建筑結(jié)構(gòu)倒塌與破壞的原因和規(guī)律

1、第四節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)倒塌與破壞的原因和規(guī)律一、建筑結(jié)構(gòu)倒塌與破壞的原因 在發(fā)生火災(zāi)條件下，隨著建筑材料和構(gòu)件的燃燒與破壞，整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)也必然要受到一定的影響，直至遭到局部的損壞或整體的倒塌。究其原因主要有以下幾點(diǎn)：(一) 木結(jié)構(gòu)表面被燒蝕，削弱了荷重的斷面 木材起火燃燒，其表面炭化，如果剩余截面的面積仍能承受原有全部荷重，結(jié)構(gòu)是不會(huì)倒塌的。特別是消防隊(duì)及時(shí)到達(dá)火場撲救火災(zāi)時(shí)，構(gòu)件外表面的炭層吸收大量的水，對(duì)結(jié)構(gòu)來說，還是一個(gè)很好的保護(hù)層，斷面較大的木結(jié)構(gòu)構(gòu)件對(duì)延緩構(gòu)件的倒塌破壞更是有利的。(二) 鋼結(jié)構(gòu)受熱變形破壞 鋼結(jié)構(gòu)受熱后，很快出現(xiàn)塑性變形，在火燒1520min時(shí)，鋼構(gòu)件便因塑性變形，使結(jié)構(gòu)

2、失去穩(wěn)定而倒塌破壞。破壞之初往往是局部先行破壞，隨后便是整體的倒塌，而且破壞后的鋼結(jié)構(gòu)是無法進(jìn)行修復(fù)并繼續(xù)投入使用的。(三) 磚石砌體因受熱變形而開裂破壞 花崗巖是由石英、長石和云母等組成的，這幾種物質(zhì)因熱變形程度不一，受熱后容易破碎。硅酸鹽砌塊也會(huì)因內(nèi)部的熱分解而松散。一、建筑結(jié)構(gòu)倒塌與破壞的原因*二、建筑結(jié)構(gòu)破壞的規(guī)律及情況三、避免結(jié)構(gòu)倒塌而采取的一般措施第四節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)倒塌與破壞的原因和規(guī)律(四) 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受熱后，容易失去預(yù)加應(yīng)力，從而降低結(jié)構(gòu)的承載能力 在加熱爐中實(shí)驗(yàn)時(shí)可以看到，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件在受熱數(shù)分鐘后，便會(huì)出現(xiàn)較大變形。顯然，這是因?yàn)橹骼摻钌扉L的結(jié)果。所以，預(yù)

3、應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件在耐火方面的性能，是不如普通鋼筋混凝土的。(五) 高溫下建筑材料的力學(xué)性能發(fā)生變化 高溫下建筑材料的強(qiáng)度將隨著溫度的升高而降低。此外，在火災(zāi)條件下，結(jié)構(gòu)還將產(chǎn)生熱應(yīng)力，以加快結(jié)構(gòu)的破壞速度。(六) 受沖擊和震動(dòng)建筑物內(nèi)部爆炸沖擊波的沖擊和震動(dòng)，常是摧毀建筑物的一種主要原因。(七) 樓板超載而塌落上部結(jié)構(gòu)倒塌破壞后，坍落在下邊的樓板之上，或滅火積水不能盡快排除，大大增加了樓板的荷重，使樓板因大量超載而塌落。一、建筑結(jié)構(gòu)倒塌與破壞的原因*二、建筑結(jié)構(gòu)破壞的規(guī)律及情況三、避免結(jié)構(gòu)倒塌而采取的一般措施第四節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)倒塌與破壞的原因和規(guī)律(八) 滅火射水所致滅火射水時(shí)水流噴射到高溫的

