佳木斯体育馆屋顶因大雪坍塌？

距离“7·23”齐齐哈尔体育馆倒塌事故发生三个多月后，又有一座体育馆发生倒塌。

11月6日，黑龙江省佳木斯市桦南县一体育馆发生坍塌事故。据介绍，当天19时20分左右，一名学生发现屋顶出问题，向门口跑去，19时40分左右，屋顶发生坍塌。事故发生时现场共有7人51fun吃瓜站，其中3人自行逃生，1人受轻伤，3人获救后送医院抢救无效死亡。

这样的代价可以说是沉重的。

从现场拍摄的照片来看，体育馆屋顶几乎已经完全坍塌。

图片来源：微博@新华社

据新华社报道，发生坍塌的场所属于桦南县新阳光健身会所，位于桦南县育才路北段的悦城广场综合体7号楼。悦城广场综合体7号楼基础为独立基础，结构为框架结构。东侧为混凝土屋面结构两层建筑（面积2533.96平方米），西侧为H型变截面钢梁屋面结构单层建筑（面积675平方米）。本次发生坍塌的是西侧的单层建筑。

值得注意的是，悦城广场7号楼并非年久失修的老建筑，事实上，其于2017年7月开工，2018年7月竣工，2020年7月通过验收，至今刚过三年多时间。而且，三个月前，桦南县县长还到事发体育馆进行安全检查。

事故发生后，相关部门已成立调查组，目前俱乐部负责人已被警方刑事拘留，事故原因正在进一步调查中。

对于此次体育馆倒塌事件，桦南县一名工作人员向媒体表示，事故与近日降雪有关，但这一说法遭到不少人的质疑。什么样的降雪会导致体育馆倒塌？为何只有这一处体育馆倒塌？难道一座才五年前建成的体育馆，经不起这场降雪？体育馆的质量是不是出了问题？

什么样的雪会塌陷屋顶？

从理论上讲，屋顶有可能因积雪的重压而倒塌。

雪花极其轻，一万片雪花的总重量只有1克左右。堆积起来的雪看上去也非常蓬松柔软，但实际上，只要数量足够大，堆积起来的雪就会产生极强的压力。

在计算积雪产生的压力之前，我们必须首先了解降雪量和雪深的关系。

所谓降雪量，就是观测人员用标准容器将24小时内收集的雪融化成水后测量得到的数值，我们可以利用降雪量对积雪深度做出简单的估算。

注意南北地区要分开计算，北方的积雪比较蓬松，属于“干雪”，1毫米降雪对应的雪深为8-10毫米。而秦岭-淮河以南、南岭以北的南方降雪区，雪中含有较多水分，属于“湿雪”，在同样的降雪量下，积雪会更薄，1毫米降雪对应的雪深约为6-8毫米。

正是因为不同地区降雪量对应的雪深不同，再加上其他因素的影响，我们很难准确估算雪的密度，大多数时候只能估算一个范围。一般来说，新雪的密度为每立方厘米0.05-0.1克。假设一栋建筑的顶层面积为100平方米，当积雪深度为20厘米时，整个屋顶受到的压力将高达1-2吨。

对于一些北方地区来说，降雪20厘米并不罕见，如果遇到暴雪，积雪深度可达30厘米甚至更深。例如2021年11月，我国北方地区就遭遇暴雪，不少地区最大积雪深度超过30厘米。近期，我国东北地区将迎来降雪最强期，部分地区预计新增积雪深度10至20厘米，局部超过30厘米。

南方地区也并非完全免受“雪灾”侵袭，如江苏、安徽、浙江等地年最大积雪深度可达30厘米，另外南方“湿雪”较重，同样需要防范。

北京市土木工程建筑学会吴继明说，雪荷载其实很大，北欧的建筑物顶部往往有陡坡，主要是为了防止积雪过多，让积雪有机会及时自行滑落。

佳木斯体育场坍塌事故发生当天，桦南县确实在下雪，气象台发布大雪预警，下午16时47分升级为红色预警。桦南县气象台还提到，必要时应停课停业。从现场拍摄的图片来看，周边建筑和地面均有积雪，就连救援工作也是在雪地里进行的。

