关于火灾条件下建筑结构倒塌原因规律及应对及探讨

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1、关于火灾条件下建筑结构倒塌原因规律及应对的探讨　随着经济的发展，高层建筑逐步增多，火灾荷载和不安全因素也随之增加。如果因火灾而造成高层建筑倒塌，必将给救人和灭火带来更大的困难，给担负抢险救援任务的消防队员提出更高的要求和挑战。据调查，美国“9.11”纽约世贸中心倒塌的原因在于大火熔化了支撑钢筋，而不是飞机的直接撞击。因此，在扑救建筑火灾时，要充分考虑建筑的倒塌问题。在美国“9.11”纽约世贸中心爆炸现场灭火的300多名消防人员主要就是因建筑倒塌而丧生。在我国，近年来由于在灭火中因建筑结构破坏、倒塌而造成消防人员伤亡的事故也曾

2、发生。因此，加强建筑结构破坏、倒塌特点和规律的研究探讨，制定切实可行的灭火救援预案，无疑对减少人员伤亡和财产损失具有非常重大的意义。    　　一、火灾条件下建筑结构倒塌的原因。　　建筑物中建筑构件名目较多，近年来随着一些新材料、新工艺、新技术在建筑领域中的广泛应用，建筑构件的性能也变得越来越复杂，燃烧破坏的特点也趋于多样性。不同建筑构件均具有自身的燃烧性能和耐火极限。火灾条件下，随着建筑材料和构件的燃烧和破坏，整个建筑结构也必然受到一定的影响，直至遭到局部的破坏或整个的倒塌。结构的倒塌与破坏，是由燃烧和高温条件造成的，倒塌

3、和破坏的原因主要有以下几个方面：　　（1）预应力钢筋混凝土结构遇热，失去预加应力，从而降低结构的承载能力。　　（2）砖石砌体受热变形开裂。花岗岩因内部石英、长石、云母不同的热变形而碎裂。硅酸盐砌块也因内部的热分散而松散。　　（3）钢结构受热变形破坏。钢结构受热后，很快出现塑性变形，在火烧15-20min左右，杠件变成“面条”一样，随着局部的破坏，造成整体失去稳定而破坏，而且破坏后的钢结构是无法修复重新使用的。　　（4）木结构表面被烧蚀，削弱了荷重的断面。木材起火燃烧，表面炭化，如果剩余截面的面积仍能承受原有全部荷重，结构是不

4、会倒塌的。特别是消防队及时到达火场，在扑救火灾时，构件外表面的炭层吸收大量的水，对结构来说，还是一个很好的保护层。所以大断面比较有利。在加热炉中实验时，可以看到，预应力钢筋混凝土构件，在受热数小时后，便出现较大的变形。显然，这是因为主拉钢筋伸长的结果。所以预应力钢筋混凝土结构在耐火方面的性能，是不如普通钢筋混凝土结构的，必须加厚钢筋保护层的厚度。　　（5）高温下建筑材料的力学性能改变，强度随着温度升高而降低，以及火灾条件下结构产生的热应力，在目前的结构计算中还没有考虑到。　　（6）建筑物内部爆炸的冲击和震动，常是摧毁建筑物的

5、一种主要原因。建筑结构的抗爆计算，因冲击波的力量较大，而需与防爆泄压设施同时考虑。　　（7）上部结构倒塌落在楼板上，或灭火积水不能排除，或楼板上的物资大量吸收灭火水流，大大地增加了楼板的荷重，使楼板因大量超载而塌落。　　（8）灭火射水落在高温的砖石、混凝土或钢筋混凝土结构表面，由于突然的冷却造成结构表面因收缩开裂，表皮剥落。特别关键的是破坏了钢筋混凝土结构的保护层，在火未熄灭前，使火直接烧到主拉钢筋，钢筋立即失去强度，而使整个结构破坏。    二、火灾条件下建筑结构破坏的一般规律。　　火灾条件下建筑结构的倒塌破坏，往往使室内

6、通风更加良好，加速室内的燃烧，并且会破坏防火分隔物，使火势得以扩大蔓延，为正确实施灭火救人及自救带来极大的困难。因此，掌握建筑倒塌的一般规律，对消防人员来说，是非常必要的。一般说，结构倒塌有以下规律：　　（1）木结构屋顶，整个倒塌的少，局部破坏的多。钢结构屋顶，局部被火烧毁，其余部分往往被烧的部分塌落，也同时由墙头拉到地面上来。　　（2）吊顶、屋架、木楼板、空心墙、泥土墙，易燃建筑等，都是易于倒塌破坏的。　　（3）土坯墙是耐火不燃的，但由于消防射流的强力冲击，也会遭到破坏。　　（4）倒塌的次序，一般是先吊顶，后屋顶，最后是墙

7、壁。　　（5）一般房屋的墙是向里倒的。    　　三、火灾条件下几种常见结构破坏的具体情况及一般应对方法　　1、钢结构屋顶钢的耐火性差。温度在450-500℃时，承载能力便大大减弱。温度再高，钢材变软，变形显著，屋架翘曲，屋顶随着就会塌落，经过的时间很短，一般在10-20min左右。由于钢结构屋顶空间工作的条件，在屋架之间联结了很多的支撑杆件，因而也就决定了，钢结构屋顶的破坏是整体的，或者是较大部分的，很少是局部的。在钢结构屋顶建筑物内起火时，要防止火直接烧到屋架，但也不要对温度很高的钢结构进行骤然的冷却，因为这些都是加速屋

8、顶塌落的重要原因。使用喷雾水流，或使用直流水枪，对着屋面板射水，借以冷却屋架上弦，在火灾初期是有效的。可以把结构保存下来，不会遭到严重破坏。但灭火人员在扑救时，一定要隐蔽在不会因屋顶倒塌而伤人的安全地点。　　2、钢筋混凝土构件混凝土是耐火的。对灭火来说，它是比较安全可靠的。普通钢筋混凝土结