建筑結(jié)構(gòu)倒塌與破壞的原因和規(guī)律

第四節(jié)建建筑結(jié)構(gòu)倒塌塌與破壞的原原因和規(guī)律一、建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)倒塌與破壞壞的原因在發(fā)生火災(zāi)條條件下，隨著著建筑材料和和構(gòu)件的燃燒燒與破壞，整整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)也必然要受受到一定的影影響，直至遭遭到局部的損損壞或整體的的倒塌。究其其原因主要有有以下幾點(diǎn)：：(一)木結(jié)構(gòu)表面被被燒蝕，削弱弱了荷重的斷斷面木材起火燃燒燒，其表面炭炭化，如果剩剩余截面的面面積仍能承受受原有全部荷荷重，結(jié)構(gòu)是是不會(huì)倒塌的的。特別是消消防隊(duì)及時(shí)到到達(dá)火場(chǎng)撲救救火災(zāi)時(shí)，構(gòu)構(gòu)件外表面的的炭層吸收大大量的水，對(duì)對(duì)結(jié)構(gòu)來說，，還是一個(gè)很很好的保護(hù)層層，斷面較大大的木結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件對(duì)延緩構(gòu)構(gòu)件的倒塌破破壞更是有利利的。(二)鋼結(jié)構(gòu)受熱變變形破壞鋼結(jié)構(gòu)受熱后后，很快出現(xiàn)現(xiàn)塑性變形，，在火燒15～20min時(shí)，鋼構(gòu)件便便因塑性變形形，使結(jié)構(gòu)失失去穩(wěn)定而倒倒塌破壞。破破壞之初往往往是局部先行行破壞，隨后后便是整體的的倒塌，而且且破壞后的鋼鋼結(jié)構(gòu)是無法法進(jìn)行修復(fù)并并繼續(xù)投入使使用的。(三)磚石砌體因受受熱變形而開開裂破壞花崗巖是由石石英、長(zhǎng)石和和云母等組成成的，這幾種種物質(zhì)因熱變變形程度不一一，受熱后容容易破碎。硅硅酸鹽砌塊也也會(huì)因內(nèi)部的的熱分解而松松散。一、建筑結(jié)構(gòu)倒塌塌與破壞的原原因*二、建筑結(jié)構(gòu)破壞壞的規(guī)律及情情況三、避免結(jié)構(gòu)構(gòu)倒塌而采取取的一般措施施第四節(jié)建建筑結(jié)構(gòu)倒塌塌與破壞的原原因和規(guī)律(四)預(yù)應(yīng)力鋼筋混混凝土結(jié)構(gòu)受受熱后，容易易失去預(yù)加應(yīng)應(yīng)力，從而降降低結(jié)構(gòu)的承承載能力在加熱爐中實(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)可以看看到，預(yù)應(yīng)力力鋼筋混凝土土構(gòu)件在受熱熱數(shù)分鐘后，，便會(huì)出現(xiàn)較較大變形。顯顯然，這是因因?yàn)橹骼摻罱钌扉L(zhǎng)的結(jié)果果。所以，預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋混混凝土構(gòu)件在在耐火方面的的性能，是不不如普通鋼筋筋混凝土的。。(五)高溫下建筑材材料的力學(xué)性性能發(fā)生變化化高溫下建筑材材料的強(qiáng)度將將隨著溫度的的升高而降低低。此外，在在火災(zāi)條件下下，結(jié)構(gòu)還將將產(chǎn)生熱應(yīng)力力，以加快結(jié)結(jié)構(gòu)的破壞速速度。(六)受沖擊和震動(dòng)動(dòng)建筑物內(nèi)部爆爆炸沖擊波的的沖擊和震動(dòng)動(dòng)，常是摧毀毀建筑物的一一種主要原因因。(七)樓板超載而塌塌落上部結(jié)構(gòu)倒塌塌破壞后，坍坍落在下邊的的樓板之上，，或滅火積水水不能盡快排排除，大大增增加了樓板的的荷重，使樓樓板因大量超超載而塌落。。