建筑物坍塌灾害事故的抢险救援.ppt

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1、建筑物坍塌灾害事故的抢险救援 建筑物坍塌灾害事故是指由于人为或自建筑物坍塌灾害事故是指由于人为或自然因素，造成各种建筑工程结构整体或局然因素，造成各种建筑工程结构整体或局部倒塌，导致重大人员伤亡和巨大经济损部倒塌，导致重大人员伤亡和巨大经济损失的灾害。近年来，国内外建筑物、构筑失的灾害。近年来，国内外建筑物、构筑物坍塌的比率不断增加，坍塌事故时有发物坍塌的比率不断增加，坍塌事故时有发生，甚至部分坍塌事故造成包括消防人员生，甚至部分坍塌事故造成包括消防人员在内的重大人员伤亡和巨大财产损失。在内的重大人员伤亡和巨大财产损失。20062006年年5 5月以色列耶路撒冷南郊的塔皮月以色列耶路撒冷南郊的

2、塔皮奥特奥特2424日深夜发生一起房屋倒塌事故，日深夜发生一起房屋倒塌事故，造造成成近近200200人受伤、人受伤、3 3人死亡。人死亡。同年同年1010月月8 8日，救援人员在巴基斯坦首日，救援人员在巴基斯坦首都伊斯兰堡一座在地震中倒塌的都伊斯兰堡一座在地震中倒塌的1010层楼房层楼房废墟上搜寻幸存者。巴基斯坦当天上午发废墟上搜寻幸存者。巴基斯坦当天上午发生生7.67.6级地震，导致至少数百人死亡。级地震，导致至少数百人死亡。20062006年年3 3月月2828日深夜，印度尼西亚苏日深夜，印度尼西亚苏门答腊岛附近海域发生里氏门答腊岛附近海域发生里氏8.58.5级强烈地级强烈地震。这是最近一

3、个世纪以来发生的最强震。这是最近一个世纪以来发生的最强的的5 5次地震之一。次地震之一。在建筑物坍塌灾害事故中，比较著名在建筑物坍塌灾害事故中，比较著名和典型的事故就是和典型的事故就是“20012001年美国年美国9.119.11恐怖袭击恐怖袭击”和和20032003年我国年我国“湖南衡阳湖南衡阳11.311.3特大火灾坍塌事故特大火灾坍塌事故”，以及，以及20052005年年1010月月8 8日发生的南亚地震（上世纪以来死日发生的南亚地震（上世纪以来死者最多的灾难之一）。者最多的灾难之一）。四四救援难度大，作战时间长救援难度大，作战时间长1突发性强，人员伤亡大突发性强，人员伤亡大二二容易引发

4、次生灾害容易引发次生灾害三三破坏性强，经济损失大破坏性强，经济损失大五五善后工作重，社会影响大善后工作重，社会影响大 建筑物坍塌灾害事故的特点建筑物坍塌灾害事故的特点 建建建建筑筑筑筑物物物物随随随随着着着着火火火火灾灾灾灾的的的的发发发发展展展展其其其其坍坍坍坍塌塌塌塌具具具具有有有有一一一一定定定定的的的的突突突突发发发发性性性性，并并并并且且且且事事事事故故故故前前前前兆兆兆兆不不不不明明明明显显显显，允允允允许许许许人人人人员员员员逃逃逃逃生生生生的的的的时时时时间间间间极极极极短短短短，当当当当人人人人们们们们察察察察觉觉觉觉险险险险情情情情的的的的时时时时候候候候，倒倒倒倒塌塌塌塌

5、事事事事故故故故往往往往往往往往已已已已造造造造成成成成严严严严重重重重后后后后果果果果。火火火火场场场场指指指指挥挥挥挥员员员员在在在在火火火火灾灾灾灾现现现现场场场场混混混混乱乱乱乱复复复复杂杂杂杂的的的的情情情情况况况况下下下下，对对对对建建建建筑筑筑筑坍坍坍坍塌塌塌塌的的的的时时时时间间间间是是是是很很很很难难难难做做做做出出出出准准准准确确确确地地地地判判判判断断断断。在在在在火火火火灾灾灾灾坍坍坍坍塌塌塌塌情情情情况况况况下下下下，被被被被困困困困人人人人员员员员受受受受火火火火势势势势、疏疏疏疏散散散散通通通通道道道道、建建建建筑筑筑筑物物物物坍坍坍坍塌塌塌塌等等等等因因因因素素

6、素素的的的的影影影影响响响响，逃逃逃逃生生生生十十十十分分分分困困困困难难难难。美国世贸大厦两座主楼的坍塌，分别发美国世贸大厦两座主楼的坍塌，分别发生在火灾后生在火灾后6262分钟和分钟和115115分钟。世贸大厦有分钟。世贸大厦有110110层，分别高层，分别高415415米和米和417417米，内部有米，内部有239 239 部部电梯和电梯和7171部自动扶梯，而发生灾难时两座大部自动扶梯，而发生灾难时两座大楼内共有近万人，经消防人员疏散后，大楼楼内共有近万人，经消防人员疏散后，大楼坍塌时，楼内还有坍塌时，楼内还有20002000多人，两座大楼的坍多人，两座大楼的坍塌间隔时间为塌间隔时间为

