以确定，积雪不是核心原因，只是压垮屋面的最后一根稻草。桦南县6号降雪是特大暴雪，24小时降雪量44毫米，积雪深度32厘米，刷新了当地11月的历史记录，但没有打破最大降雪记录。对比6号早晨和7号早晨的画面可以看到，东侧建筑屋顶是个检修屋顶，属于不上人屋面，女儿墙高度600毫米左右。扣除屋面保温层、找平层、防水层这些构造，女儿墙高出屋面表面大概三四十厘米。到7号早晨，只有部分角落区域的积雪勉强与女儿墙平齐。也就是说，6号晚上体育馆屋顶坍塌前，屋面积雪厚度最多也就是30多厘米。6号降雪是雷打雪，意味着高空有较强的暖湿空气，所以雪中还有冰，比一般的降雪密度要大一些。往高了给它算，就当是一平米40公斤。《建筑结构荷载规范》第7.1.2条强制规定了雪压设计指标。
根据数据表，佳木斯地区50年一遇的雪压设计荷载，是每平米0.85千牛，相当于每平米86.7公斤积雪。即便是按照临时建筑算，选用10年一遇的雪压荷载设计值，也是每平米0.6千牛。也就是说，佳木斯地区的临时建筑屋顶，也要能撑住每平米61.2公斤的积雪。此外，建筑结构在实际设计时还会留有余量，确保在遇到地震、偶然荷载的情况下也安全。无论如何，这些积雪都不能作为事故的理由。积雪还远没有达到设计指标，屋顶就坍塌了。导致这一结果的原因，可能是设计不足，施工偷工减料或不规范，也可能是发生了严重锈蚀、没有及时维护。这座体育馆竣工到现在才5年，从体育馆几周前的视频来看，人字梁与檩条的漆面也正常，没有出现严重锈蚀。根据当事人的说法，坍塌之前发生的三声巨响，符合钢结构脆性断裂的特征。
高寒地区焊接时，因为环境温度低，焊接后的钢材冷却速度比其他地区更快，焊接变形和裂纹的问题更严重，更容易出现脆性破坏事故。
钢梁早已下弯
魔鬼隐藏在细节里，我们重新再看一遍事故前的体育馆内部视频。放大后可以看到，人字梁出现了明显的下弯，尤其是2号与4号钢梁区域下弯最严重，刚好对应了最先发生坍塌的右侧。一开始我还以为是拍摄的问题，但随后我又找了另一个人拍摄的视频，发现钢梁确实下弯。这两个视频的拍摄时间，一个是在几周前，另一个是在去年2月份，都能看出来钢梁明显下弯，说明结构的变形损坏早就发生了。到今年秋天的时候，这座体育馆的屋顶结构已经在崩溃边缘，所以遇到大雪，就立刻发生了坍塌事故。20多米跨度的钢梁，不可能是从厂家一度运到现场的，通常都是在钢材厂做好分段，送到现场焊接。一旦焊接有缺陷，就会大幅削弱结构的可靠性。从事故现场来看，四组人字钢梁都是居中断裂，很可能中间部位就是焊接的。
体育馆在2018年7月竣工，我在网上找到了2017年9月的现场照片，焊接作业的具体时间很可能是2017年深秋，或2018年开春。环境温度低，所以钢梁施工出现了隐患。
每个环节都有问题
分析到这一步，似乎事故原因只是施工焊接问题。先别急着下结论，我们继续看细节。网络上很容易找到屋顶结构相似的篮球馆，但这些篮球馆往往都是选用完整的门式钢框架结构，柱子也是钢柱，与钢梁刚性锚接在一起。这样一来，在屋顶荷载作用下，钢柱也能承担一部分弯矩。即便钢梁出现断裂倒塌，钢柱也能拉住钢梁一侧，构造一个三角区，不会让整个屋面垂直坍塌下去。而事故体育馆的结构是混凝土柱加钢梁。这种结构形式，很难将钢梁与混凝土结构进行刚性连接，通常只能用螺栓铰接，起到一点固定效果。体育馆南北两侧没有钢梁，是靠山墙支撑屋面。根据《建筑抗震设计规范》第9.1.1条第7款，厂房同一结构单元内不应采用不同的结构形式，厂房端部应设屋架，不应采用山墙承重。也就是说，这座体育馆在设计上违反了抗震规范。由此可见，这个项目在节省用钢方面花了很多心思。
国内很多建筑设计院不具备钢结构深化设计能力，往往只能提供基本方案，要靠专业的钢结构设计单位或厂家来进行设计深化。要是遇上野蛮施工，完全可能出现现场凭经验节省用钢的情况，进一步削弱结构的可靠性，导致设计上先天不足。熟悉钢结构的观众可以尝试建模计算一下，看看钢梁与檩条是不是还有其他问题。总结一下：体育馆在设计方面，疏散不符合规范，抗震不符合规范，钢结构设计可能先天不足；施工方面，焊接作业可能存在重大隐患。在项目存在明显违规的情况下，图纸审查、现场验收却都能通过。在事后运行的几年期间，没有进行任何整改，没有任何人注意到钢梁出现明显下弯。出现事故不是一个环节出了问题，是每个环节都有问题。此外，从2017年9月的施工现场照片还可以看到，当时体育馆结构框架已经建好了，但少了一段柱子，说明这个柱子是后接上去的，不知道是什么原因。