一、建筑結(jié)構(gòu)倒塌塌與破壞的原原因*二、建筑結(jié)構(gòu)破壞壞的規(guī)律及情情況三、避免結(jié)構(gòu)構(gòu)倒塌而采取取的一般措施施第四節(jié)建建筑結(jié)構(gòu)倒塌塌與破壞的原原因和規(guī)律(八)滅火射水所致致滅火射水時(shí)水水流噴射到高高溫的磚石、、混凝土或鋼鋼筋混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)表面，由由于突然的冷冷卻造成結(jié)構(gòu)構(gòu)表面因收縮縮開裂，表皮皮剝落。特別別是破壞了鋼鋼筋混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)的保護(hù)層層，在火未熄熄滅前，使火火直接燒到受受力鋼筋，使使鋼筋立即失失去強(qiáng)度，而而使整個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)破壞。一、建筑結(jié)構(gòu)倒塌塌與破壞的原原因*二、建筑結(jié)構(gòu)破壞壞的規(guī)律及情情況三、避免結(jié)構(gòu)構(gòu)倒塌而采取取的一般措施施第四節(jié)建建筑結(jié)構(gòu)倒塌塌與破壞的原原因和規(guī)律二、建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)破壞的規(guī)律律及情況(一)建筑結(jié)構(gòu)破壞壞的一般規(guī)律律房屋倒塌的后后果是嚴(yán)重的的，它加強(qiáng)了了通風(fēng)條件，，加速了室內(nèi)內(nèi)的燃燒，使使火勢(shì)得以擴(kuò)擴(kuò)大蔓延；它它還可以造成成人員及物質(zhì)質(zhì)的重大損失失，給滅火工工作造成更大大的困難。建建筑結(jié)構(gòu)破壞壞的一般規(guī)律律是：1、木結(jié)構(gòu)屋頂頂，整個(gè)倒塌塌的少，局部部破壞的多。。鋼結(jié)構(gòu)屋頂頂，只要局部部被火燒毀，，其余部分往往往因被燒毀毀的部分塌落落，也影響到到整個(gè)屋頂?shù)牡奶?、吊頂、屋屋架、木樓樓板、空心心墻、泥土土墻，易燃燃建筑等，，都是易于于倒塌破壞壞的。3、土坯墻是是不燃的耐耐火構(gòu)件，，但由于消消防射水的的強(qiáng)力沖擊擊，也會(huì)出出現(xiàn)倒塌破破壞。4、倒塌的順順序一般是是，先吊頂頂，后屋頂頂，最后是是墻壁、樓樓板。5、房屋的墻墻一般是向向里倒的。。一、建筑結(jié)構(gòu)倒倒塌與破壞壞的原因二、建筑結(jié)構(gòu)破破壞的規(guī)律律及情況*三、避免結(jié)結(jié)構(gòu)倒塌而而采取的一一般措施第四節(jié)建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)倒塌與破破壞的原因因和規(guī)律(二)幾種常見結(jié)結(jié)構(gòu)的破壞壞情況1、全部結(jié)構(gòu)構(gòu)屋頂?shù)钠破茐那闆r鋼的耐火性性能很差；；溫度在450—500℃時(shí)，承載能能力便大大大減弱，溫溫度再高，，鋼材變軟軟，屋架翹翹曲，屋頂頂隨之塌落落，整個(gè)經(jīng)經(jīng)過大約只只需15~20min。由于在屋屋架之間聯(lián)聯(lián)結(jié)了很多多支撐桿件件，因而也也就決定了了鋼結(jié)構(gòu)屋屋頂?shù)钠茐膲氖钦w的的；或是較較大部分的的，很少是是局部的。。2、鋼筋混凝凝土樓板的的破壞情況況混凝土是耐耐火的，對(duì)對(duì)滅火來說說它是比較較安全可靠靠的。普通通鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)的的耐火時(shí)間間，一般都都在1h以上。