7、3535分钟，逃生困难造成此次建分钟，逃生困难造成此次建筑坍塌中筑坍塌中27922792人死亡。其中有人死亡。其中有343343名消防警察。名消防警察。在火灾坍塌情况下，被困人员受火势、在火灾坍塌情况下，被困人员受火势、疏散通道、建筑物坍塌等因素的影响，人员疏散通道、建筑物坍塌等因素的影响，人员逃生十分困难。逃生十分困难。世世贸贸大大厦厦的的废废墟墟湖南衡阳湖南衡阳“11.311.3”建筑的坍塌时在火建筑的坍塌时在火灾发生灾发生3 3小时后。小时后。20032003年年1111月月3 3日凌晨日凌晨5 5时许，湖南省衡阳市珠晖时许，湖南省衡阳市珠晖区衡州大厦发生特大火灾。衡阳市消防支队区衡州大

8、厦发生特大火灾。衡阳市消防支队5 5时时3939分分2525秒接到报警后，先后调集秒接到报警后，先后调集4 4个公安消防中队、个公安消防中队、4 4个专职消防队共个专职消防队共1616台消防车和市环卫局台消防车和市环卫局2 2台洒水车，台洒水车，150150余名消防指战员赶赴现场进行灭火救援。余名消防指战员赶赴现场进行灭火救援。上午上午8 8时许大火基本控制，大楼内时许大火基本控制，大楼内9494户户412412人及周边楼宇人及周边楼宇居民全部疏散撤离到安全地带。居民全部疏散撤离到安全地带。8 8时时3333分，大楼西分，大楼西北部分北部分(约占整个建筑的五分之二约占整个建筑的五分之二)在没有

9、任何迹在没有任何迹象的情况下，突然坍塌，现场立即由火灾扑救转为象的情况下，突然坍塌，现场立即由火灾扑救转为灭火与救援同步进行。这次特大火灾坍塌事故，造灭火与救援同步进行。这次特大火灾坍塌事故，造成成3636人伤亡，其中人伤亡，其中2020名消防官兵壮烈牺牲，名消防官兵壮烈牺牲，1111名名消防官兵、消防官兵、4 4名记者、名记者、1 1名保安不同程度受伤。名保安不同程度受伤。北居民楼9F居民楼8F商住楼3F 衡 州 大 市 场4F环球家俱广场大门商 住 楼配电房门面居民楼6F民房2F居 民 楼9F临 江 路临 江 路1F备注备注:水泥墩消防栓11.3特特大大火火灾灾坍坍塌塌事事故故牺牺牲牲消消

10、防防官官兵兵位位置置图图2003.11.3锈蚀衡 州 大 厦牺牲消防官兵位置江春茂所处位置石石鼓鼓中中队队班班长长江江春春茂茂在被埋压了在被埋压了4040多个小时之后获救。多个小时之后获救。建筑物坍塌灾害事故的特点建筑物坍塌灾害事故的特点1突发性强，人员伤亡大突发性强，人员伤亡大二二容易引发次生灾害容易引发次生灾害三三破坏性强，经济损失大破坏性强，经济损失大五五善后工作重，社会影响大善后工作重，社会影响大 四四救援难度大，作战时间长救援难度大，作战时间长 由原生现象和直接因素所造成的灾害为由原生现象和直接因素所造成的灾害为直接灾害，直接灾害导致的其他灾害均属次直接灾害，直接灾害导致的其他灾害均

11、属次生灾害。在一定条件下，次生灾害甚至比直生灾害。在一定条件下，次生灾害甚至比直接灾害更严重。接灾害更严重。突发性的建筑物倒塌事故，可能造成建突发性的建筑物倒塌事故，可能造成建筑物内部燃气、供电等设施损坏，导致火灾筑物内部燃气、供电等设施损坏，导致火灾的发生；尤其是化工装置等构筑物的倒塌事的发生；尤其是化工装置等构筑物的倒塌事故，极易形成连锁反应，引发毒气（或毒液）故，极易形成连锁反应，引发毒气（或毒液）泄露、爆炸等事故，导致灾害的进一步扩大。泄露、爆炸等事故，导致灾害的进一步扩大。建筑物坍塌灾害事故的特点建筑物坍塌灾害事故的特点1突发性强，人员伤亡大突发性强，人员伤亡大二二容易引发次生灾害容

12、易引发次生灾害三三破坏性强，经济损失大破坏性强，经济损失大五五善后工作重，社会影响大善后工作重，社会影响大 四四救援难度大，作战时间长救援难度大，作战时间长 由于恐怖袭击而导致的世贸大由于恐怖袭击而导致的世贸大厦起火坍塌，共造成周边厦起火坍塌，共造成周边4 4座建筑物座建筑物彻底坍塌和彻底坍塌和1010座建筑物不同程度的破座建筑物不同程度的破坏，直接经济损失上百亿美元，不仅坏，直接经济损失上百亿美元，不仅影响了美国经济，其负面影响使世界影响了美国经济，其负面影响使世界经济减少了经济减少了4 4个增长点，损失近个增长点，损失近16501650亿英镑。亿英镑。而衡阳特大火灾坍塌事故造成而衡阳特大火

