建筑结构丨推理分析！湖南长沙楼房倒塌事故可能是因为……

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巨大灰尘

4月29日，与全国各地一样，长沙也处于五一假期的前夕。

在新冠疫情延续的第三年，长沙此时的疫情一直处于稳定控制之下。难得的假期是给人们的一丝慰藉，似乎疫情前的正常生活从未远去。

然而，随着一声巨响，人们稍有放松的神经不得不再度集中起来。

29日中午12点左右，长沙医学院附近的商户突然感到脚下传来震动。出门一看，周围全是升起的灰尘，一时间竟看不清东西。等到灰尘稍作消散，才发现是楼塌了。

楼塌了之后，断垣残壁堆到两层高，数量不明的人员困于废墟之中（点击建筑结构丨突发！湖南长沙一6层楼房发生倒塌，现已救出5人，查看事故详情）。

塌下的楼房堆至两层高

救援队在现场开展工作

与之前很多倒塌事故类似，人们很快就在网上找到了楼房倒塌前的照片。从照片中可以看出，楼房顶部似乎被业主加盖了两层阁楼，导致建筑总层数达到了8层（或7层半）。

楼顶似乎被加盖了阁楼

这种推论也颇为合理，自建房楼顶加盖并不是个别现象。加盖的楼层是彩钢瓦屋面，这种材料施工便捷，价格低廉，即使被发现违规需要拆除，相比起钢筋混凝土而言，也不会造成很大的经济损失，被众多业主所采用。

因此，大部分观点均认为楼顶的加盖，导致原来的建筑物承受不了额外的重量，是房屋整体倒塌的原因。

原因真的仅是这样吗？

“坐下”

从楼房倒塌的形态来看，是典型的“坐下”（Sit Down）破坏，特点是整个建筑物的底层竖向受力构件全部压坏，上部楼层一起“坐到”了地上。

倒塌是典型的Sit Down破坏

“坐下”破坏模式，通常都是发生于拥有软弱底层（Soft Storey）的建筑身上。软弱底层是指建筑物处于一种头重脚轻的状态，下部楼层的刚度要明显弱于上部楼层。当下部楼层再也承受不住上部楼层的重量时，率先破坏，再而诱发上部楼层向下倒塌。

软弱底层

事发的楼房是否拥有软弱底层？

逐层调查

结合新闻媒体报道和网上找到的照片，楼房在倒塌前的各层业态如下图。其中首层是麻辣烫与茶饮店；二层是一家餐馆；三层是私人影院；四层以上是家庭旅馆。

各层业态分布

我们由上往下研究一下每层内部的结构空间布局。

在四至六层的家庭旅馆，在沿街方向布置有左右两个大窗户，中间夹有一个小窗户。作为旅馆而言，有理由推测左右两侧窗户对应的是客房，中间小窗户对应的是走廊。

推测的空间布置

由于并没有找到该建筑四至六层的内部空间照片，我们可以参考一下邻近的相似楼房。

邻近相似楼房

结果也正如之前所料，大小窗户对应的正是客房与走廊。

四至六层窗户的对应关系

在内部空间中没有发现明显的梁和柱，这与报道中提及该楼是砖混结构的描述相符合。因此，四至六层的内部空间布局可能是如下这样的。

四至六层推测空间布局

接下来是位于三层的私人影院。其布局与上面的家庭旅馆并无明显不同，只是走廊末端处并没有设置窗户。

三层窗户的对应关系

三层推测空间布局

然而，到第二层的餐馆，内部空间布置却出现了截然不同的变化。

二层窗户的对应关系

餐馆变成了一个开阔的大空间，顶部布置有上面楼层没有发现的结构梁。

二层内部空间布局

这种布局存在一个具有安全隐患的结构问题：上部楼层的重量大部分仅由这些结构梁承受，再由梁传递给四周最外侧的砖砌体。在二层空间内没有任何内部竖向构件承受重量。

更为致命的是，沿街道方向是悬挑出来的，这一侧上部楼层的重量全部坐落在悬挑构件上，进一步加剧了结构的风险。

二层推测空间布局

很明显，二层就是整栋楼房的软弱底层。上部楼层相对于二层楼板，就好比一头大象躺在木板上——谁也不知道木板什么时候会断裂。

木板什么时候断裂？

加盖之谜

通过对比不同时期楼房的照片，还可以发现另一个值得注意的细节。

在2014年拍摄的照片中，当时楼房还只有五层，仅四、五两层为家庭旅馆。对比最近拍摄的倒塌前照片，虽然四层以上仍是同样名字的旅馆，但旅馆招牌发生了一点小改变：中间变成了“电梯”两字。

2014年（左）与2020年（右）照片

旅馆在初期时可能并没有电梯，电梯是后面加装的。这种做法有其合理性：位于四层以上的旅馆，如果只有步梯，价格定不了太高。在相等价格下，很少人愿意住在需要爬四层楼梯的旅馆。在加装电梯后，通行的效率得以大大提升。

然而，为多层住宅装一台电梯的费用并不是小数目，需要20~30万。在装了电梯后，这笔钱如何更快地回本？想办法加盖多几个客房？

原因推测

（1）楼房在二层采用大开间的布置（2014年二层是台球室，可能当时已是这种布置），使得二层的竖向受力构件偏少，成为整栋楼的软弱底层，楼房存在安全隐患；

（2）2014年后，出于各种原因，楼顶陆续加盖至七层半，楼房二层以上的重量比建造时明显增大；

（3）二层在楼房重量增大后，承载能力已达临界点，最终崩溃，诱发楼房整体倒塌。

[ 网友评论]

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基于此次事故，4月30日，应急管理部官网发文要求《深刻吸取湖南长沙居民自建房坍塌事故教训全面排查各类安全隐患》。

原文如下：
4月30日上午，国务院安委会副主任、应急管理部部长黄明主持召开视频调度会议，强调要以强烈的政治责任感坚决贯彻落实中央领导同志重要指示精神和批示要求，深刻吸取湖南长沙居民自建房坍塌事故教训，全面排查各类安全隐患，严守安全底线，有效防控重大风险，遏制重特大事故发生，切实维护好人民群众生命财产安全。徐平、闵宜仁、琼色、张永利等部领导出席。
黄明指出，当前安全生产形势复杂严峻，重特大事故强劲反弹，特别是昨天发生的湖南长沙居民自建房坍塌事故，暴露出一系列深层次矛盾和问题。今年将召开党的二十大，抓好安全生产工作，保持国泰民安的社会环境意义重大。
黄明强调，各级应急管理部门要坚持人民至上、生命至上，坚持统筹发展和安全，坚定不移履行职责使命，紧紧扭住防控重大风险、防范重特大事故这个“牛鼻子”，牢牢守住红线底线。要推动有关部门组织各地立即开展居民自建房等建筑安全风险隐患排查，依法严厉打击擅自施工、擅自改变房屋主体结构等违法违规行为，坚决防止坍塌等事故发生。要真抓实干防控重大风险，认真排查各行业领域重大风险隐患，采取有效防控措施，坚决堵住风险漏洞，以担当奉献守护人民平安。
会后，黄明即赶赴湖南长沙居民自建房坍塌现场指导救援处置工作。副部长宋元明带领先期工作组已于30日凌晨赶到事故现场开展工作。

FIN

本文及评论来源：岩土沿途Geotech，应急管理部官网。

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