建筑结构倒塌与破坏的原因和规律.docx

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建筑结构倒塌与破坏的原因和规律

一、建筑结构倒塌与破坏的原因

在发生火灾条件下，随着建筑材料和构件的燃烧与破坏，整个建筑结构也必然要受到一定的影响，直至遭到局部的损坏或整体的倒塌。

究其原因主要有以下几点：

（-）木结构表面被烧蚀，削弱了荷重的断面

木材起火燃烧，其表面炭化，如果剩余截面的面积仍能承受原有全部荷重，结构是不会倒塌的。

特别是消防队及时到达火场扑救火灾时，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，断面较大的木结构构件对延缓构件的倒塌破坏更是有利的。

（二）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时，钢构件便因塑性变形，使结构失去稳定而倒塌破坏。

破坏之初往往是局部先行破坏，随后便是整体的倒塌，而且破坏后的钢结构是无法进行修复并继续投入使用的。

（三）砖石砌体因受热变形而开裂破坏

花岗岩是由石英、长石和云母等组成的，这几种物质因热变形程度不一，受热后容易破碎。

硅酸盐砌块也会因内諭的热分显市松嵌。

一、建筑结构倒塌与破坏的原因*

二、建筑结构破坏的规律及情况

三、避免结构倒塌而釆取的一般措施

（四）预应力钢筋混凝土结构受热后，容易失去预加应力,从而降低结构的承载能力

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分钟后，便会出现较大变形。

显然，这是因为主拉钢筋伸长的结果。

所以，预应力钢筋混凝土构件在耐火方面的性能，是不如普通钢筋混凝土的。

（五）高温下建筑材料的力学性能发生变化

高温下建筑材料的强度将随着温度的升高而降低。

此外,在火灾条件下，结构还将产生热应力，以加快结构的破坏速度。

（六）受冲击和震动建筑物内部爆炸冲击波的冲击和震动，常是摧毁建筑物的一种主要原因。

（七）楼板超载而塌落

上部结构倒塌破坏后，坍落在下边的楼板之上，或灭火积水不能尽快排除，大大增加了楼板的荷重，使楼板因大量超载而塌落。

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、建筑结构倒塌

与破坏的原因*

二、建筑结构破坏的规律及情况

三、避免结构倒塌而釆取的一般措施

（八）灭火射水所致

灭火射水时水流喷射到高温的砖石、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，使火直接烧到受力钢筋，使钢筋立即失去强度,而使整个结构破坏。

二、建筑结构破坏的规律及情况

（一）建筑结构破坏的一般规律

房屋倒塌的后果是严重的，它加强了通风条件，加速了室内的燃烧，使火势得以扩大蔓延；它还可以造成人员及物质的重大损失，给灭火工作造成更大的困难。

建筑结构破坏的一般规律是：

1、木结构屋顶，整个倒塌的少，局部破坏的多。

钢结构屋顶，只要局部被火烧毁，其余部分往往因被烧毁的部分塌落，也影响到整个屋顶的坍塌。

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、土坯墙是不燃的耐火构件，但由于消防射水的强力冲击，也会出现倒塌破坏。

4、倒塌的顺序一般是，先吊顶，后屋顶，最后是墙壁、楼板。

5、房屋的墙一般是向里倒的。

（二）几种常见结构的破坏情况

1、全部结构屋顶的破坏情况

钢的耐火性能很奎温度在450-500°C时，承载能力便大大减弱，温度再高，钢材变软，屋架翘曲，屋顶随之塌落，整个经过大约只需15^20mino由于在屋架之间联结了很多支撑杆件，因而也就决定了钢结构屋顶的破坏是整体的；或是较大部分的，很少是局部的。