13、灾坍塌事故造成9494户（户（412412人）严重受灾，建筑面积为人）严重受灾，建筑面积为90009000余平方米的余平方米的建筑整体坍塌建筑整体坍塌40004000余平方米，火灾直接经济余平方米，火灾直接经济损失损失450450多万元。多万元。建筑物坍塌灾害事故的特点建筑物坍塌灾害事故的特点1突发性强，人员伤亡大突发性强，人员伤亡大二二容易引发次生灾害容易引发次生灾害三三破坏性强，经济损失大破坏性强，经济损失大五五善后工作重，社会影响大善后工作重，社会影响大 四四救援难度大，作战时间长救援难度大，作战时间长 一旦发生大型建筑物、构筑物坍塌事故或由于地震一旦发生大型建筑物、构筑物坍塌事故或由于

14、地震等自然因素引起大片建筑物倒塌，往往导致较大的人员伤等自然因素引起大片建筑物倒塌，往往导致较大的人员伤亡以及并发次生灾害，救援难度极大。根据灾情所需，救亡以及并发次生灾害，救援难度极大。根据灾情所需，救援投入的力量较多，不仅涉及到消防部队，还涉及到公安、援投入的力量较多，不仅涉及到消防部队，还涉及到公安、医疗救护以及水、电、燃气、交通等部门。医疗救护以及水、电、燃气、交通等部门。由于被埋压待救的被困人员较多，受装备限制，由于被埋压待救的被困人员较多，受装备限制，救援行动的有效性势必会减弱，救助往往是长时间救援行动的有效性势必会减弱，救助往往是长时间连续作战。连续作战。湖南衡阳湖南衡阳“11.

15、3”11.3”特大火特大火灾坍塌事故，按照国际惯例，灾坍塌事故，按照国际惯例，建筑坍塌后为确保被困人员的建筑坍塌后为确保被困人员的生命安全，最初的抢险救援工生命安全，最初的抢险救援工作不能使用作不能使用大型的机械设备，大型的机械设备，湖南衡阳湖南衡阳“11.311.3”特大火灾坍特大火灾坍塌事故发生后，最初的抢险力塌事故发生后，最初的抢险力量都是采用手工或小型机械进量都是采用手工或小型机械进行施救的，到确认被困人员无行施救的，到确认被困人员无生存的希望后才调动大型机械生存的希望后才调动大型机械设备，经社会各界抢险救援力设备，经社会各界抢险救援力量历时量历时7373个小时，才将被困人个小时，才将

16、被困人员全部救出，而整个救援工作员全部救出，而整个救援工作持续至持续至1212月月1414日才彻底结束。日才彻底结束。美国美国“9.11”9.11”事件发生后，其抢险救援力量事件发生后，其抢险救援力量耗时近两年才将事故现场清理完毕。耗时近两年才将事故现场清理完毕。建筑物坍塌灾害事故的特点建筑物坍塌灾害事故的特点1突发性强，人员伤亡大突发性强，人员伤亡大二二容易引发次生灾害容易引发次生灾害三三破坏性强，经济损失大破坏性强，经济损失大五五善后工作重，社会影响大善后工作重，社会影响大 四四救援难度大，作战时间长救援难度大，作战时间长 建筑物毁灭性坍塌事故发生后，人建筑物毁灭性坍塌事故发生后，人员伤亡

17、重，社会负面影响极大。员伤亡重，社会负面影响极大。衡阳特大火灾坍塌事故，使衡阳特大火灾坍塌事故，使412412人无家可归，灾民安置、死伤者抚恤人无家可归，灾民安置、死伤者抚恤金等问题成为当地政府的一项重点工金等问题成为当地政府的一项重点工作；而备受社会关注的事故原因，也作；而备受社会关注的事故原因，也成为全国人民关注的焦点。如果灾民成为全国人民关注的焦点。如果灾民得不到妥善的安置、事故原因不尽快得不到妥善的安置、事故原因不尽快调查清楚，将直接影响到当地社会的调查清楚，将直接影响到当地社会的安定。安定。美国世贸大厦坍塌事故遇难人美国世贸大厦坍塌事故遇难人员的遗体辨认工作至今仍在继续，员的遗体辨认

18、工作至今仍在继续，殉职的殉职的343343名消防警察的遗体，仍有名消防警察的遗体，仍有201201人需要进一步核实，现场清理工人需要进一步核实，现场清理工作中发现的作中发现的2000020000块块人体碎片仍需要人体碎片仍需要进行进行DNADNA鉴定。鉴定。世贸中心世贸中心110110层的南楼在倒塌的时候，部分建筑砸毁层的南楼在倒塌的时候，部分建筑砸毁了德意志银行了德意志银行1515层楼。现在德意志银行大厦仍然是空着的，层楼。现在德意志银行大厦仍然是空着的，外面用黑色的网罩覆盖着，里面含有大量的石棉、世贸中外面用黑色的网罩覆盖着，里面含有大量的石棉、世贸中心废墟以及其他有毒化学品。在把这栋遭严

19、重毁损的德意心废墟以及其他有毒化学品。在把这栋遭严重毁损的德意志银行逐层拆除前，工人们需要清理大厦中的这些有毒化志银行逐层拆除前，工人们需要清理大厦中的这些有毒化学材料。去年秋天，这项工作刚刚开始的时候，工人们就学材料。去年秋天，这项工作刚刚开始的时候，工人们就已经在楼顶上发现了已经在楼顶上发现了1010具残骸，最近数周以来，又陆续地具残骸，最近数周以来，又陆续地发现了发现了8080多具尸骨。在瓦砾废墟中发现的尸骨碎片，绝大多具尸骨。在瓦砾废墟中发现的尸骨碎片，绝大多数都不到多数都不到1/161/16英寸长，现在都被小心地堆在这栋英寸长，现在都被小心地堆在这栋4141层大层大厦顶层。发现的残骸

