11月6日晚上7点20分左右,黑龙江佳木斯桦南县悦城体育俱乐部屋顶发生坍塌事故,事发时有7名初中生打篮球,其中3人遇难。目前,当地已成立调查组,事故原因还在进一步调查。
图片来源:潮新闻
据媒体报道,多名桦南县居民在社交媒体上提到,11月6日,桦南县下了一天的雪。当天16时47分,桦南县气象台升级发布暴雪红色预警信号:该县6小时内降雪量已达15毫米以上且降雪仍在持续,对交通或者农牧业有较大影响。就在这场大雪中,体育馆坍塌了。
在我们的印象中,雪花都是轻飘飘的,5000到10000朵雪花才有一克重。但是,量变会引起质变,1立方米的新雪,是由高达60亿~80亿片雪组成的,其具体的重量已经很难用克计算了。如果是下了一天的雪,达到15毫米以上的降雪量又会有多少重呢?
气象上说的降雪量是指气象观测人员用标准容器将12小时或24小时内采集到的雪化成水后,测量得到的数值,以毫米为单位。
积雪深度就是我们通常看到的雪的厚度,是积雪表面到地面的垂直深度,以毫米为单位,是一个可以随着积雪的加深不断累积变化的数值。
通常情况下,北方的雪较疏松,1毫米降雪量堆积起来可形成8-10毫米积雪;而南方的雪较密实,积雪约6-8毫米。
所以15毫米的降雪量就是积雪深度在120-150毫米之间,差不多可以没过一个人的脚了。
密度乘以体积就是质量。水的密度是1000kg/m,即1立方米的水重1000公斤。而积雪的密度与湿度、气温、风速、积雪时间等多种因素有关,是一个变化很大的值,一般情况下,雪的密度约为0.1~0.4克/立方厘米。据此计算,1立方米的雪重量为100千克到400千克之间。根据气象学的统计数据,当湿雪的密度为0.3克/立方厘米时,1厘米厚的雨雪混合层(即雪中夹杂着雨)重量为43千克/平方米,重雪层重量则可高达110千克/平方米。在应对雪灾等极端天气时,计算雪的重量非常重要,以便正确评估危险程度并采取相应的应急措施。
科普博主@中国气象爱好者发布说,这次东北的暴雪很湿,积雪掺杂着积冰,非常重,不能按原来东北的”干雪“算重量。一般来说,东北32厘米的积雪,对应的是每平方米30公斤不到的重量,100平方米就是不到3吨。但这次积雪很实,而且有冰,应该按照降水量来算,这样一来每平方米重量有40公斤以上,100平方米超过4吨。而且因为积冰不均匀,个别点的受力更大。大跨度的体育馆屋顶没有支撑,可能难以承受。
我们再来看建筑设计规范。一个建筑物能承受多少重量的雪,其实国家是有规定的。建筑在设计时,必须考虑当地的降雪量。
雪荷载是建筑上的专业术语,指作用在建筑物或构筑物顶面上的雪压,即积雪作用于建筑物上的重力,它取决于雪的深度和积雪的单位体积重量。雪荷载的数值直接关系着我们的房子能承受多少积雪。
关于雪荷载,我国民用建筑的设计通常以50年为一个周期,以当地50年中气象站检测的最大降雪量为基准。我国住房和城乡建设部发布的《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)(下称《规范》)规定,基本雪压应采用50年重现期的雪压,对雪荷载敏感的结构,应采用100年重现期的雪压。
而地域不同,雪荷载要求也不一样。在严寒地区,雪荷载要求通常要高一些。比如,根据《规范》,黑龙江省佳木斯市50年重现期雪压为0.85kN/㎡,100年重现期雪压为0.95kN/㎡。而南方城市如长沙和杭州,50年重现期雪压为0.45kN/㎡,100年重现期雪压为0.5kN/㎡。
除了国家标准中对屋面雪荷载的要求,黑龙江住房和城乡建设厅2013年曾发布《关于加强冬季建设安全管理的指导意见》,其中提出,工程设计要提高设计质量,防范雪灾,设计时屋面雪荷载取基本雪压的2倍。
根据通报,悦城体育俱乐部位于桦南县育才路北段的悦城广场综合体7号楼,2017年7月开始建设,2018年7月竣工,2020年7月通过验收。悦城广场综合体7号楼建筑面积3208.96平方米,高度为9.05米,基础形式为独立基础,结构形式为框架结构,其中东部为二层建筑(面积2533.96平方米),屋顶结构形式为混凝土结构,西部为单层建筑(坍塌部分,面积675平方米),屋顶结构形式为H型变截面钢梁结构。
目前,体育馆坍塌事故原因仍在进一步调查中,到底是不是被雪压垮的,还是有其他原因,我们等待官方调查的最终结果。
资料来源:新华社、中国天气网、南方都市报、住房和城乡建设部官网、黑龙江省住房和城乡建设厅官网
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