日前,当我初次获悉这一消息时,我感到非常震惊。
这是因为这家体育馆并非自建房,发生坍塌事件显然异常罕见。
随后,我了解到这座体育馆采用了网架结构的墙体和混凝土板作为顶棚,这引发了我对这种结构是否如此脆弱的疑问。
然后,当相关照片曝光后,整个顶棚坍塌的情形更加令人不解。
直到媒体披露,这一坍塌事件是由于顶棚超重所致,我才豁然开朗。
简而言之,问题的根源在于承受了过多的重量。
首先,我们需要了解一下什么是珍珠岩。
珍珠岩是一种玻璃质岩石,是由火山喷发的酸性熔岩在急剧冷却后形成的。
它在建筑领域有多种用途,包括用作混凝土骨材、轻质、保温、隔热吸音板、防火屋顶以及高层建筑工程中的填料和灰浆等建筑材料。
从这些用途中,我们可以看出它主要用于保温。
珍珠岩的密度大约为2.2-2.4g/cm3,但经过膨胀处理后,密度显著降低(容重约为80kg/m3至200kg/m3,大约是水的五分之一),从而大大减轻了结构的自重。
此外,作为保温层,它的导热系数也很低,可以有效隔绝热量的传导。
另外,珍珠岩的耐火度也很高,可达1300-1380℃,难以燃烧。
这就是为什么它被用作轻质建筑材料的原因。
接下来,让我们了解一下珍珠岩的吸水性。
珍珠岩的吸水性主要取决于它的膨胀倍数,通常在4至25之间。
经过膨胀处理的珍珠岩内部含有大量孔洞结构,这些孔洞可以吸收水分,表现为吸水性。
膨胀倍数越大,吸水性就越好。
珍珠岩的级别越高,膨胀倍数也越大。
用于建筑的珍珠岩膨胀倍数至少在10倍以上,通常是A或B级,而C级珍珠岩(膨胀倍数在10倍以下)的开采价值基本上很低。
这种吸水性使珍珠岩适用于保持土壤中的水分,因此它也用于室内养花养草,即使长时间不浇水,也能保持土壤中的足够水分。
此外,珍珠岩的多孔结构还有助于改善植物根系的通气。
接下来,让我们来估算一下吸水增重。
刚刚提到,建筑中使用的珍珠岩的膨胀倍数至少是10倍以上。
考虑到实际应用中,珍珠岩是需要与混凝土等其他材料混合使用的,而不是单独使用。
这意味着珍珠岩的膨胀倍数是指它膨胀后与膨胀前的体积之比。
假设一个立方米的珍珠岩膨胀倍数为10,那么它的体积将增加到原来的10倍,多出来的9倍体积将是孔洞。
如果这9倍体积吸水,最大将会增加9000千克的质量,即9吨,而珍珠岩自身的质量大约为2.3吨。
也就是说,在极端情况下,吸水后整体增重约为400%,相当于原始重量的5倍。
需要注意的是,这是极端情况,实际上是不可能吸满水的,到一定程度后就无法再吸收更多水分了。
然后,我们来探讨一下为什么体育馆的屋顶无法承受这一重量。
一般情况下,普通住宅楼的每平米承重能力不小于200千克,采用安全系数为2的设计,即400千克/平米。
而一些特殊建筑,如仓库等,承载能力会更大。
理论上,一平米的屋顶完全可以承受11吨的货物。
然而,屋顶不同于其他楼层的地板,它通常只起到遮挡的作用,而不用于承重。
以前的民居屋顶通常由几根木横梁和瓦片组成,现在的房屋虽然不再使用瓦片,改为混凝土结构,但由于其设计的承载能力不同,与其他楼层的地板承载能力也不相同。
其他楼层需要承载家具等重物,因此需要更多的结构支持,而顶层的屋板仅需考虑安装一些必要的设备。
因此,顶层屋顶的厚度通常不如其他楼层的厚度,这是屋顶坍塌的一方面原因。
另一方面,施工方堆积珍珠岩的方式也不是均匀地覆盖整个屋顶。
这会导致屋顶承受的压力不均匀,如果某个区域的载荷超过了屋顶的极限,就会发生坍塌。
一旦发生坍塌,就可能引发连锁反应,导致整体屋顶坍塌。
综上所述,事故的原因基本已经清晰。
最主要的原因是施工方的违规操作。
我们希望所有施工方和管理方都能严格按照规定进行操作,以避免类似的悲剧再次发生。