Page 268 - 消防安全管理与技术创新

消防安全管理与技术创新
Fire Safety Management and Technical Innovation

主要可分为薄饼式倒塌、拉链式倒塌、多米诺式倒塌、截面式倒塌、失稳式倒塌、混
合式倒塌。
（一）钢结构建筑火灾整体失稳机理分析
钢材屈服强度和弹性模量与温度成反比。当钢结构构件温度升至400℃时，构件
的屈服强度迅速下降。当构件温度升至600℃左右时，近乎损失全部强度和刚度。多

数火灾案例表明，建筑火灾火场温度一般超过800℃，对结构破坏严重，建筑物局部
甚至整体可能坍塌，威胁到建筑内人员的生命安全，造成建筑物修复难，建筑功能恢
复周期长，火灾的间接损失增大。火灾将产生高温环境，处于高温环境中的钢建筑构

件局部处于高温环境中，建筑构件损伤，钢结构力学性质显著降低。当外部偶然荷载
突然作用于建筑局部构件，则会发生局部破坏。发生局部倒塌的构件又会对其他构件
产生冲击作用。破坏便可能发生连锁反应，进一步导致建筑结构承载能力减弱，最终
出现坍塌。在建筑结构形式中，钢结构具有自重轻、延性好等优良特性，常被应用于

高层建筑、超高层建筑。另一方面，钢结构具有抗火性能较差的缺陷，钢构件的耐火
极限低，在未采取有效防火措施情况，火灾便可能导致钢结构建筑的倒塌或坍塌。
（二）高层建筑火灾结构整体失稳机理分析

参照相关火灾事故案例及相关研究成果，钢筋混凝土结构建筑火灾，钢筋混凝土
结构坍塌的形式主要有垂直方向上的连续倒塌和水平方向上的连续倒塌2种。火灾致
建筑结构整体失稳的最为突出的因素为火灾高温导致钢筋混凝土结构构件损伤，结构
构件材料力学性能弱化，结构构件承载能力显著下降，导致建筑结构已不能承受常
规载荷作用，出现连续性倒塌或整体性失稳。此外，火灾过程中致使建筑结构局部高

温，结构构件局部出现应力集中现象，当应力超过结构构件材料极限，也将导致建筑
结构倒塌或整体失稳。
钢筋混凝土结构主要呈现2种连续倒塌方式或整体失稳方式。其中，垂直倒塌是

一种倒塌方式，发生垂直倒塌时，钢筋混凝土结构中竖向构件率先失效，引起上部构
件失稳，缺失了下部支撑，最终引发塌落。如上述部分分析，坍塌构件将对其下部构
件产生冲击，形成自上而下连锁式连续垂直塌落。另一种为水平倒塌，建筑结构局部
先发生失效，结构构件失效后，建筑结构作用荷载和应力分布重新分布，导致水平或

竖向相邻构件承受应力增加，到作用载荷或应力超过其损失后承受能力，接续发生失
效，并进一步超水平方向传播，引起更大范围的失效和坍塌，形成整体水平失稳。
混凝土结构建筑的结构类型主要有框架结构、剪力墙结构和框剪结构，每种结构
类型具有一定的结构特性，结构整体失稳有其各自特点。

框架结构建筑主要以钢筋混凝土柱作为垂直承重构件。多数火灾案例表明，火灾
时，框架结构建筑多发生垂直方向整体失稳。火灾产生高温环境，当钢筋混凝土柱受

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