近年來(lái)，隨著(zhù)我國經(jīng)濟建設的飛速發(fā)展，建筑物火災比例呈上升趨勢。此類(lèi)火災致人死傷數量令人觸目驚心，而造成的直接財產(chǎn)損失也呈直線(xiàn)上升之勢。此類(lèi)火災事故不僅給消防部隊的滅火和搶險救援工作帶來(lái)了極大危險，而且對于公安消防機構的防火監督工作提出了更大的挑戰。美國紐約“9.11”世貿中心遭恐怖襲擊而發(fā)生倒塌，造成了死亡2797人、損失360億美元的舉世震驚慘案；青島即墨正大食品公司廠(chǎng)房發(fā)生火災導致鋼結構屋架倒塌，致使20多名員工因未能及時(shí)疏散而被埋壓在廠(chǎng)房?jì)�；湖南衡�?yáng)“11.3”大火造成的建筑倒塌事故，導致20名消防官兵犧牲，創(chuàng )造了新中國一次火災事故消防官兵犧牲之最。頻發(fā)的建筑火災倒塌事故，為新時(shí)期的消防工作提出了嚴峻的挑戰。積極研究和探討各類(lèi)結構建筑物在火災作用下的破壞、倒塌特點(diǎn)和規律，嚴格建筑設計防火審核和驗收，制定切實(shí)可行的滅火救援預案，對于減少此類(lèi)火災事故中的人員傷亡和財產(chǎn)損失具有非常重要的現實(shí)意義。

　　一、火災作用下幾種常見(jiàn)結構建筑倒塌的一般規律

　　建筑構件材料種類(lèi)繁多，傳統的建筑材料有磚、木、水泥、沙石，而近年來(lái)隨著(zhù)鋼鐵、塑料等新型材料的大量應用，鋼結構、薄殼結構、網(wǎng)架結構等建筑結構形式日趨增多，建筑構件的理化性質(zhì)也越來(lái)越復雜，燃燒破壞的特點(diǎn)也呈現多樣性、復雜性。不同建筑構件和材料均具有自身的燃燒性能和耐火極限，在不同火災條件下，也會(huì )呈現不同的變形和倒塌形式，有的是局部的破壞，有的是局部倒塌造成全面倒塌，有的是整個(gè)建筑迅速全面倒塌。

　�。ㄒ唬┐u（土）木結構建筑：

　　磚（土）結構建筑建造年代比較久遠，常見(jiàn)于廣大農村，其一般墻體一般使用粘土磚或土坯砌筑、房頂使用木材等建筑材料建造而成。木材起火燃燒，其表面會(huì )被炭化燒蝕，從而削弱了橫截面面積，造成承載力下降而發(fā)生倒塌。如果剩余截面的面積仍能承受原有全部重量，結構則不會(huì )發(fā)生倒塌。消防隊到達火場(chǎng)撲救火災時(shí)，由于木構件外表面炭化層吸收了大量的水份，能夠形成一個(gè)很好的保護層，一般不容易發(fā)生倒塌。因此木結構建筑物的屋頂，整體倒塌較少，而局部損壞較多。

　　磚的耐火性好，能夠經(jīng)得起高溫，而砌成墻壁以后，由于砌筑的質(zhì)量和沙漿的耐火性能差等原因，磚墻的耐火性不如磚本身，但一般磚墻的耐火極限都是比較高的，如24雙面抹灰非承重普通粘土磚實(shí)體墻的耐火極限為8小時(shí)，一般磚墻在火災下承受幾小時(shí)是沒(méi)問(wèn)題的，一般不會(huì )發(fā)生倒塌。

　　土坯墻耐火且不燃，但土坯在受到水的浸泡會(huì )吸收水份導致軟化，在水槍射流的強力沖擊會(huì )遭到破壞失去承載力而發(fā)生坍塌。

　�。ǘ�）混合結構建筑：

　　混合結構建筑主要是墻體采用粘土磚、砌塊、石等建筑材料，用沙漿砌筑而成，樓面用樓板或現澆混凝土構筑而成的建筑物。此類(lèi)建筑物所使用的建筑材料為粘土磚、砌塊、石、混凝土等非燃燒材料，各建筑構件的耐火極限都比較高。如24普通粘土磚實(shí)體承重墻的耐火極限為5.5小時(shí)，即在標準耐火試驗條件下，此類(lèi)墻體在5.5小時(shí)內不會(huì )失去承載能力或發(fā)生破壞。但在火災負荷大的建筑發(fā)生火災時(shí)，溫度可超過(guò)1000°C，砌體的向火面和背火面溫差很大，內部會(huì )產(chǎn)生很大的應力，同時(shí)碳酸鹽、硅酸鹽在高溫下會(huì )發(fā)生分解反應，而使砌體破壞。因此，在火災作用下，混合結構建筑物的建筑構件在其耐火極限內一般不會(huì )被破壞，但在高溫的長(cháng)時(shí)間作用下，建筑物可能會(huì )發(fā)生局部坍塌，一般不會(huì )發(fā)生大面積倒塌事故。