2、钢筋混凝土楼板的破坏情况

混凝土是耐火的，对灭火来说它是比较安全可靠的。

普通钢筋混凝土结构的耐火时间，一般都在lh以上。

预应力钢筋混凝土结构是一种新型建筑结构，承载能力好，节省材料，但耐火性能较差。

在起火条件下，构件容易因突然岀现较大变形而破坏。

3、薄壳结构屋顶的破坏情况

薄壳适用于大面积的屋顶，其特点是跨度大，厚度小，耗材少。

薄壳周边的支撑是靠两侧的楼板，基础或钢拉杆。

薄壳结构的倒塌是整片的，其原因主要是支撑的条件破坏。

故起火时，应及时冷却钢拉杆，只要支撑的条件不破坏，就完全有可能避免倒塌，因为壳体本身的耐火性能很高。

一、建筑结构倒塌

与破坏的原因

二、建筑结构破坏

的规律及情况*

三、避免结构倒塌而釆取的一般措施

4、木结构的破坏情况

构件受火后，很快就被点燃，在表面形成炭层。

木材烧焦的速度是和它的密度及含水率的大小直接联系的。

木材燃烧的速度是随着它的密度和含水率的增加而减少的。

根据实测，木材向内里燃烧速度的理论平均值为0.6mm/min,质轻且干燥的木材的燃烧速度近似值为0.8mm/min,质密且湿木材的燃烧速度的近似值为0.4mm/min□在实践中，可以利用这些数字来估算木构件被烧毁的程度。

5、砖墙的破坏情况

砖的耐火性能好，能经受高温作用，而砌成墙壁以后,由于砌筑的质量和砂浆不十分耐火等原因，砖墙的耐火性,不如砖本身，但一般砖墙承受几个小时的高温作用还是不成问题的。

三、避免结构倒塌而采取的一般措施（-）技术措施

为避免结构倒塌而造成重大伤亡，对不同的建筑构件应采取相应的保护措施。

1、钢筋混凝土结构

（1）在钢筋混凝土构件的表面喷涂防火涂料；

（2）加大钢筋保护层的厚度；

（3）改变配筋方式，如双层布筋，把粗钢筋布置在里层或中部，细钢筋布置在下层或角部；

（4）提咼混凝土强度等级；

（5）加大构件截面宽度或配筋量。

另外，在火灾后应及时对钢筋混凝土构件的残余强度做岀评估，并采取相应的修复措施或彻底拆除以确保安全。

一、建筑结构倒塌与破坏的原因

二、建筑结构破坏的规律及情况

三、避免结构倒塌而釆取的一般措施*

2、钢结构的耐火保护方法

（1）截流法

原理：

截断或阻滞火灾产生的热流量向构件的传输，从而使构件在规定的时间内温升不超过其临界温度。

简单的说也就是在构件的表面上设置一层保护材料，要求保护材料的热容较大、导热系数较小，火灾产生的高温热量首先传给保护材料，在由保护材料传给里层的构件。

由于保护材料的特点，它能够很好的截断一定量的高温热量向构住旳传输。

截流法又可分为喷涂法、包封法、屏蔽法和水喷淋法。

（2）疏导法

原理：

热量传到构件上以后，设法把热量导走或消耗掉，同程可使构件温度不致升高到I陆界温懐，丛而的到一定的保孙作用。

疏导法目前只有充求冷却傑护方法

3、木结构

通常轻型木结构采用外包石膏防火板，用以阻断及防止火焰直接燐木构件，以满足建筑构件的耐火极限要求。

石胃防火板的耐火极限是比较篙的，最大的可以达到5h。

重型木结构的构件是建筑内主要承重构件，可对重型木构件本身进行难燃处理，即采用木结构防火涂料加压浸泡或涂刷，运拝处理旳绪果能降低木构件表面火焰燃烧速度，相应提咼*勾神1的而孑夾极限。

（二）火场上应采取的措施

1、估计火灾温度对结构产生的影响。

在制定灭火作战计划前，对火场温度进行初步估计，绘制火灾温度曲线，检验建筑构件的耐火极限，初步预测各种结构倒塌破坏的时间。

2、随时注意火场上建筑结构承受荷载的变化、构件变形、表面裂纹、裂缝、断裂音响等，并根据力学原理分析预测建筑结构的变化。

3、建筑结构破坏前都有一些征兆如发出的声响、构件断裂等，因此在灭火过程中应注意观察这些变化，以便及时采取相应的措施。

一、建筑结构倒塌与破坏的原因

二、建筑结构破坏的规律及情况

三、避免结构倒塌而釆取的一般

措施*

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