建筑物在火災(zāi)、爆炸、地震等外力破壞作用下發(fā)生坍塌，不僅伴有嚴(yán)重財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡，而且嚴(yán)重威脅著救援人員的生命安全。2003年11月3日，湖南省衡陽(yáng)市一棟8層商住樓在大火中瞬間坍塌，正在參加滅火戰(zhàn)斗的20名消防官兵壯烈犧牲;2008年5月12日，以四川省汶川縣為震中發(fā)生8.0級(jí)地震，強(qiáng)大的地震波震撼全川，使四川多處城鎮(zhèn)被毀，數(shù)以萬(wàn)計(jì)的群眾被埋壓在廢墟之下，建筑坍塌造成的傷害是極其慘痛的。因此，深入研究分析建筑物在火災(zāi)、爆炸、地震等外力作用下發(fā)生坍塌事故的特點(diǎn)，針對(duì)性和科學(xué)性的提高和增強(qiáng)處置此類(lèi)災(zāi)害事故的能力，有效提高搶險(xiǎn)救援效率，減少和避免人員傷亡，在現(xiàn)實(shí)的滅火救援斗爭(zhēng)中極具意義。

1.建筑物在外力作用下發(fā)生坍塌事故分析

想要戰(zhàn)勝敵人必須先要了解它，建筑物坍塌其原因、形式、部位，都存在各自的特點(diǎn)，坍塌建筑也都存在其相應(yīng)的特點(diǎn)事故的搶救方式也將受其特點(diǎn)的實(shí)際情況而有所不同，這就需要我們了解建筑發(fā)生坍塌的原因、形式、規(guī)律，然后才能針對(duì)其特點(diǎn)有效結(jié)合自己手中的各種器材設(shè)備制定出適應(yīng)其快速有效的救援方案，提高救援效率及減少救援當(dāng)中不必要的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

1.1.坍塌發(fā)生的原因

1.1.1.高溫

在火災(zāi)條件下，由于高溫作用，木結(jié)構(gòu)表面炭化，導(dǎo)致力學(xué)特性迅速受到破壞，如果不能承受原有的全部荷載，結(jié)構(gòu)就會(huì)坍塌;鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受熱溫度超過(guò)300°C時(shí)，組成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的水泥石脫水收縮，骨料受熱膨脹，由于脹縮的不一致性，使混凝土中產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，不但破壞水泥石、骨料、配筋間的粘結(jié)，而且會(huì)把包裹在骨料與配筋周?chē)乃嗍瘬纹疲箍蚣芙Y(jié)構(gòu)喪失支撐能力;鋼材在高溫作用下，力學(xué)性能會(huì)迅速發(fā)生變化，強(qiáng)度喪失，失去支撐或承重能力，當(dāng)溫度達(dá)到540°C時(shí)，鋼材強(qiáng)度損失達(dá)50%，再繼續(xù)加熱，便很快軟化，發(fā)生扭曲，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生塑性變形;磚石砌體材料在發(fā)生火災(zāi)后，砌體的向火面和背火面產(chǎn)生很大的溫差，向火面溫度高、膨脹大，背火面溫度低、膨脹小，使砌體發(fā)生爆裂破壞，使預(yù)應(yīng)力鋼筋砼構(gòu)件失去預(yù)加應(yīng)力，不能承受原有荷載，造成建筑結(jié)構(gòu)局部或整體坍塌。

1.1.2.爆炸

火災(zāi)時(shí)，可能引起可燃?xì)怏w泄漏發(fā)生爆炸，同時(shí)建筑物內(nèi)的爆炸品、可燃?xì)怏w儲(chǔ)罐受火勢(shì)作用也會(huì)發(fā)生爆炸，爆炸產(chǎn)生的沖擊波和震動(dòng)，會(huì)破壞建筑結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)局部或整體坍塌。

1.1.3.附加荷載

由于上部結(jié)構(gòu)塌落，使樓板大量超載，或上部構(gòu)件塌落時(shí)的產(chǎn)生巨大沖量而導(dǎo)致建筑破壞;滅火時(shí)用水過(guò)量，樓內(nèi)大量的積水未能及時(shí)排出;室內(nèi)儲(chǔ)存的物品如棉花、紙張等大量吸水;進(jìn)入建筑物內(nèi)人員過(guò)多等因素導(dǎo)致建筑物荷載加重，超過(guò)建筑物承載能力時(shí)，建筑物便發(fā)生坍塌。