20、将被送往厦顶层。发现的残骸将被送往DNADNA实验室进行检测，能确实验室进行检测，能确定身份的将归还给受害者家属，不能确定身份的将被储存定身份的将归还给受害者家属，不能确定身份的将被储存在世贸中心纪念馆，以便以后等待科技的发展，用更先进在世贸中心纪念馆，以便以后等待科技的发展，用更先进的技术进行检测。因为有些的技术进行检测。因为有些911911受害者家属抱怨工程进展受害者家属抱怨工程进展太慢，要求派恢复专家帮助这些建筑工人，本周两位消防太慢，要求派恢复专家帮助这些建筑工人，本周两位消防部门主管和一些退休的消防人员也加入搜寻受害者遗体的部门主管和一些退休的消防人员也加入搜寻受害者遗体的工作。工作

21、建筑物坍塌的原因建筑物坍塌的原因 建筑物在火灾中的破坏坍塌，与建筑的主要建筑物在火灾中的破坏坍塌，与建筑的主要承重方式及承重材料的耐火性能有关。现代建筑承重方式及承重材料的耐火性能有关。现代建筑的承重方式，主要分为墙承重结构，骨架承重结的承重方式，主要分为墙承重结构，骨架承重结构以及内骨架承重结构等几种形式，这些承重结构以及内骨架承重结构等几种形式，这些承重结构（墙，柱，楼板，屋顶等）的材料主要有木材，构（墙，柱，楼板，屋顶等）的材料主要有木材，砖石，钢筋混凝土以及钢架结构等几种。这些建砖石，钢筋混凝土以及钢架结构等几种。这些建筑承重结构的材料，在火灾高温下均会发生不同筑承重结构的材料，在火

22、灾高温下均会发生不同的破坏。的破坏。1主要构筑承重材料的耐火性能主要构筑承重材料的耐火性能（一）砖的耐火性能（一）砖的耐火性能 砖的类型很多，如：黏土砖，煤渣砖，砖的类型很多，如：黏土砖，煤渣砖，硅酸盐砖等。砖的耐火性能与砖的原料性硅酸盐砖等。砖的耐火性能与砖的原料性质，砖墙厚度和外表粉刷层防火程度有关。质，砖墙厚度和外表粉刷层防火程度有关。如：烧结后的黏土砖能承受如：烧结后的黏土砖能承受800800900900高高温；而硅酸盐砖在温；而硅酸盐砖在300300400400就开始分解就开始分解开裂。开裂。象大理石，花岗石等，虽然属于不燃象大理石，花岗石等，虽然属于不燃材料，但是在高温下遇冷水喷射

23、容易爆裂。材料，但是在高温下遇冷水喷射容易爆裂。硅硅酸酸盐盐砖砖黏黏土土砖砖（二）混凝土的耐火性能（二）混凝土的耐火性能混凝土是由水泥，黄沙，碎石等混凝土是由水泥，黄沙，碎石等骨料和水混合而成的，较厚的混骨料和水混合而成的，较厚的混凝土具有较好的耐火性能，但是凝土具有较好的耐火性能，但是当高温后受冷水喷射易碎裂。钢当高温后受冷水喷射易碎裂。钢筋混凝土具有较好的承载能力和筋混凝土具有较好的承载能力和耐火性，在建筑中应用最为广泛耐火性，在建筑中应用最为广泛的承重结构材料。钢筋混凝土柱的承重结构材料。钢筋混凝土柱一般耐火极限为一般耐火极限为3 3小时，梁为小时，梁为2 2小小时，楼板为时，楼板为1.

24、1.小时，但是预应小时，但是预应力钢筋混凝土楼板的耐火极限为力钢筋混凝土楼板的耐火极限为0.850.85小时，一经破小时，一经破损损会迅速断裂。会迅速断裂。混凝土强度的意义：混凝土强度的意义：强度是混凝土最重要的力学性质，混强度是混凝土最重要的力学性质，混凝土主要用于承受荷载或抵抗各种作用力。凝土主要用于承受荷载或抵抗各种作用力。混凝土强度与混凝土的其它性能关系混凝土强度与混凝土的其它性能关系密切，一般来说，混凝土的强度愈高，其密切，一般来说，混凝土的强度愈高，其刚性、不透水性、抵抗风化和某些侵蚀介刚性、不透水性、抵抗风化和某些侵蚀介质的能力也愈高，通常用混凝土强度来评质的能力也愈高，通常用混

25、凝土强度来评定和控制混凝土的质量。定和控制混凝土的质量。劣质混凝土劣质混凝土（三）钢结构的耐火性能（三）钢结构的耐火性能 作为钢结构建筑，它的优点，一个是强度高，作为钢结构建筑，它的优点，一个是强度高，适合于大跨度和高层结构，抗电性能好，在比较高适合于大跨度和高层结构，抗电性能好，在比较高的地区，优先采用钢结构。的地区，优先采用钢结构。钢结构另外一个优点钢结构另外一个优点施工速度快。应该体施工速度快。应该体现在连接方式上。用现在连接方式上。用在写字楼住宅这一块，在写字楼住宅这一块，高层结构，基础比较高层结构，基础比较省。从另外一个角度省。从另外一个角度来讲，来讲，钢结构钢结构强度高，强度高，可

