2020年3月7日晚19點左右，福建泉州鯉城區(qū)欣佳酒店突發(fā)坍塌事故。截止12日，已造成29人死亡。
圖 1 百度街景圖片2017年5月
圖 2 倒塌現(xiàn)場
在官方調查報告公布之前，作為專業(yè)的結構工程師，我想根據(jù)已有的資料，發(fā)表一下對此次事故原因的分析，供大家交流討論。
聲明：以下分析中所有數(shù)據(jù)信息、圖片等均來自網(wǎng)絡，若有錯誤，歡迎指正
1. 項目概況
項目基本信息：本工程為四層鋼框架結構，柱距為8m，1~3層層高約6m，四層層高約3.5m。鋼柱與鋼梁均H性截面，材質為Q235B，樓板采用壓型鋼板混凝土樓板?；A采用獨立基礎。于2014年建成使用。18年業(yè)主對1~3層進行了加建，加建樓面采用混凝土現(xiàn)澆樓板。2020年3月，在一期新的改造過程中，結構整天發(fā)生了倒塌。
圖 3 鋼柱平面布置圖（源自結構檢驗鑒定報告）
圖 4 五層建筑平面布置圖
圖 5 二層建筑平面布置圖
圖 6 施工過程圖1
圖 7 施工過程圖2
圖 8 施工過程圖3
圖 9 加建結構檢驗鑒定報告
2. 計算分析
根據(jù)以上信息，使用YJK結構分析軟件進行建模分析。
柱截面：按網(wǎng)絡曝光的鋼柱結構布置圖，首層到頂層截面一致，材質Q235B
梁截面：按能夠滿足設計要求取值。
樓板：120mm壓型鋼板混凝土
恒載：4.0kPa
樓面活載：2.0kpa
（荷載規(guī)范根據(jù)使用功能不同，規(guī)定活載的不同取值，2.0kPa為住宅、宿舍、辦公樓等功能的取值要求，也是正常使用樓面的最小活載要求）
屋面活載：0.5kPa（按不上人屋面考慮）
墻體荷載： 2.50kN/m.
改建夾層荷載暫不考慮。
基本風壓：0.8kPa（按全國基本風壓分布圖取值）。地面粗糙度類別：A
地震參數(shù)：設防烈度7度，峰值加速度：0.15g，特征周期：0.45s。（中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖）
荷載組合分項系數(shù)：按當年的1.2、1.4取值。
圖 10 加建結構檢驗鑒定報告
圖 11三維計算模型
3. 分析結果
圖 12首層結構應力比
從上圖可以看出：鋼柱的強度與穩(wěn)定應力遠超1.0。中柱與下邊柱尤其嚴重。
圖 13X向地震作用下位移圖（mm）
從上圖可以發(fā)現(xiàn)，X向地震作用下水平位移為398mm,位移角1/54，遠超規(guī)范允許值，1/250?？蚣艿腦向剛度遠遠不夠。
以上情況為規(guī)范規(guī)定的荷載作用下的驗算結果。但按照發(fā)生事故時的情況來看，并沒有發(fā)生地震或者是大的臺風，且樓面活載可能也遠不到200kg/m2因此，為了探討事故的原因，又進行了第二輪計算分析：
活載取值：1.0kPa（荷載取值是在設計基準期內最大荷載的意義上確定的，作為隨機過程具有隨時間變異的特性）
不考慮風荷載，不考慮地震作用。
荷載分項系數(shù)均取值1.0。（為保證所設計的結構具有規(guī)定的可靠度而在設計表達式中采用的系數(shù)?？梢院唵卫斫鉃椋簽榱吮ＷC結構的安全儲備，對荷載取的放大系數(shù)。取1.0表示此處不取放大系數(shù)）
圖 14首層結構應力比
在如此寬松的條件下，仍然存在部分鋼柱無法滿足受力要求的情況。那至于為什么建筑現(xiàn)在才倒塌，很有可能是隔墻起到了一定的側向約束作用，甚至承擔了部分豎向荷載。
4. 推斷
因此，根據(jù)以上計算以及抖音客戶的提供的施工過程圖片，作出以下推斷：
（真相待權威機構公布，在不具備全面信息的情況下，只能說是推斷）
1）原設計框架柱采用熱軋窄翼緣截面，且樓層較高，甚至局部有穿層柱，鋼柱面外穩(wěn)定存在嚴重問題。
2）X向框架梁截面非常小，側向剛度很弱。甚至角柱的梁柱節(jié)點處，沒有設置與X向框架梁下翼緣對應的加勁肋。（因為可能是會碰到Y向的螺栓）
3）Y向框架梁疑似與框架柱螺栓連接，且螺栓布置在腹板范圍內。節(jié)點剛度無法保證。
4）Y向框架梁梁端下翼緣未設置隅撐或者豎向加勁肋，以約束梁端下翼緣在受壓狀態(tài)下的穩(wěn)定。
5）首層中柱疑似為搖擺柱，增加了邊柱失穩(wěn)的風險（這些在計算軟件中不會自動設置，需要人為調整，而根據(jù)我們工作中接觸的設計師來看，很多設計師沒有注意這個問題）。
5. 疑問的解答
樓房倒塌以后，網(wǎng)絡上充斥了各種說法，針對網(wǎng)上較多的說法，此處做一下解答。
- 用戶裝修砸了承重墻導致了事故。
解答：這種鋼結構為明顯的鋼框架結構，不存在承重墻。因此此類說法是大眾對承重墻的誤解而發(fā)出的。實際上也看到了一些官媒也采用了此類說法，畢竟媒體人不是專業(yè)人士，錯誤在所難免。
- 業(yè)主于2018年違章加建了三層，為什么還能使用至2020年？
解答：結構設計中，荷載取值、材料強度取值，都具備一定的安全儲備，另外還有很關鍵的一點，填充墻發(fā)揮了作用，為結構提供了很大的側向剛度，甚至結構的失穩(wěn)形式可能是無側移失穩(wěn)。無側移框架的穩(wěn)定承載力約為有側移框架的數(shù)倍。
- 為什么在新的改造過程中發(fā)生了倒塌？
解答：結構在本身設計缺陷以及改造加建的重荷下，已經(jīng)岌岌可危，從結構專業(yè)角度出發(fā)，結構已經(jīng)處于臨界失穩(wěn)狀態(tài)，在新的裝修過程中，鑿掉了部分隔墻，對建筑的側向約束降低，直接導致了整體失穩(wěn)破壞。
- 增加夾層是不是絕對不能實施？
解答：作為設計師，當業(yè)主要求層高建的很高，或者頂層女兒墻建很高的時候，就需要格外注意了。當然，一般業(yè)主也會在前期向設計師交代清楚，為后期的改造裝修預留充分的荷載。本項目中層高6m，可以說業(yè)主的意圖是很明顯的，個人認為，在前期也跟設計師交代過荷載要求了，所以加建三層時沒有發(fā)生問題。一般業(yè)主不至于蠢到?jīng)]預留荷載直接四層變七層。當然，有時候不一定是蠢，而是膽大包天。現(xiàn)澆混凝土樓面不同于LOFT夾層，其重量是TD-LOFT專用夾層系統(tǒng)的6倍左右，重量遠遠不能忽視。
建筑，本應是人類的庇護所，是人與自然災害之間的屏障，可如今，卻成了災害本身。
專業(yè)的設計、專業(yè)的施工，對一棟建筑的安全是最基本的保障。
建成后，遵循最基本的使用原則，切勿擅自隨意調整使用功能，更是業(yè)主應該堅守的底線。