1.1.4.消防射水

處于高溫狀態(tài)的結(jié)構(gòu)材料，在消防水流的沖擊和冷卻下，高溫的磚石或混凝土結(jié)構(gòu)表面，由于突然的冷卻造成結(jié)構(gòu)表面收縮開(kāi)裂，破壞了鋼筋混凝土及其保護(hù)層，使火直接燒到鋼筋，導(dǎo)致強(qiáng)度喪失，會(huì)造成結(jié)構(gòu)表面收縮開(kāi)裂成變形、疏松，從而使整體結(jié)構(gòu)遭到破壞而坍塌。

1.1.5.工程質(zhì)量的缺陷

個(gè)別單位在施工過(guò)程中偷工減料，使用不合格的原材料，致使建筑物存在質(zhì)量缺陷，達(dá)不到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度要求和耐火等級(jí)而坍塌。

1.1.6.擅自改變建筑的平面布局和使用性質(zhì)

如果擅自改變建筑的平面布局，就可能造成承重結(jié)構(gòu)破壞。如湖南省衡陽(yáng)市衡州大廈原設(shè)計(jì)為商住樓，但在使用過(guò)程中一層改為加工、商店、倉(cāng)庫(kù)等，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出原設(shè)計(jì)能力，加劇了結(jié)構(gòu)破壞。

1.1.7.地震破壞

地震的強(qiáng)烈程度用震級(jí)表示，震級(jí)是根據(jù)震源(地殼斷層錯(cuò)動(dòng)處)釋放出的能量來(lái)確定的。國(guó)際上普遍應(yīng)用里氏震級(jí)。受地震影響地區(qū)的地面和各類(lèi)建筑物受地震影響的程度稱(chēng)為地震烈度。震中(震源正上方的地面)處的地震烈度量大;離它越遠(yuǎn)，影響越小，烈度也越低。中國(guó)把地震烈度分為12度來(lái)表示。在1～6度時(shí)，一般的建筑物不受損失或損失很小;而在10～12度時(shí)，對(duì)建筑物的破壞性甚大，即使采用重大防震措施，也難確保安全。因此，建筑的防震措施主要應(yīng)用于 6～10度地區(qū)。

地震時(shí)當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ龅酵临|(zhì)松軟的盆地地形時(shí)，所發(fā)生的擴(kuò)大效應(yīng)稱(chēng)為共振現(xiàn)象。共振現(xiàn)象會(huì)使建筑物搖晃的更厲害。這時(shí)，若建物的結(jié)構(gòu)不耐震，受不了搖晃，就會(huì)發(fā)生傾斜或倒塌。

建物倒塌的原因

(1)老舊建筑物防震力不夠。

(2)一，二樓挑高，造成載重不足

(3)結(jié)構(gòu)支柱水平撐持力不夠。

(4)建筑物基礎(chǔ)有特殊狀況。

(5)使用維護(hù)不當(dāng)。

(6)結(jié)構(gòu)不平衡，混凝土對(duì)鋼筋的握裹力不足。

(7)采長(zhǎng)向無(wú)墻設(shè)計(jì)，耐震度較差。

(8)建物蓋在松軟的土地或地質(zhì)敏感區(qū)。

(9)底部樓層無(wú)足夠梁柱支撐的開(kāi)放空間。

1.2.坍塌發(fā)生前的征兆

建筑物在坍塌，除了由爆炸引起發(fā)生于瞬間以外，一般都要經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間，坍塌前都會(huì)出現(xiàn)一些征兆。

1.2.1.建筑物的墻體出現(xiàn)裂縫或膨脹

開(kāi)始裂縫或開(kāi)裂是墻體坍塌前的明顯征兆，它意味著該墻體可能隨時(shí)坍塌。另一方面，有些墻體的裂縫在火災(zāi)前就存在多年，為此，要特別注意這些裂縫在火災(zāi)過(guò)程中的變化，當(dāng)發(fā)現(xiàn)這些裂縫在不斷擴(kuò)大時(shí)，危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)的人員要及時(shí)撤離。

1.2.2.整體的墻面上溢出濃煙或滲出水流

這種現(xiàn)象表明墻的內(nèi)部已經(jīng)形成壓力，或墻體存在薄弱處可能導(dǎo)致墻體的坍塌。

1.2.3.房屋頂、樓板和墻體出現(xiàn)明顯的位移或者下垂

房蓋頂和樓板出現(xiàn)明顯下垂，是其坍塌前最后的警告，處于同層和下一層的人員必須立即撤離，而當(dāng)墻體開(kāi)始出現(xiàn)非正常位移時(shí)，可能處于危險(xiǎn)區(qū)域的人員再撤離到安全區(qū)域就已為時(shí)過(guò)晚。