26、利用空间比较大。可利用空间比较大。高层结构像电高层结构像电视塔视塔、桥梁钢桥梁钢结构用的更多结构用的更多了。高层钢结了。高层钢结构方面，在公构方面，在公共建筑：办公共建筑：办公楼、医院急楼、医院急救救中心、中心、商店、商店、建材超市等等建材超市等等适用比较广泛。适用比较广泛。钢结构的耐火性能极差，钢材在钢结构的耐火性能极差，钢材在300300400400时，强度急剧下降，时，强度急剧下降，600600时失去承载时失去承载力，特别力，特别是是过热的钢结构遇水冷却会立刻变过热的钢结构遇水冷却会立刻变形坍塌。形坍塌。二、火灾高温作用对钢筋混凝土和钢结二、火灾高温作用对钢筋混凝土和钢结构的破坏构的破坏

27、一）高温对混凝土的物理影响（一）高温对混凝土的物理影响 在火灾初期，混凝土构件受热表面层发生的在火灾初期，混凝土构件受热表面层发生的块状爆炸性脱落现象，称为混凝土的爆裂。它在块状爆炸性脱落现象，称为混凝土的爆裂。它在很大程度上决定着混凝土结构的耐火性能，尤其很大程度上决定着混凝土结构的耐火性能，尤其是预应力混凝土结构。是预应力混凝土结构。混凝土的爆裂混凝土的爆裂会导致构件截面减会导致构件截面减小和钢筋直接暴露小和钢筋直接暴露于火中，造成构件于火中，造成构件承载力迅速降低，承载力迅速降低，甚至失去支持能力，甚至失去支持能力，发生坍塌破坏。发生坍塌破坏。（二）高温对混凝土的化学影响（二）高温对混

28、凝土的化学影响 由于高温的影响，混凝土材料会发生化学变由于高温的影响，混凝土材料会发生化学变化，强度延性降低，钢筋和混凝土之间的粘结作化，强度延性降低，钢筋和混凝土之间的粘结作用削弱，导致整个结构和构件的物理力学性能降用削弱，导致整个结构和构件的物理力学性能降低，产生损伤。当温度超过低，产生损伤。当温度超过300300以后，随着温以后，随着温度的升高，混凝土抗压强度逐渐降低。同时在火度的升高，混凝土抗压强度逐渐降低。同时在火灾高温条件下，混凝土的抗拉强度随温度上升明灾高温条件下，混凝土的抗拉强度随温度上升明显下降，下降幅度比抗压强度大显下降，下降幅度比抗压强度大10%10%15%15%。当温。

29、当温度超过度超过600600以后，混凝土抗拉强度则基本丧失。以后，混凝土抗拉强度则基本丧失。火灾对钢筋也会造成很大影响。钢筋的强度随受火灾对钢筋也会造成很大影响。钢筋的强度随受火温度的升高而不断降低，其变化与钢筋品种有火温度的升高而不断降低，其变化与钢筋品种有关。关。（三）高温对钢筋和混凝土黏结力的影（三）高温对钢筋和混凝土黏结力的影响响 高温作用下的钢筋和混凝土之高温作用下的钢筋和混凝土之间的黏结强度变化对其承载力影响间的黏结强度变化对其承载力影响很大。由于钢筋膨胀系数大于混凝很大。由于钢筋膨胀系数大于混凝土的膨胀系数，混凝土环向挤压钢土的膨胀系数，混凝土环向挤压钢筋，从而使钢筋和混凝土之间

30、的黏筋，从而使钢筋和混凝土之间的黏结力增大，但随着温度的升高，由结力增大，但随着温度的升高，由于钢筋与混凝土之间的变形差异增于钢筋与混凝土之间的变形差异增大，以及混凝土的抗拉强度降低和大，以及混凝土的抗拉强度降低和混凝土产生内部裂缝，从而使钢筋混凝土产生内部裂缝，从而使钢筋与混凝土的黏结力逐渐降低直至完与混凝土的黏结力逐渐降低直至完全破坏。全破坏。（四）高温对钢结构承重力的影响（四）高温对钢结构承重力的影响 钢结构的承重性能受火灾影响最大。虽钢结构的承重性能受火灾影响最大。虽然其本身不会燃烧，但在火灾情况下，强度然其本身不会燃烧，但在火灾情况下，强度会迅速下降，一般结构温度达到会迅速下降，一般

31、结构温度达到350350、500500、600600时强度分别下降时强度分别下降1/31/3、1/21/2、2/32/3。根据理论计算，在全负荷情况下，钢结构失根据理论计算，在全负荷情况下，钢结构失去静态平衡稳定性的临界温度为去静态平衡稳定性的临界温度为500500左右，左右，而一般火场温度将高达而一般火场温度将高达80080010001000左右，在左右，在这样的高温下，裸露的钢构件会很快出现塑这样的高温下，裸露的钢构件会很快出现塑性变形，产生局部破坏，造成钢结构整体坍性变形，产生局部破坏，造成钢结构整体坍塌，因此，没有保护层的钢结构是不耐火的。塌，因此，没有保护层的钢结构是不耐火的。现有对

