第四节--建筑结构倒塌与破坏的原因和规律.ppt

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第四节 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: (一) 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部的热分解而松散。 第四节 建筑结构倒塌与破坏的原因和规律 (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。 第四节 建筑结构倒塌与破坏的原因和规律 (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。 第四节 建筑结构倒塌与破坏的原因和规律 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。 第四节 建筑结构倒塌与破坏的原因和规律 (二) 几种常见结构的破坏情况 1、全部结构屋顶的破坏情况 钢的耐火性能很差;温度在450—500℃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15~20min。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1h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,构件容易因突然出现较大变形而破坏。 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。 第四节 建筑结构倒塌与破坏的原因和规律 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

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