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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