32、于防火产品、工具、设备和系统现有对于防火产品、工具、设备和系统耐火性能测试都是在人工模拟火灾的环境中耐火性能测试都是在人工模拟火灾的环境中进行的，在测试过程中都是按照制定好的标进行的，在测试过程中都是按照制定好的标准进行的，一般应包括测试标本的安装以及准进行的，一般应包括测试标本的安装以及已设计的已设计的“标准火灾曲线图标准火灾曲线图”。在点燃后在点燃后的最初几的最初几分钟内温分钟内温度将急速度将急速上升，达上升，达到到1200 1200 的高温甚的高温甚至更高，至更高，而温度达而温度达到最高点到最高点后会下降。后会下降。20012001年年9 9月月1111日的纽约世贸大厦遭遇的恐日的纽约世

33、贸大厦遭遇的恐怖袭击不仅震惊了整个世界，而且引发了就怖袭击不仅震惊了整个世界，而且引发了就普通高层建筑以及特殊钢结构的消防安全的普通高层建筑以及特殊钢结构的消防安全的大讨论。显然，专家们的种种调查、研究、大讨论。显然，专家们的种种调查、研究、模拟、理论还未能达成广泛一致或形成在科模拟、理论还未能达成广泛一致或形成在科学上被统一接受的结果。学上被统一接受的结果。到目前为止，对世贸大厦倒塌调研结果到目前为止，对世贸大厦倒塌调研结果的各方评论还未停止。我们的各方评论还未停止。我们现在所要讲现在所要讲的最的最终结论是来自于从终结论是来自于从20012001年年9 9月至今的调查研月至今的调查研究所证明

34、的事实。究所证明的事实。(1)(1)此次事件的特殊情况。世贸大厦的情况此次事件的特殊情况。世贸大厦的情况远远超过了标准、建筑法规或已有测试的范远远超过了标准、建筑法规或已有测试的范围。其的高温是由于飞机燃料燃烧所引起的，围。其的高温是由于飞机燃料燃烧所引起的，所以研究这样的温度所以研究这样的温度“真实火灾真实火灾”来说并无来说并无太大的意义。太大的意义。(2)(2)钢结构与其他材料。如果使用其它的建钢结构与其他材料。如果使用其它的建筑材料，那上述提到的高温下就需要采取有筑材料，那上述提到的高温下就需要采取有一定可比性的、附加的火措施。一定可比性的、附加的火措施。事件情况事件情况(4)(4)建筑

35、法规与实际消防的差距。建筑法规与实际消防的差距。19701970年的年的纽约建筑法规定，类似世贸大厦这样高层钢纽约建筑法规定，类似世贸大厦这样高层钢结构建筑的绝热层应至少为结构建筑的绝热层应至少为38mm38mm以达到以达到2h2h的的耐火时间。事实上，由于港务局特殊的法律耐火时间。事实上，由于港务局特殊的法律环境，绝热层的铺设不必完全与法规一致。环境，绝热层的铺设不必完全与法规一致。所以在所以在2020世纪世纪7070年代世贸大厦设时，类似世年代世贸大厦设时，类似世贸大厦仅使用了厚度为贸大厦仅使用了厚度为19mm19mm的绝热层。的绝热层。(3)(3)自动喷淋系统的作用。很显然，即使用于自动

36、喷淋系统的作用。很显然，即使用于自动喷淋的水罐与送水管道未被飞机撞坏，自动喷淋的水罐与送水管道未被飞机撞坏，而且自动喷淋会在警铃响喷水，这样强的大而且自动喷淋会在警铃响喷水，这样强的大火还是不可能用水熄灭。因此调查指出了个火还是不可能用水熄灭。因此调查指出了个事实，就是根据水事实，就是根据水-碳碳-曲线图，特大火灾需曲线图，特大火灾需要用化学泡沫来进行有效的灭火。要用化学泡沫来进行有效的灭火。(5)(5)两种厚度绝热层应用后的讨论。两种厚度绝热层应用后的讨论。19961996年港务局总工师年港务局总工师FrankFrank建议建议“按照纽约按照纽约城市建筑法规规定应用城市建筑法规规定应用38m

37、m38mm厚度的绝热层。厚度的绝热层。”尽尽管如此，到管如此，到20012001年年9 9月月1111日为，日为，只有不三分之一只有不三分之一的北楼构架使用了的北楼构架使用了38mm38mm厚度的绝热层。厚度的绝热层。FrankFrank的的建议未能很好实施的原因主要在于，对每个单一建议未能很好实施的原因主要在于，对每个单一楼层钢结构进行加厚的困难很多，此外，施工只楼层钢结构进行加厚的困难很多，此外，施工只能于晚上或假日内无人时才能开展。即使不考虑能于晚上或假日内无人时才能开展。即使不考虑所有讨论与假设，南楼的绝热层一定比北楼的薄。所有讨论与假设，南楼的绝热层一定比北楼的薄。这就是为什么北楼先