4、磚石、混凝土或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)表面，由于突然的冷卻造成結(jié)構(gòu)表面因收縮開裂，表皮剝落。特別是破壞了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的保護(hù)層，在火未熄滅前，使火直接燒到受力鋼筋，使鋼筋立即失去強(qiáng)度，而使整個(gè)結(jié)構(gòu)破壞。一、建筑結(jié)構(gòu)倒塌與破壞的原因*二、建筑結(jié)構(gòu)破壞的規(guī)律及情況三、避免結(jié)構(gòu)倒塌而采取的一般措施第四節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)倒塌與破壞的原因和規(guī)律二、建筑結(jié)構(gòu)破壞的規(guī)律及情況(一) 建筑結(jié)構(gòu)破壞的一般規(guī)律房屋倒塌的后果是嚴(yán)重的，它加強(qiáng)了通風(fēng)條件，加速了室內(nèi)的燃燒，使火勢得以擴(kuò)大蔓延；它還可以造成人員及物質(zhì)的重大損失，給滅火工作造成更大的困難。建筑結(jié)構(gòu)破壞的一般規(guī)律是：1、木結(jié)構(gòu)屋頂，整個(gè)倒塌的少，局部破壞的多。鋼結(jié)構(gòu)屋頂，

5、只要局部被火燒毀，其余部分往往因被燒毀的部分塌落，也影響到整個(gè)屋頂?shù)奶?、吊頂、屋架、木樓板、空心墻、泥土墻，易燃建筑等，都是易于倒塌破壞的。3、土坯墻是不燃的耐火構(gòu)件，但由于消防射水的強(qiáng)力沖擊，也會(huì)出現(xiàn)倒塌破壞。4、倒塌的順序一般是，先吊頂，后屋頂，最后是墻壁、樓板。5、房屋的墻一般是向里倒的。一、建筑結(jié)構(gòu)倒塌與破壞的原因二、建筑結(jié)構(gòu)破壞的規(guī)律及情況*三、避免結(jié)構(gòu)倒塌而采取的一般措施第四節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)倒塌與破壞的原因和規(guī)律(二) 幾種常見結(jié)構(gòu)的破壞情況1、全部結(jié)構(gòu)屋頂?shù)钠茐那闆r鋼的耐火性能很差；溫度在450500時(shí)，承載能力便大大減弱，溫度再高，鋼材變軟，屋架翹曲，屋頂隨之塌落，整個(gè)經(jīng)過大

6、約只需1520min。由于在屋架之間聯(lián)結(jié)了很多支撐桿件，因而也就決定了鋼結(jié)構(gòu)屋頂?shù)钠茐氖钦w的；或是較大部分的，很少是局部的。2、鋼筋混凝土樓板的破壞情況混凝土是耐火的，對(duì)滅火來說它是比較安全可靠的。普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐火時(shí)間，一般都在1h以上。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是一種新型建筑結(jié)構(gòu)，承載能力好，節(jié)省材料，但耐火性能較差。在起火條件下，構(gòu)件容易因突然出現(xiàn)較大變形而破壞。3、薄殼結(jié)構(gòu)屋頂?shù)钠茐那闆r薄殼適用于大面積的屋頂，其特點(diǎn)是跨度大，厚度小，耗材少。薄殼周邊的支撐是靠兩側(cè)的樓板，基礎(chǔ)或鋼拉桿。薄殼結(jié)構(gòu)的倒塌是整片的，其原因主要是支撐的條件破壞。故起火時(shí)，應(yīng)及時(shí)冷卻鋼拉桿，只要支撐的條件不破壞

7、，就完全有可能避免倒塌，因?yàn)闅んw本身的耐火性能很高。一、建筑結(jié)構(gòu)倒塌與破壞的原因二、建筑結(jié)構(gòu)破壞的規(guī)律及情況*三、避免結(jié)構(gòu)倒塌而采取的一般措施第四節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)倒塌與破壞的原因和規(guī)律4、木結(jié)構(gòu)的破壞情況 構(gòu)件受火后，很快就被點(diǎn)燃，在表面形成炭層。木材燒焦的速度是和它的密度及含水率的大小直接聯(lián)系的。木材燃燒的速度是隨著它的密度和含水率的增加而減少的。根據(jù)實(shí)測，木材向內(nèi)里燃燒速度的理論平均值為0.6mm/min，質(zhì)輕且干燥的木材的燃燒速度近似值為0.8mm/min，質(zhì)密且濕木材的燃燒速度的近似值為0.4mm/min。在實(shí)踐中，可以利用這些數(shù)字來估算木構(gòu)件被燒毀的程度。5、磚墻的破壞情況 磚的耐火性能