預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋混混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)是一種新新型建筑結(jié)結(jié)構(gòu)，承載載能力好，，節(jié)省材料料，但耐火火性能較差差。在起火火條件下，，構(gòu)件容易易因突然出出現(xiàn)較大變變形而破壞壞。3、薄殼結(jié)構(gòu)構(gòu)屋頂?shù)钠破茐那闆r薄殼適用于于大面積的的屋頂，其其特點(diǎn)是跨跨度大，厚厚度小，耗耗材少。薄薄殼周邊的的支撐是靠靠?jī)蓚?cè)的樓樓板，基礎(chǔ)礎(chǔ)或鋼拉桿桿。薄殼結(jié)結(jié)構(gòu)的倒塌塌是整片的的，其原因因主要是支支撐的條件件破壞。故故起火時(shí)，，應(yīng)及時(shí)冷冷卻鋼拉桿桿，只要支支撐的條件件不破壞，，就完全有有可能避免免倒塌，因因?yàn)闅んw本本身的耐火火性能很高高。一、建筑結(jié)構(gòu)倒倒塌與破壞壞的原因二、建筑結(jié)構(gòu)破破壞的規(guī)律律及情況*三、避免結(jié)結(jié)構(gòu)倒塌而而采取的一一般措施第四節(jié)建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)倒塌與破破壞的原因因和規(guī)律4、木結(jié)構(gòu)的的破壞情況況構(gòu)件受火后后，很快就就被點(diǎn)燃，，在表面形形成炭層。。木材燒焦焦的速度是是和它的密密度及含水水率的大小小直接聯(lián)系系的。木材材燃燒的速速度是隨著著它的密度度和含水率率的增加而而減少的。。根據(jù)實(shí)測(cè)測(cè)，木材向向內(nèi)里燃燒燒速度的理理論平均值值為0.6mm/min，質(zhì)輕且干干燥的木材材的燃燒速速度近似值值為0.8mm/min，質(zhì)密且濕濕木材的燃燃燒速度的的近似值為為0.4mm/min。在實(shí)踐中中，可以利利用這些數(shù)數(shù)字來估算算木構(gòu)件被被燒毀的程程度。5、磚墻的破破壞情況磚的耐火性性能好，能能經(jīng)受高溫溫作用，而而砌成墻壁壁以后，由由于砌筑的的質(zhì)量和砂砂漿不十分分耐火等原原因，磚墻墻的耐火性性，不如磚磚本身，但但一般磚墻墻承受幾個(gè)個(gè)小時(shí)的高高溫作用還還是不成問問題的。一、建筑結(jié)構(gòu)倒倒塌與破壞壞的原因二、建筑結(jié)構(gòu)破破壞的規(guī)律律及情況*三、避免結(jié)結(jié)構(gòu)倒塌而而采取的一一般措施第四節(jié)建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)倒塌與破破壞的原因因和規(guī)律三、避免結(jié)結(jié)構(gòu)倒塌而而采取的一一般措施(一)技術(shù)措施為避免結(jié)構(gòu)構(gòu)倒塌而造造成重大傷傷亡，對(duì)不不同的建筑筑構(gòu)件應(yīng)采采取相應(yīng)的的保護(hù)措施施。1、鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)(1)在鋼筋混凝凝土構(gòu)件的的表面噴涂涂防火涂料料；(2)加大鋼筋保保護(hù)層的厚厚度；(3)改變配筋方方式，如雙雙層布筋，，把粗鋼筋筋布置在里里層或中部部，細(xì)鋼筋筋布置在下下層或角部部；(4)提高混凝土土強(qiáng)度等級(jí)級(jí)；(5)加大構(gòu)件截截面寬度或或配筋量。。另外，在火火災(zāi)后應(yīng)及及時(shí)對(duì)鋼筋筋混凝土構(gòu)構(gòu)件的殘余余強(qiáng)度做出出評(píng)估，并并采取相應(yīng)應(yīng)的修復(fù)措措施或徹底底拆除以確確保安全。。