38、受到飞机的撞击，是在这就是为什么北楼先受到飞机的撞击，是在115min115min后才开始倒塌，而南大厦稍后被飞机撞击，后才开始倒塌，而南大厦稍后被飞机撞击，却在却在62min62min后即倒塌的原因。后即倒塌的原因。(6)(6)世贸大厦的特殊设计。世贸大厦是世界上最先世贸大厦的特殊设计。世贸大厦是世界上最先采用管状结构的大厦之一，而早期的大厦都使用采用管状结构的大厦之一，而早期的大厦都使用了框架结构。相比较而言，这种管状结构更适应了框架结构。相比较而言，这种管状结构更适应高处的强风。其优点是除去了内柱，以节省更多高处的强风。其优点是除去了内柱，以节省更多的楼层空间。轻型楼层构架被延伸到了的楼

39、层空间。轻型楼层构架被延伸到了18m18m，这在，这在当时的高层建筑中是独一无二的。当时的高层建筑中是独一无二的。然而另外一项研究却表明，有关绝热层厚度的然而另外一项研究却表明，有关绝热层厚度的讨论是没意义的。瑞士苏黎的讨论是没意义的。瑞士苏黎的FONTANAFONTANA教授证实：教授证实：即使钢材的热层达到即使钢材的热层达到30mm30mm厚厚(相当相当2h2h的耐火时间的耐火时间)，一旦上面有任何个细微损坏，都有可能导致钢结构一旦上面有任何个细微损坏，都有可能导致钢结构在在18min18min内倒塌。内倒塌。(1)(1)建筑设计。建筑设计。尽管一些重要的理论和模型仍在讨论中，从尽管一些重

40、要的理论和模型仍在讨论中，从上述所列举的事实中可以得出以下的结论：上述所列举的事实中可以得出以下的结论：在建筑设计或官方建筑法规中是无法考在建筑设计或官方建筑法规中是无法考虑虑“恐怖分子恐怖分子”的影响的。大厦的设计师们的影响的。大厦的设计师们一针见血的指出：一针见血的指出：“对于任何一个我们能设对于任何一个我们能设计出的建筑，总有人能想出办法摧毁它计出的建筑，总有人能想出办法摧毁它”然然而，大厦楼面面积有而，大厦楼面面积有3717m3717m2 2 ，这种跨度的建，这种跨度的建筑结构比较小设计空间的建筑更易受到外部筑结构比较小设计空间的建筑更易受到外部影响。影响。从消防人员的观点来看，无论是

41、普从消防人员的观点来看，无论是普通建筑还是高层建筑显然在这样大面通建筑还是高层建筑显然在这样大面积的楼面内救火是不可能的。而且，高积的楼面内救火是不可能的。而且，高层建筑的空难是可能发生在世界任何地层建筑的空难是可能发生在世界任何地方的，像方的，像20022002年年4 4月月l8l8日一架轻型飞机日一架轻型飞机也曾经撞入意大利米兰的一幢高层建筑也曾经撞入意大利米兰的一幢高层建筑中。中。(2)(2)设计、建筑法规及现实间的消防概设计、建筑法规及现实间的消防概念念 建筑法规对建筑的要求一般说来是建筑法规对建筑的要求一般说来是“最最低限度低限度”，是不可能包括所有可能发生的外，是不可能包括所有可能

42、发生的外部影响。但是即使是那些最低要求，在现实部影响。但是即使是那些最低要求，在现实中也未能达到。显然，经济问题经常是导致中也未能达到。显然，经济问题经常是导致不能符合建筑法规的原因，并且在消防的计不能符合建筑法规的原因，并且在消防的计划与现实实施间存在明显的差距。更糟的是，划与现实实施间存在明显的差距。更糟的是，大部分情况下，消防的安装质量未能达到标大部分情况下，消防的安装质量未能达到标准要求。几乎每个国家的建筑法规中都未包准要求。几乎每个国家的建筑法规中都未包括现场施工控制的内容。括现场施工控制的内容。钢结构防火保护的重要性与结论钢结构防火保护的重要性与结论1 1作为建筑结构基本材料的钢作

43、为建筑结构基本材料的钢 钢结构的柔韧性和持久性在从飞机撞击钢结构的柔韧性和持久性在从飞机撞击了大厦到两座大厦先后彻底倒塌这段时间内了大厦到两座大厦先后彻底倒塌这段时间内起到了很大作用。如果大厦使用的是更为坚起到了很大作用。如果大厦使用的是更为坚硬的结构，那么受到撞击后，大厦将有可能硬的结构，那么受到撞击后，大厦将有可能立即倒塌。钢材耐火性能、结构的韧性、对立即倒塌。钢材耐火性能、结构的韧性、对强风高压的适应性以及其结构力可以允许在强风高压的适应性以及其结构力可以允许在无任何内部支柱的情况下设计很大跨距的特无任何内部支柱的情况下设计很大跨距的特性，使之成为高层建筑颇受欢迎的材料。性，使之成为高层

44、建筑颇受欢迎的材料。2 2钢结构的防火钢结构的防火 由于钢结构由于钢结构强度会在高温下强度会在高温下减弱减弱(大约大约550)550)，所以对钢材的，所以对钢材的防火保护显得尤防火保护显得尤为重要，通常采为重要，通常采用膨胀型外层涂用膨胀型外层涂料涂覆、加强型料涂覆、加强型(含纤维的含纤维的)膨胀膨胀型外层涂料型外层涂料(或水或水泥或含矿物质泥或含矿物质)涂覆、防火板或涂覆、防火板或覆层四种。覆层四种。耐火达到耐火达到90min90min，一旦，一旦发生火灾，涂料会形成泡沫发生火灾，涂料会形成泡沫状，从而形成耐火隔离层保状，从而形成耐火隔离层保护钢结构。由于涂层很薄，护钢结构。由于涂层很薄，可