那么，屋顶是因为雪塌了的吗？

图片来源：微博@新华社

吴继明分析，一般来说，积雪32厘米对应每平方米重量不足30公斤，100平方米则不足3吨。但这次东北暴雪夹杂着冰，雪和冰更结实、更重，会堆积。“但在各方面设计和施工都符合工艺的前提下，如果积雪没有远远超过设计极限，应该不会发生这么大的事故。”

那么，倒塌的体育场屋顶的结构是怎样的，其设计局限性是什么？

钢结构和混凝土结构，哪个更好？

据悉，倒塌部位屋面结构为H型变截面钢梁结构，而旁边两层建筑屋面结构为混凝土结构，并未倒塌。

屋顶结构不同与倒塌有关吗？

简单来说，钢结构就是用钢材制成的结构，而混凝土结构则是指根据设计要求，用钢筋和混凝土，用模板浇注成各种形状和尺寸的构件或结构。其中，屋面结构的H型变截面钢梁结构，是将分段的H型钢梁用高强度螺栓连接成人字形的双坡或多坡钢屋架。

如果真要比较钢结构和混凝土结构哪个更好，其实没有标准答案。

混凝土结构的特点是自重重、刚度大、整体性强、不易受外界侵蚀、气密性好，但施工周期较长；钢结构的特点是自重轻、延性好，但整体性弱，防火防腐性能较差，气密性差，但施工周期相对较短。

二者相比，混凝土结构显然更加耐用，适合“粗重的作业”；而钢结构虽然不耐用，但对于艰苦的作业却是必不可少的，需要额外的保护措施（防腐措施、防火涂料）。因此，混凝土结构多用于荷载较大、柱网较密的多层建筑（如多层厂房、多层仓库、办公楼、宿舍等），以及对防火、防腐或气密性要求较高的建筑（如化工、生物医药项目等）；而钢结构更多用于荷载较小的跨度较大、悬臂较大的单层建筑（单层厂房、物流仓库等），以及对防火、防腐或气密性要求不高的建筑。

当然，任何事情都不是绝对的，这两种结构可以根据实际需要灵活组合，特别是超高层建筑或大跨度公共建筑，往往采用钢-混凝土组合结构。

但从抗雪压性能来说，钢结构确实不如混凝土结构。

钢结构自重相对较轻，在相同跨度和荷载下，钢屋架结构自重仅为混凝土屋架结构的1/4或1/3。钢结构长期使用后承载力容易下降，混凝土强度会随着时间推移变成标准强度的1.5倍，到30年时可达2倍以上。但钢结构中的钢材暴露在自然环境中，容易发生锈蚀，锈蚀加重，承载力自然下降。

积雪不仅可能使屋顶塌陷，还可能从屋顶滑落，造成人员伤亡。图为2022年2月，湖北恩施一处屋顶上滑落的积雪。

但选择钢结构还是混凝土结构，与降雪是否会压垮建筑物并没有必然的关系，更多的应该考虑建筑物的荷载系数。

根据《工程结构通用规范[附说明]》GB 55001-2021规定，我国建筑抗雪压通常按近50年一遇的最大雪压进行设计，对雪荷载敏感的结构应按百年一遇雪压与基本雪压之比增加其雪荷载值。同时规定屋面雪荷载组合值系数宜为0.7、频繁值系数宜为0.6、准永久值系数宜根据不同的气候条件分别取0.5、0.2、0。

但在实际统计过程中，由于雪密度数据不全，只能按照平均密度估算雪压，导致存在基本雪压小于实际雪压的情况，例如基本雪压为0.2kN/m2，但实际情况中，很多地方的雪压可达0.4-0.5kN/m2，甚至更高。

因此，可能不是钢结构不耐用，而是建筑本身的设计和施工没有规划好，导致雪荷载不达标。一位知名建筑公司的从业者也表示，如果建筑因雪灾而倒塌，很可能是工程方面的问题，比如雪荷载是否达标、结构荷载是否达标、施工是否粗糙、所用材料是否符合规范等。

钢结构现场安装示意图 | 来源：参考[1]

回到这次事件，即使钢结构承载力有限，积雪也会给屋顶带来荷载。体育馆在设计和施工时，是否没有考虑降雪的影响？还是设计和施工过程不符合规定？面对暴风雪警报，有没有采取相应的行动？安全检查是否认真进行？

这一次，我们不能责怪雪。