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3D还原齐齐哈尔体育馆坍塌过程

齐齐哈尔三十四中女排的最后一堂训练课,开始于7月23日下午1点半。训练开始1个多小时后,体育馆的屋顶突然塌了下来。事发时,体育馆内共有19人,包括两名排球队教练和17名女排队员,事故最终造成11人遇难。

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据权威报道,经现场初步调查,与体育馆毗邻的教学综合楼施工过程中,施工单位违规将珍珠岩堆置体育馆屋顶。受降雨影响,珍珠岩浸水增重,导致屋顶荷载增大引发坍塌。

在上一篇文章中,我引用了这些权威信息,介绍了体育馆坍塌的初步原因已经找到,责任人被控制等相关信息,可是不少读者甚至博主都发文表示不认同,比如:

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一、终究是珍珠岩和下雨扛下了所有!

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二、大家都忽略了一个问题,救援人员在救援的时候,把装有泡水珍珠岩的编织袋随手一丢就可以丢出去,从视频里看,拿珍珠岩这个袋子的视频来看,应该不是特别吃力,如果按照主播这个说法,救援人员都是大力士了。大家细品一下到底是怎么回事。

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三、居然还有人说:一点生活常识都没有,珍珠岩不吸水,比重极轻!

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四、齐齐哈尔的大冬天不下雪吗?平顶的积雪应该更重吧。

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当然下大雪,三十四中学自然也不会例外。卫星地图显示,即使是3月份整个校园仍被冰雪覆盖。

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五、还有博主做了实验,过程相当简单。权威媒体环球报的专栏耿直哥发了个视频实验,用珍珠岩浸泡一个小时,得出的结论仅仅是增加了一倍的重量!可是专家说珍珠岩可以增重数倍、甚至十倍,这是怎么回事?

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不过视频火了后他置顶了这条评论,补充几个情况:1、珍珠岩吸水性也和颗粒大小(粒径)有关,颗粒越大吸水越强;2,泡水时间的长短也有影响。所以,我这个小颗粒的1小时的简单粗暴的实验,仅供大家参考。

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显然,连他觉得自己的实验有点简单了。

根据科普资料:珍珠岩是一种建筑行业内常用的保温材料,构成成分主要为导热系数非常小的二氧化硅,且具有多孔结构,孔洞很多,这两者共同造就了它良好的保温性能。在下雨天时,可以快速吸收自身重量二至三倍的水量,且颗粒越小吸水性能越强。

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为何体育馆的楼顶要存放这堆珍珠岩,弄清楚这批材料的存放目的,对破解谜团有极大帮助。有大神分析出原因,过程太复杂这里只引用总结:

这批珍珠岩真正目的,很可能是作为旁边综合楼冬季施工的保温措施。出于某种原因错过了离开屋顶的机会,由于主体结构的保温层也需要用到,于是材料并没有退场一直留在了屋顶上,等待主体结构封顶后作为保温层用。

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干过工地的小哥都能分析上一两波:我明白这里面到底怎么回事,珍珠岩不吸水,他是大面积多层堆积,每一袋珍珠岩中间有大量空隙,大面积摆放,遇到下雨就会持续浸水,起到存水的作用,重量成倍增长,而且这个体育馆是大跨度的网架结构,下面没有一根承重柱,优点是整体性好,稳定性好,空间刚度大,有利于抗震,但是缺点就是承载力低,特别是集中荷载,而且这个荷载还在边缘,承受不住坍塌是肯定的,齐齐哈尔每年下大雪,那重量可不少,但是它是均匀荷载!

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许多人也认为,平均的压力反而能更好的传导到承重结构上,不均匀的才吓人。由于体育馆这类特殊建筑,中间一般不会有支撑柱,面积又大,导致屋顶结构跨度大,支撑力度弱。而这类屋顶本来设计就不为了承重,也不可能花大成本去加固。这种屋顶属于非上人屋顶,除非专业人员,否则是不让上人的,更不允许堆放东西。

再说说怎么不被大雪压垮的事。有网友说,为何过去20多年冬天都不塌?这属于罔顾事实的无端推测,下面直接用数字说事。

据资料显示,齐齐哈尔市50年一遇的雪荷载为每平米40kg(简单换算),那么建筑自然就要考虑承受住这个重量,如果按照超载2倍算,50*2=100kg。

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根据《建筑结构荷载规范》附录,干燥的珍珠岩粉末重量为80-250kg每立方米,取一个中位数125kg计算。

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按照网络图片显示,珍珠岩堆积高度估计达到了人的腰部,目测这个大约1米高。那么即使是按照1米堆载估算,珍珠岩在雨天吸水后重量倍增长,即使按照翻一倍估算,每平米增重约125*2=250kg。

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显然,已经远远大于50年一遇的雪荷承载能力!

其实,《建筑结构荷载规范》里面说得很清楚,对于非上人屋面的活荷载,可不与雪荷载和风荷载组合考虑。也就是说,只要选择活荷载和雪荷载中的较大值,再分别考虑与风荷载组合进行设计就是符合规范了。若严格按照这条标准,堆放了这么多不相关的珍珠岩只有一个可能,超载程度更高。

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这种20多年前的使用的是老旧设计,对风险缺少防范,比如水泥的大平坦房顶很容易被误认为“可以承重”。要是换成新标准,或许会加上斜面、开口、玻璃,让人一看就知道无法堆放重物,也就不会出这事了。

当前,事件仍然是初步报告,相信经过分析,与体育馆建筑方关系并不大。

建筑行业的资深从业者分析,作为一个大跨度结构,它本来的设计荷载就比较低,只能偶尔上人检修,不能做大荷载的施工或改为其他用途。超过屋面的荷载就可能压塌顶棚,造成坍塌。并表示,露天放置的珍珠岩遭遇连续降雨,充分吸水,重量可能变为自重的数倍甚至十数倍!

在这起事故当中,一共有11名师生失去了生命,多个家庭造成了严重伤害,代价极为惨重、教训极其深刻。这两天,齐齐哈尔34中门口摆满了鲜花,人们自发前来祭奠。

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门口摆着那一排排黄桃罐头,东北人知道意味着什么,那是东北娃儿们的“守护神”,人们希望守护神能守护这些永远离开家乡的孩子。

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