45、以根据设计者的要求在其可以根据设计者的要求在其中一个表面涂，这样的涂层中一个表面涂，这样的涂层可以在精致、华丽的钢结构可以在精致、华丽的钢结构中使用以达到美观的要求。中使用以达到美观的要求。(2)(2)加强型加强型(含纤维的含纤维的)膨胀型外层涂料。膨胀型外层涂料。可以在较高温度下保护钢材，并且从审美角可以在较高温度下保护钢材，并且从审美角度看与膨胀型外层涂料差异不大。度看与膨胀型外层涂料差异不大。(1)(1)膨胀型外层涂料膨胀型外层涂料(3)(3)(加强型和或膨胀型加强型和或膨胀型)涂层。涂层。基本上用于更高的耐火等级和一些特殊的情况。基本上用于更高的耐火等级和一些特殊的情况。(4)(4)防

46、火板和覆层。防火板和覆层。在不需要特别在不需要特别视觉效果的项目中视觉效果的项目中(如：工厂如：工厂)作为防作为防火覆层受到广泛应火覆层受到广泛应用。这些防火板和用。这些防火板和覆层是为较高温度覆层是为较高温度和一些特别情况而和一些特别情况而设计的。设计的。三、火灾中建筑结构破坏的其他因素三、火灾中建筑结构破坏的其他因素（一）建筑设计不合理，结构整体牢固性（一）建筑设计不合理，结构整体牢固性差，是建筑发生大范围坍塌的关键因素。差，是建筑发生大范围坍塌的关键因素。在设计中存在如构件荷载设计不够、在设计中存在如构件荷载设计不够、结构方案布置不合理、构件之间联结不可结构方案布置不合理、构件之间联结不

47、可靠，缺乏必要的构造措施，一个构件上的靠，缺乏必要的构造措施，一个构件上的荷载传到地基上的途径太少、构件缺少足荷载传到地基上的途径太少、构件缺少足够的延性等问题，一旦发生火灾、爆炸或够的延性等问题，一旦发生火灾、爆炸或其他灾害，高温造成构件损坏，极易造成其他灾害，高温造成构件损坏，极易造成建筑整体坍塌。建筑整体坍塌。（二）施工质量差，降低了构件的承重能（二）施工质量差，降低了构件的承重能力和耐火极限，加快了火灾中建筑的破坏力和耐火极限，加快了火灾中建筑的破坏进程。各种老式建筑、危楼、豆腐渣工程、进程。各种老式建筑、危楼、豆腐渣工程、违章建筑、临时建筑由于生产技术落后，违章建筑、临时建筑由于生产

48、技术落后，使用时间长、构件腐蚀老化，建筑材料质使用时间长、构件腐蚀老化，建筑材料质量差，不按规定施工等原因，只是局部或量差，不按规定施工等原因，只是局部或整体安全性差。发生火灾后，建筑往往在整体安全性差。发生火灾后，建筑往往在耐火极限范围内甚至正常荷载情况下就会耐火极限范围内甚至正常荷载情况下就会发生坍塌事故。发生坍塌事故。20062006年年0404月月0202日重庆日重庆白市驿一厂房垮塌白市驿一厂房垮塌 垮塌厂房叫富民家具厂。垮塌厂房叫富民家具厂。2 2日中午，工地有日中午，工地有1919个民工，垮塌造成两名民工死亡，四名民工不同个民工，垮塌造成两名民工死亡，四名民工不同程度受伤。为避免安

49、全事故再次发生，这幢一楼程度受伤。为避免安全事故再次发生，这幢一楼一底、千平方米的厂房被彻底推倒，不少断裂的一底、千平方米的厂房被彻底推倒，不少断裂的预制板裸露出钢筋。在建厂房垮塌事故已初步查预制板裸露出钢筋。在建厂房垮塌事故已初步查明：施工属无设计图、无报批和无建筑资质的三明：施工属无设计图、无报批和无建筑资质的三无建筑。无建筑。（三）擅自改变建筑使用性质或在装修时拆（三）擅自改变建筑使用性质或在装修时拆改破坏建筑结构的行为也增加了火灾中建筑改破坏建筑结构的行为也增加了火灾中建筑的坍塌的可能性。例如：将居住建筑作为仓的坍塌的可能性。例如：将居住建筑作为仓储使用，既增加了建筑物楼板荷载，又增加

50、储使用，既增加了建筑物楼板荷载，又增加了内部可燃物数量和火灾荷载密度，火灾危了内部可燃物数量和火灾荷载密度，火灾危险性随之增加。一旦发生火灾，就会加大火险性随之增加。一旦发生火灾，就会加大火焰传播速度和燃烧时间。又如：在装修中拆焰传播速度和燃烧时间。又如：在装修中拆改承重墙、柱，改变建筑整体结构，破坏了改承重墙、柱，改变建筑整体结构，破坏了安全性和稳定性，也是火灾坍塌的隐患之一。安全性和稳定性，也是火灾坍塌的隐患之一。所以我们在进行消防安全检查的时候一定要所以我们在进行消防安全检查的时候一定要负责任。负责任。（四）建筑防火设（四）建筑防火设计不符合规范要求，计不符合规范要求，消防设施不完善，消