好，本期节目到此结束，感谢大家收看，我们下期再见。
附录
信息来源
- 事故概况：2023年11月6日19时20分许，桦南县悦城广场全民健身体育馆（综合体7号楼西侧）发生屋顶坍塌，事发时现场共7人，3人自行脱险，3人遇难、1人受伤；当晚救援中19时50分左右第一名被困者获救。见新京报《体育馆在雪夜坍塌》、观察者网转载。
- 建筑与建设信息（新华社口径）：体育馆位于悦城广场综合体7号楼，建筑面积3208.96平方米、高9.05米、框架结构；东部为二层建筑（混凝土屋顶），西部单层675平方米（H型变截面钢梁屋顶）；2017年7月开工，建设单位黑龙江省悦城房地产开发有限公司，施工单位黑龙江海峰伟业建筑安装工程有限责任公司，监理佳木斯三江建设监理公司，2020年7月通过验收。见观察者网、光明网。
- 事故鉴定：鉴定单位为黑龙江省寒地建筑科学研究院，对坍塌建筑材料、钢结构测量取样。见中新网。
- 悦城广场2018年1月22日开业，为桦南县招商引资项目，2016年5月开工，投资约4.3亿元。见南方都市报/南方网《四问桦南体育馆坍塌事件》。
- "大美桦南"2017年发文称北京得意音通技术有限公司投资3.8亿元在原奥林新村三期棚户区建设城市综合体项目；事故后得意音通方发布声明否认投资该项目，并称"总经理同样也是桦南人"。见南方网、观察者网。
- 吴立迁（1970年生）系桦南县建设局退休干部，其妻杨巾力系桦南县环保局干部，二人均见于裁判文书；悦城房地产2015年成立时法定代表人为吴立迁，该公司已于2022年5月11日注销。见观察者网。
- 降雪数据：桦南县11月6日24小时降雪量44毫米，打破当地11月纪录；积雪深度32厘米，未破65厘米纪录。见观察者网、腾讯新闻转载科普文章。
- 佳木斯地区50年一遇基本雪压0.85kN/㎡（100年一遇0.95kN/㎡），依据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012。见央广网报道、南都·湾财社。
- 体育馆在2019年承办"乔氏杯"2019中式台球国际大师赛（黑龙江桦南站），2019年6月28日开幕、赛事延续至7月上旬。见竞赛规程（搜狐）、乔氏官网。
- 公安机关控制悦城体育俱乐部负责人，佳木斯市、桦南县两级纪检监察机关介入调查。见人民网黑龙江、新华社。
已核对
- 已订正：新华社口径为「2017年7月开始建设，2018年7月竣工」（观察者网转载），正文两处「2018年8月竣工」已在上游 proofread/transcribe-op-5 分支改为 7 月（项目背景句与钢梁焊接分析句各一处）。（来源 体育馆在雪夜坍塌）
- 已订正：GB50009-2012 对基本雪压作强制性规定的是第 7.1.2 条（50 年一遇基本雪压，条文说明明确「必须以强制性条文作规定」），第 7.2.2 条为屋面积雪分布系数条款；上游已改。佳木斯 0.85 kN/㎡（50 年一遇）、0.6 kN/㎡（10 年一遇）数值与规范附录一致，未动。（来源 gb50009.readthedocs.io）
- 已订正：所引条文确为 GB50011-2010 第 9.1.1 条第 7 款（9.1.1 条系单层钢筋混凝土柱厂房结构布置的总要求条款，其第 7 款即此内容），上游已将「第9.1.7条」改为「第9.1.1条第7款」。（来源 manual.midasuser.com）
- 不构成事实错误：该尺寸系讲者依据 675 平米面积自行反推的估算值，口播已用「大致可以推断」限定（32×22.5=720 与 675 略有出入属估算容差），无需订正、维持照录。
待核对
- "总经理翟世财"：公开报道仅称得意音通总经理"同样也是桦南人"，未能核实到该姓名，请复核。
- "建这个场馆花了1600万"（称系吴立迁在2019年台球赛前所说）：未检索到公开来源，请复核。
- 裁判文书案号"黑0822民初1756号""黑08民终409号"：裁判文书网原文未能直接检索比对，请复核。
- 自行脱险学生的化名：文中写作"小明"，新京报报道中该当事人化名为"明明"，请复核。
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