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、危險系數高等特點，安全隱患幾乎無處不在，各類事故中坍塌事故傷亡人數多、經濟損失高、社會影響大。對坍塌事故危險源的研究可參考文獻[1]。

在繁華的商業區經?？梢钥匆娖放茷榇黉N、推廣而搭建的臨時店鋪，一般使用數月后就會拆除，多數無正規設計、無監理，也沒有納入建設工程管理體系。這種店鋪常由裝修公司在 2～3 d 內搭建而成，采用輕鋼或鋼木等簡易結構。若裝修公司沒有結構專業的工程師參與建設，就容易存在安全隱患，嚴重時則會發生局部坍塌，不僅可能導致人身傷害，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生了局部坍塌事故，為相關方面敲響了警鐘。

1 建筑結構概況

該臨時店鋪為單層、布置在商場室內中庭，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，豎向承重結構由 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、未設屋面板，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點

2 事故經過

該臨時店鋪的 5 片墻體、6 段屋檐、1 根圓鋼柱等構件均在郊區工廠制作完成，晚上運到商場、夜間拼裝，經過 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，帶動屋面發生局部坍塌，圓鋼柱未發生傾倒、基本保持垂直狀態。事故發生在午休時段、客流量很少，未造成人員傷亡。事故發生后，商場物業迅速清理了現場，殘骸運往工廠、等待鑒定。

3 現場調查鑒定

工程師赴工廠對殘存構件進行調查、鑒定，現場測量了部分殘存構件的截面尺寸，實測構件尺寸與設計圖基本相符。發現如下異常情況：

（1）圓鋼柱底部設置 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 圓鋼柱設柱底板、頂部開敞

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

圖4 南立面屋檐結構（俯視，最左側為撕裂的復合板）

（3）屋檐長邊由 2 段拼接而成，東段近拼接處的底板（裝飾性復合板）出現弧形撕裂狀損傷，此處為屋檐與圓鋼管的實際接觸面。原設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、導致拼接處端板未落在圓鋼柱頂部。

（4）屋檐頂部未見設計圖中標注的“蓋板”。

4 事故過程推演

綜合設計圖紙、殘存構件調查、監控錄像等資料，事故過程可分為以下 4 個階段：

（1）設計階段：根據設計圖，南立面屋檐支點為東西兩側墻體、中間圓鋼柱，軸線跨度 5 250 mm（兩跨總長 10 500 mm），除自重外還需承擔約 1/2 檁條及燈具總重量，屋檐應當作為 2 根“簡支梁”來設計、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，但設計、加工過程中未作區分。此外，圓鋼柱設計不規范、柱頂未設置端板，與屋檐底板固定方式不合理。

（2）構件加工階段：屋檐加工過程中未嚴格按照圖紙施工，底板改為含阻火夾層的復合板，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。同時未按設計要求設置蓋板，導致屋檐整體性較差。

（3）現場安裝階段：施工時圓鋼柱定位不準、約偏東 100 mm，導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合板傳到圓鋼柱。

（4）使用階段：根據設計圖紙，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、接觸面出現應力集中，導致鋼管壁逐步“切入”復合板；隨著時間推移，接觸面逐步擴大至 1/2（此時圓鋼柱已經切開了最早接觸到的 2 mm 厚復合板底層木板）、再擴大至 3/4…，隨著接觸面擴大、被切開的復合板也越來越大、最終全截面撕裂，圓鋼管管壁像一把未開刃的“環形刀”完全貫穿屋檐底部復合板，隨即屋檐下落、帶動屋面發生局部坍塌。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）設計單位無結構工程師參與設計，未按簡支梁設計南立面屋檐、結構受力方式錯誤。圓鋼柱頂部開敞、未焊接端板，節點做法不合理。南立面屋檐按雙坡屋面設計，鋼圓柱單側屋檐與水平面有 1° 夾角，對于室內店鋪無此必要。

（2）構件加工單位未對裝飾施工圖進行結構深化，加工屋檐時隨意用 8 mm 復合板替換 18 mm 底板，未按設計要求設置蓋板，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）現場搭建單位在安裝時圓鋼柱定位不準，導致屋檐拼接處端板未支撐在圓鋼柱頂部，實際支撐于柱頂的是裝飾性復合板，由非承重構件承擔了屋面重量，使設計過環節、構件加工環節存在的問題形成了實實在在的安全隱患，最終引發坍塌事故。

6 結 語

（1）設計階段需結構工程師參與，選擇合理的受力模型，進行必要的構件安全性計算，尤其應重視關鍵連接節點構造的安全性、合理性。

（2）構件加工階段應嚴格按圖加工，未經設計同意，不得隨意替換物料種類、規格。

（3）現場安裝時應準確放線、定位，關鍵節點嚴格按圖施工，在隱蔽工程、主體結構完成驗收后再進行裝飾面施工，以免遮蓋存在安全隱患的部位。

（4）建設單位應重視單層臨時店鋪的驗收工作，若本單位無專業技術力量，宜邀請專業單位參與驗收。