8月29日9時40分左右，山西省臨汾市襄汾縣陶寺鄉(xiāng)陳莊村聚仙飯店發(fā)生坍塌事故。這是一座已開業(yè)運營十幾年的鄉(xiāng)村飯店，據(jù)當(dāng)?shù)厝嘶貞洠麄€坍塌過程突然而迅速，“最多不超過5秒”。搶險救援結(jié)束后，事故現(xiàn)場搶險救援組表示，目前基本可以確定涉事的聚仙飯店房子為1982年左右村民自建房，并分幾次建設(shè)。有鄰居說，聚仙飯店院子前后的兩座小樓蓋起的時間比較早，但是院子中間加蓋預(yù)制板房頂形成“宴會廳”是近幾年的事，隨后又在院子最上部架設(shè)了一層簡易彩鋼板頂棚。29日9時40分左右，“宴會廳”上面的預(yù)制板房頂突然坍塌。
這是一起典型的建筑結(jié)構(gòu)脆性破壞的實例，結(jié)構(gòu)的設(shè)計需要從各方面避免脆性破壞的發(fā)生，而部分鄉(xiāng)村自建房缺乏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計、評定與檢測。這起事故不僅暴露出部分鄉(xiāng)村自建房所存在的結(jié)構(gòu)安全問題，同時也殘酷地展示出結(jié)構(gòu)脆性破壞的毫無征兆與迅速無情。但只要嚴(yán)格遵循我國的各項設(shè)計規(guī)范，是可以避免此類脆性破壞的發(fā)生的。
延性破壞VS脆性破壞
首先明確兩個概念：延性破壞與脆性破壞。
延性破壞是指材料、構(gòu)件或結(jié)構(gòu)具有在破壞前發(fā)生較大變形并保持其承載力的能力，宏觀表現(xiàn)上為撓度、傾斜、裂縫等明顯破壞先兆的破壞模式，更為重要的是，盡管出現(xiàn)明顯的破壞征兆，但延性材料或結(jié)構(gòu)仍然能夠保持其承載力。簡單說來，建筑結(jié)構(gòu)受到外力作用，大到一定程度，整體失去穩(wěn)定或者局部構(gòu)件發(fā)生破壞前，應(yīng)有時間提醒人們逃生或者補救。這個時間哪里來？一方面來自結(jié)構(gòu)選材，一方面來自結(jié)構(gòu)選型。選材需要選擇具有良好延性性能的材料，比如鋼材、鋼筋混凝土、勁性混凝土、鋼管混凝土等，在大部分情況下避免使用水泥、素混凝土等脆性材料，盡量避免選擇細(xì)長桿件、薄壁構(gòu)件；選型需要整體分析，做到結(jié)構(gòu)整體滿足強節(jié)點弱構(gòu)件、強柱弱梁、強剪弱彎等概念設(shè)計的要求。
脆性破壞是指材料或者結(jié)構(gòu)受力后無顯著變形而突然發(fā)生的破壞。脆性破壞的過程很迅速，人們往往沒有逃生的時間。如何避免脆性破壞，同樣是兩方面：結(jié)構(gòu)選材與選型。在嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計施工規(guī)范的結(jié)構(gòu)中，都可以避免脆性破壞的發(fā)生。
結(jié)構(gòu)選材
從材料性能方面，素混凝土、水泥等材料在受拉時會發(fā)生脆性破壞，但由于其擁有抗壓強度高、耐久性能好等優(yōu)點，因此在受拉區(qū)配置鋼筋，將鋼筋與混凝土兩種材料的優(yōu)勢結(jié)合起來，成為我們普遍采用的鋼筋混凝土材料，可以從材料層面確保結(jié)構(gòu)的延性性能。
關(guān)系.png "山西飯店坍塌事故的警示—為什么LOFT夾層要防止脆性破壞？插圖1")
上圖即為我國規(guī)范里混凝土與鋼筋的本構(gòu)關(guān)系，鋼材具有優(yōu)良的延性性能，在受拉屈服之后仍可繼續(xù)變形，不會發(fā)生突然的脆性破壞。而單純混凝土或者事故中使用的水泥預(yù)制板在達(dá)到受拉承載力后會突然斷裂，造成脆性破壞。
規(guī)范已有規(guī)定
其實在我國JGJ209-2010《輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)規(guī)程》中，對此類樓板、墻板已有明確規(guī)定：
定.png "山西飯店坍塌事故的警示—為什么LOFT夾層要防止脆性破壞？插圖2")
下圖即為傳統(tǒng)的水泥纖維板，它架設(shè)在鋼梁上，具有技術(shù)簡單取材便利的優(yōu)勢。但由于水泥的材料特性，水泥纖維板做樓板是不安全的，即使使用強度足夠，卻沒有足夠的延性，會發(fā)生如事故中突然的脆性破壞，這也是《輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)規(guī)程》中對其明確禁止的原因。但部分工程從業(yè)人員不熟悉規(guī)范，仍會在夾層樓板或臨時結(jié)構(gòu)中使用水泥纖維板做樓板。
那么，對于需要使用此類樓板的場合，如夾層樓板等，是否有保證安全的前提下合適的替代品呢？從結(jié)構(gòu)安全角度考慮，下圖的兩種樓板形式，既可滿足使用要求，又不會發(fā)生脆性破壞。因選材方面，他們均選擇了延性性能更好的鋼材進行受力，尤其是圖4，TD-LOFT樓板是用高延性鍍鋅鋼板制成，具有顯著的延性破壞特征，不會發(fā)生突然的脆性破壞。
在同時滿足結(jié)構(gòu)安全的前提下，圖4的TD-LOFT樓板的經(jīng)濟性與施工便捷性也更具有優(yōu)勢，已廣泛應(yīng)用于各類工程項目中。
預(yù)防結(jié)構(gòu)脆性破壞
我國抗震設(shè)計規(guī)范遵循“小震不壞、中震可修、大震不倒”的設(shè)計原則，在這樣的指導(dǎo)思路下，正規(guī)的設(shè)計成果從結(jié)構(gòu)選型角度是安全可靠的。而在沒有地震作用時，突發(fā)的結(jié)構(gòu)脆性破壞如何預(yù)防？一些事故的發(fā)生，是由于缺乏系統(tǒng)的設(shè)計、監(jiān)管。嚴(yán)格遵循國家的各類設(shè)計施工規(guī)范，是結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求，從設(shè)計之初的結(jié)構(gòu)選材即不可大意，熟悉規(guī)范強制性條文所明令禁止的內(nèi)容，是工程從業(yè)人員的基本素養(yǎng)。