8、好，能經(jīng)受高溫作用，而砌成墻壁以后，由于砌筑的質(zhì)量和砂漿不十分耐火等原因，磚墻的耐火性，不如磚本身，但一般磚墻承受幾個(gè)小時(shí)的高溫作用還是不成問題的。一、建筑結(jié)構(gòu)倒塌與破壞的原因二、建筑結(jié)構(gòu)破壞的規(guī)律及情況*三、避免結(jié)構(gòu)倒塌而采取的一般措施第四節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)倒塌與破壞的原因和規(guī)律三、避免結(jié)構(gòu)倒塌而采取的一般措施(一) 技術(shù)措施 為避免結(jié)構(gòu)倒塌而造成重大傷亡，對(duì)不同的建筑構(gòu)件應(yīng)采取相應(yīng)的保護(hù)措施。1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)(1) 在鋼筋混凝土構(gòu)件的表面噴涂防火涂料；(2) 加大鋼筋保護(hù)層的厚度；(3) 改變配筋方式，如雙層布筋，把粗鋼筋布置在里層或中部，細(xì)鋼筋布置在下層或角部；(4) 提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)；(

9、5) 加大構(gòu)件截面寬度或配筋量。 另外，在火災(zāi)后應(yīng)及時(shí)對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件的殘余強(qiáng)度做出評(píng)估，并采取相應(yīng)的修復(fù)措施或徹底拆除以確保安全。一、建筑結(jié)構(gòu)倒塌與破壞的原因二、建筑結(jié)構(gòu)破壞的規(guī)律及情況三、避免結(jié)構(gòu)倒塌而采取的一般措施*第四節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)倒塌與破壞的原因和規(guī)律2、鋼結(jié)構(gòu)的耐火保護(hù)方法(1) 截流法 原理：截?cái)嗷蜃铚馂?zāi)產(chǎn)生的熱流量向構(gòu)件的傳輸，從而使構(gòu)件在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)溫升不超過其臨界溫度。簡單的說也就是在構(gòu)件的表面上設(shè)置一層保護(hù)材料，要求保護(hù)材料的熱容較大、導(dǎo)熱系數(shù)較小，火災(zāi)產(chǎn)生的高溫?zé)崃渴紫葌鹘o保護(hù)材料，在由保護(hù)材料傳給里層的構(gòu)件。由于保護(hù)材料的特點(diǎn)，它能夠很好的截?cái)嘁欢康母邷責(zé)崃肯驑?gòu)件的

10、傳輸。截流法又可分為噴涂法、包封法、屏蔽法和水噴淋法。(2) 疏導(dǎo)法 原理：熱量傳到構(gòu)件上以后，設(shè)法把熱量導(dǎo)走或消耗掉，同樣可使構(gòu)件溫度不致升高到臨界溫度，從而起到一定的保護(hù)作用。疏導(dǎo)法目前只有充水冷卻保護(hù)著一種方法。3、木結(jié)構(gòu) 通常輕型木結(jié)構(gòu)采用外包石膏防火板，用以阻斷及防止火焰直接燒木構(gòu)件，以滿足建筑構(gòu)件的耐火極限要求。石膏防火板的耐火極限是比較高的，最大的可以達(dá)到5h。重型木結(jié)構(gòu)的構(gòu)件是建筑內(nèi)主要承重構(gòu)件，可對(duì)重型木構(gòu)件本身進(jìn)行難燃處理，即采用木結(jié)構(gòu)防火涂料加壓浸泡或涂刷，這樣處理的結(jié)果能降低木構(gòu)件表面火焰燃燒速度，相應(yīng)提高構(gòu)件的耐火極限。一、建筑結(jié)構(gòu)倒塌與破壞的原因二、建筑結(jié)構(gòu)破壞的規(guī)律及情況三、避免結(jié)構(gòu)倒塌而采取的一般措施*第四節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)倒塌與破壞的原因和規(guī)律(二) 火場上應(yīng)采取的措施1、估計(jì)火災(zāi)溫度對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。在制定滅火作戰(zhàn)計(jì)劃前，對(duì)火場溫度進(jìn)行初步估計(jì)，繪制火災(zāi)溫度曲線，檢驗(yàn)建筑構(gòu)件的耐火極限，初步預(yù)測各種結(jié)構(gòu)倒塌破壞的時(shí)間。2、隨時(shí)注意火場上建筑結(jié)