某单层临时店铺局部坍塌事故鉴定分析

对于在建工程，基于劳动力密集、多工种交叉作业、危险系数高等特点，安全隐患几乎无处不在，各类事故中坍塌事故伤亡人数多、经济损失高、社会影响大。对坍塌事故危险源的研究可参考文献[1]。

在繁华的商业区经常可以看见品牌为促销、推广而搭建的临时店铺，一般使用数月后就会拆除，多数无正规设计、无监理，也没有纳入建设工程管理体系。这种店铺常由装修公司在 2～3 d 内搭建而成，采用轻钢或钢木等简易结构。若装修公司没有结构专业的工程师参与建设，就容易存在安全隐患，严重时则会发生局部坍塌，不仅可能导致人身伤害，还对品牌、商场的声誉造成损害。近期某商场中庭的临时店铺发生了局部坍塌事故，为相关方面敲响了警钟。

1 建筑结构概况

该临时店铺为单层、布置在商场室内中庭，平面矩形（宽 4.7 m、长 10.4 m）、屋脊高 2.5 m。装修公司花费 2 d 时间搭建，竖向承重结构由 5 片 150 mm 厚木板墙、1 根 1.5 mm 厚Φ140 mm钢柱组成，四周墙体顶部屋檐由 18 mm 厚木板与 1.5 mm 厚、边长 40 mm 方通组合而成。因位于室内、未设屋面板，顶部沿长边均匀布置 9 道檩条（长 4.1 m、40 mm×80 mm 钢管）、用于悬挂灯光。店铺建筑平面如图1所示，南立面屋檐与圆钢柱节点如图2 所示。

图1 店铺建筑平面布置

图2 南立面屋檐与圆钢柱节点

2 事故经过

该临时店铺的 5 片墙体、6 段屋檐、1 根圆钢柱等构件均在郊区工厂制作完成，晚上运到商场、夜间拼装，经过 2 d 施工后交付使用。原计划使用一个月后拆除，在第 25 d 下午 2：00 许，南立面屋檐长边中部与钢柱交接处先发生破坏—屋檐长边中部底板局部撕裂、随即屋檐长边中点处折断并下落，带动屋面发生局部坍塌，圆钢柱未发生倾倒、基本保持垂直状态。事故发生在午休时段、客流量很少，未造成人员伤亡。事故发生后，商场物业迅速清理了现场，残骸运往工厂、等待鉴定。

3 现场调查鉴定

工程师赴工厂对残存构件进行调查、鉴定，现场测量了部分残存构件的截面尺寸，实测构件尺寸与设计图基本相符。发现如下异常情况：

（1）圆钢柱底部设置 200 mm×8 mm 钢底板，仅通过 4 个木螺丝与地台木板固定。圆钢柱顶部开敞、未焊接端板（圆钢柱类似敞口的马克杯），屋檐底板与柱顶钢管壁之间仅为简单搭接、无任何固定措施（图3）。

图3 圆钢柱设柱底板、顶部开敞

（2）屋檐底板是含阻火夹层的复合板（总厚度约 8 mm、中部夹层厚约 4 mm），非设计要求的 18 mm厚木板（图4）。

图4 南立面屋檐结构（俯视，最左侧为撕裂的复合板）

（3）屋檐长边由 2 段拼接而成，东段近拼接处的底板（装饰性复合板）出现弧形撕裂状损伤，此处为屋檐与圆钢管的实际接触面。原设计图中圆钢柱放置在屋檐长边的中点，两段屋檐拼接处端板（单片厚 18 mm、拼接后总厚 36 mm）应该落在圆钢柱顶面，实测两段屋檐长度完全相同，说明实际安装时圆钢柱定位不准、导致拼接处端板未落在圆钢柱顶部。

（4）屋檐顶部未见设计图中标注的“盖板”。

4 事故过程推演

综合设计图纸、残存构件调查、监控录像等资料，事故过程可分为以下 4 个阶段：

（1）设计阶段：根据设计图，南立面屋檐支点为东西两侧墙体、中间圆钢柱，轴线跨度 5 250 mm（两跨总长 10 500 mm），除自重外还需承担约 1/2 檩条及灯具总重量，屋檐应当作为 2 根“简支梁”来设计、制作；其他三边的屋檐直接落在墙体上，可不必视为简支梁。这两类屋檐受力情况完全不同，但设计、加工过程中未作区分。此外，圆钢柱设计不规范、柱顶未设置端板，与屋檐底板固定方式不合理。

（2）构件加工阶段：屋檐加工过程中未严格按照图纸施工，底板改为含阻火夹层的复合板，防火夹层厚约 4 mm、总厚度仅约 8 mm，只能作为装饰板使用、不能作为承受的木板。同时未按设计要求设置盖板，导致屋檐整体性较差。

（3）现场安装阶段：施工时圆钢柱定位不准、约偏东 100 mm，导致屋檐长边中部拼接端板与圆钢柱错位、拼接处端板未落在圆钢柱的顶部，屋檐底部装饰性复合板错搭在圆钢柱顶部，屋檐、檩条及灯具重量通过非承重的复合板传到圆钢柱。

（4）使用阶段：根据设计图纸，屋檐长边不完全水平、有轻微的坡度，而圆钢柱顶面是水平的，这样造成屋檐底部复合板斜放在圆钢柱顶部管壁、存在约 1° 的夹角，即：二者间最早的接触面估计只有圆钢管管壁截面积的 1/4 （该值非精确值），局部压力过大、接触面出现应力集中，导致钢管壁逐步“切入”复合板；随着时间推移，接触面逐步扩大至 1/2（此时圆钢柱已经切开了最早接触到的 2 mm 厚复合板底层木板）、再扩大至 3/4…，随着接触面扩大、被切开的复合板也越来越大、最终全截面撕裂，圆钢管管壁像一把未开刃的“环形刀”完全贯穿屋檐底部复合板，随即屋檐下落、带动屋面发生局部坍塌。破坏过程示意如图5 所示。

图5 破坏过程示意（立面）

5 事故原因分析

综上所述，本次事故主要原因为：

（1）设计单位无结构工程师参与设计，未按简支梁设计南立面屋檐、结构受力方式错误。圆钢柱顶部开敞、未焊接端板，节点做法不合理。南立面屋檐按双坡屋面设计，钢圆柱单侧屋檐与水平面有 1° 夹角，对于室内店铺无此必要。

（2）构件加工单位未对装饰施工图进行结构深化，加工屋檐时随意用 8 mm 复合板替换 18 mm 底板，未按设计要求设置盖板，南立面屋檐整体性较差、无法形成受力性能良好的简支梁。

（3）现场搭建单位在安装时圆钢柱定位不准，导致屋檐拼接处端板未支撑在圆钢柱顶部，实际支撑于柱顶的是装饰性复合板，由非承重构件承担了屋面重量，使设计过环节、构件加工环节存在的问题形成了实实在在的安全隐患，最终引发坍塌事故。

6 结 语

（1）设计阶段需结构工程师参与，选择合理的受力模型，进行必要的构件安全性计算，尤其应重视关键连接节点构造的安全性、合理性。

（2）构件加工阶段应严格按图加工，未经设计同意，不得随意替换物料种类、规格。

（3）现场安装时应准确放线、定位，关键节点严格按图施工，在隐蔽工程、主体结构完成验收后再进行装饰面施工，以免遮盖存在安全隐患的部位。

（4）建设单位应重视单层临时店铺的验收工作，若本单位无专业技术力量，宜邀请专业单位参与验收。