　�。ㄈ�）鋼筋混凝土結構建筑：

　　鋼筋混凝土結構常見(jiàn)于一些大跨度的廠(chǎng)房、車(chē)間、倉庫和高層建筑物等，包括框架結構、排架結構、剪力墻結構等。此類(lèi)建筑結構的主要承重構件為鋼筋混凝土構件，其粘土磚、砌塊構成的墻體只起到分隔和功能劃分作用。

　　鋼筋、水泥、砂石等鋼筋混凝土建材在高溫作用下的理化性能發(fā)生改變，強度隨著(zhù)溫度升高而呈不同的變化，這些構件在火災作用下會(huì )產(chǎn)生的怎樣的應力變化，這一領(lǐng)域目前還沒(méi)有人進(jìn)行細致研究。但混凝土內的鋼筋受到溫升的影響抗拉強度會(huì )降低，碳酸鹽、硅酸鹽在高溫下會(huì )發(fā)生分解反應，而使砌體破壞，因此，鋼筋的保護層厚度對于梁、樓板等抗拉性鋼筋混凝土結構構件的耐火極限影響非常大。如簡(jiǎn)支的非預應力鋼筋混凝土梁，在保護層厚度為1CM時(shí)其耐火極限為1.2小時(shí)，在4CM是為2.9小時(shí)，因此增加抗拉性鋼筋混凝土結構構件的保護層厚度能夠有效提高構件的耐火極限。

　　預應力鋼筋混凝土結構遇熱，會(huì )造成預應力鋼筋失去預應力，從而降低結構的承載能力。預應力鋼筋混凝土結構在耐火方面的性能，不如普通鋼筋混凝土結構的，必須加厚鋼筋保護層的厚度，才能延長(cháng)其耐火極限，保證建筑物和人員物資的安全。

　　鋼筋混凝土結構屬于超靜定結構，在火災的作用下，某個(gè)構件破壞可能造成局部坍塌，但一般不會(huì )發(fā)生大面積倒塌。

　�。ㄋ模╀摻Y構建筑：

　　鋼結構具有性能穩定、質(zhì)輕而高強、加工精度高、裝配性能好、施工周期短等優(yōu)點(diǎn)，目前被廣泛應用于賓館、飯店、展覽館等民用公共建筑和廠(chǎng)房、倉庫等工業(yè)建筑。鋼材具有較好的耐熱性，但耐熱而不耐高溫，隨著(zhù)溫度的升高，鋼材的強度會(huì )逐漸降低。據試驗，當鋼結構構件溫度達到350℃、500℃、600℃時(shí)，強度分別下降1/3、1/2、2/3。一旦達到500℃鋼結構構件就會(huì )發(fā)生急劇軟化而導致瞬時(shí)崩潰倒塌。無(wú)保護層的鋼柱、鋼梁、鋼屋架等鋼結構構件的耐火極限為0.25小時(shí)即15分鐘，也就是說(shuō)在火災作用下，15分鐘后鋼結構隨時(shí)有可能失去承載力而發(fā)生倒塌。

　　網(wǎng)架結構是鋼結構建筑的一種，是由許多鋼桿件按照一定的規律通過(guò)鋼節點(diǎn)連接起來(lái)的大空間結構體系。由于鋼材的耐火性差，在溫度達到500℃時(shí)承載力急劇降低，火災作用下經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，鋼構件即軟化翹曲、變形顯著(zhù)，導致屋頂塌落破壞。一般鋼結構屋頂工作空間相對較大，相互聯(lián)結著(zhù)大量支撐桿件，因此網(wǎng)架結構的倒塌破壞一般是整體性的，或者是較大部分的，而很少有局部的倒塌。

　�。ㄎ澹┍�殼結構：

　　薄殼結構適用于大面積的屋頂，所用的材料較少，其特點(diǎn)是跨度大、厚度小、質(zhì)量輕，其周邊靠?jì)蓚鹊臉前�、基礎或鋼拉桿來(lái)支撐。

　　薄殼結構的倒塌是整片的，殼體本身的耐火性能很高，其倒塌的原因主要是由于支撐條件的破壞。只要支撐的條件不破壞，就完全有可能避免倒塌，故起火時(shí)，應及時(shí)冷卻鋼拉桿，以防止支撐條件的破壞。

