本文转载自公众号岩土沿途Geotech，未经授权不得二次转载



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。


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。