一、建筑結(jié)構(gòu)倒倒塌與破壞壞的原因二、建筑結(jié)構(gòu)破破壞的規(guī)律律及情況三、避免結(jié)結(jié)構(gòu)倒塌而而采取的一一般措施*第四節(jié)建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)倒塌與破破壞的原因因和規(guī)律2、鋼結(jié)構(gòu)的的耐火保護(hù)護(hù)方法(1)截流法原理：截?cái)鄶嗷蜃铚鸹馂?zāi)產(chǎn)生的的熱流量向向構(gòu)件的傳傳輸，從而而使構(gòu)件在在規(guī)定的時(shí)時(shí)間內(nèi)溫升升不超過其其臨界溫度度。簡(jiǎn)單的的說也就是是在構(gòu)件的的表面上設(shè)設(shè)置一層保保護(hù)材料，，要求保護(hù)護(hù)材料的熱熱容較大、、導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)較小，火火災(zāi)產(chǎn)生的的高溫?zé)崃苛渴紫葌鹘o給保護(hù)材料料，在由保保護(hù)材料傳傳給里層的的構(gòu)件。由由于保護(hù)材材料的特點(diǎn)點(diǎn)，它能夠夠很好的截截?cái)嘁欢苛康母邷責(zé)釤崃肯驑?gòu)件件的傳輸。。截流法又又可分為噴噴涂法、包包封法、屏屏蔽法和水水噴淋法。。(2)疏導(dǎo)導(dǎo)法法原理理：：熱熱量量傳傳到到構(gòu)構(gòu)件件上上以以后后，，設(shè)設(shè)法法把把熱熱量量導(dǎo)導(dǎo)走走或或消消耗耗掉掉，，同同樣樣可可使使構(gòu)構(gòu)件件溫溫度度不不致致升升高高到到臨臨界界溫溫度度，，從從而而起起到到一一定定的的保保護(hù)護(hù)作作用用。。疏疏導(dǎo)導(dǎo)法法目目前前只只有有充充水水冷冷卻卻保保護(hù)護(hù)著著一一種種方方法法。。3、木木結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)通常常輕輕型型木木結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)采采用用外外包包石石膏膏防防火火板板，，用用以以阻阻斷斷及及防防止止火火焰焰直直接接燒燒木木構(gòu)構(gòu)件件，，以以滿滿足足建建筑筑構(gòu)構(gòu)件件的的耐耐火火極極限限要要求求。。石石膏膏防防火火板板的的耐耐火火極極限限是是比比較較高高的的，，最最大大的的可可以以達(dá)達(dá)到到5h。重重型型木木結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的構(gòu)構(gòu)件件是是建建筑筑內(nèi)內(nèi)主主要要承承重重構(gòu)構(gòu)件件，，可可對(duì)對(duì)重重型型木木構(gòu)構(gòu)件件本本身身進(jìn)進(jìn)行行難難燃燃處處理理，，即即采采用用木木結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)防防火火涂涂料料加加壓壓浸浸泡泡或或涂涂刷刷，，這這樣樣處處理理的的結(jié)結(jié)果果能能降降低低木木構(gòu)構(gòu)件件表表面面火火焰焰燃燃燒燒速速度度，，相相應(yīng)應(yīng)提提高高構(gòu)構(gòu)件件的的耐耐火火極極限限。。一、、建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)倒倒塌塌與與破破壞壞的的原原因因二、、建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)破破壞壞的的規(guī)規(guī)律律及及情情況況三、、避避免免結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)倒倒塌塌而而采采取取的的一一般般措措施施*第四四節(jié)節(jié)建建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)倒倒塌塌與與破破壞壞的的原原因因和和規(guī)規(guī)律律(