　　除了火災造成的倒塌外，建筑物內外部爆炸物的沖擊和破壞，也是造成建筑倒塌的重要原因。另外，建筑上層結構的塌落物對下層結構造成的沖擊，或者樓板上的物資大量吸收積水，大大地增加了樓板的負荷，導致承重結構無(wú)法承受巨大的荷載而發(fā)生塌落。

　　二、應對建筑物火災倒塌的預防措施

　　不同結構建筑的倒塌原因是不同的，倒塌現場(chǎng)情況也是千差萬(wàn)別的，即使同一類(lèi)結構建筑也絕不能一概而論。防火部門(mén)應重視建筑工程建設前的防火設計審核工作，要把握好建筑構件的防火性能和耐火極限，在經(jīng)濟合理的基礎上盡量提高建筑物的耐火等級。消防隊也應了解不同結構建筑的倒塌規律，分析和總結經(jīng)驗，在滅火救援時(shí)要采取預防措施，搞好個(gè)人防護，時(shí)刻保持警惕，防止人員傷亡事故的發(fā)生。

　�。ㄒ唬╀摻Y構屋頂

　　鋼結構屋頂的建筑內起火時(shí)，要防止火直接燒到屋架，要使用開(kāi)花水槍或直流水槍?zhuān)瑢ξ菁苤車(chē)�的屋面板墻體和空氣進(jìn)行冷卻性的射水，以冷卻和保護屋架，防止結構整體遭到嚴重破壞，防止屋頂倒塌而傷人，這在火災初期是必須和十分有效的。但也不要對溫度很高的鋼結構進(jìn)行立即冷卻，防止屋架加速塌落。在滅火戰斗時(shí)，戰斗員要充分依托有利地形，占據房屋門(mén)口等部位進(jìn)行射水滅火。

　�。ǘ�）鋼筋混凝土構件

　　混凝土是耐火的。對滅火來(lái)說(shuō)，它是比較安全可靠的。普通鋼筋混凝土結構的耐火時(shí)間，一般都在1h以上。預應力鋼筋混凝土結構，是一種新型結構，承載能力好，省材料，但耐火能力較差。滅火時(shí)，要通過(guò)其變形的情況判斷是否有倒塌的危險。

　�。ㄈ�）薄殼結構屋頂

　　火災對薄殼結構的破壞往往是對支撐的條件而導致的，因此其倒塌往往是大面積的甚至整片的。所以撲救火災是時(shí)首先要及時(shí)冷卻鋼拉桿，避免支撐的條件破壞，防止薄殼結構大面積倒塌。

　　需要注意的是，當薄殼結構的屋面起火，戰斗員一般不要上其屋面；當必須登上薄殼屋頂才能撲救火災時(shí)，上屋頂的人數不能過(guò)多且要分散，停留位置最好在殼的中心，或對稱(chēng)于中心的兩側位置。

　�。ㄋ模┠窘Y構

　　木構件遇火后，很快就會(huì )燃燒。在表面形成炭化層。木材被燒焦的速度是和它的密度及含水率的大小直接聯(lián)系的。木材燃燒的速度是隨著(zhù)它的密度和含水率的增加而減少的。根據實(shí)測，木材向內里燃燒速度的理論平均值為0.6mm/min。質(zhì)輕且干木材的燃燒速度的近似值是0.8mm/min。密質(zhì)且濕木材燃燒速度的近似值是0.4mm/min。在滅火中我們可以利用這些數字來(lái)估計木構件被燃燒的程度。

　�。ㄎ澹�墻與煙囪

　　磚的耐火性好，能經(jīng)得起高溫，而砌成墻壁以后，由于砌筑的質(zhì)量和沙漿的耐火性能較差，磚墻的耐火性不如磚本身，但一般磚墻承受幾小時(shí)的火燒是沒(méi)問(wèn)題的�？墒腔馂陌l(fā)生時(shí)，磚墻或煙囪也有發(fā)生倒塌的，主要原因是：

　�。�1）框架破壞，框架填充墻也隨之破壞；

　�。�2）因為樓板塌落，或橫向墻被破壞，使縱向墻失去了橫向的支撐。

　�。�3）受到外力的水平?jīng)_擊作用。

　�。�4）空斗墻、空心磚的砌塊變形破壞，失去承載能力。