中国建筑火灾引起坍塌事故的统计与分析

为了研究火灾引起的建筑结构坍塌的机理,便于已有建筑的抗火防护和新建建筑的抗火设计,通过查询文献资料和新闻媒体报道,对我国建筑火灾坍塌事例进行了调查,对火灾坍塌建筑物的结构形式、层数和使用功能等方面进行了统计分析,列出了部分我国火灾史上1960-2005年所发生的火灾坍塌事例.调查结果显示,钢结构、特别是工业厂房钢屋架在火灾下较其他形式的建筑易发生坍塌;4～8层的民用建筑发生火灾坍塌的比例较高;工业厂房,仓库和商业建筑发生火灾坍塌的比例较高;民用建筑多发生局部坍塌;发生坍塌的建筑一般存在设计和施工不规范以及防火设施不合格等情况.     

建筑钢结构中钢构件的防火性能与抗火设计研究

首先有针对性地对当前国内外建筑钢结构中钢构件的防火性能与抗火设计研究背景做了较系统分析,接着,通过有限元程序,对当前应用非常广泛的半刚接门式刚架建筑在火灾高温下的受力性能进行了整体结构非线性分析。计算结果表明：随着温度的升高,钢构件节点的刚度不断下降,当节点的刚度下降到不能约束与其连接的梁柱构件时,结构将发生突然坍塌性...     

火灾引发超高层建筑非连续倒塌模拟研究

为了解超高层建筑发生火灾后变形特征及失稳后的非连续坍塌过程,掌握引起变形和坍塌的原因,将三维颗粒流软件(PFC3D)作为模拟平台,设置核心筒-框架结构的超高层建筑火灾区域,并模拟坍塌过程。在考虑钢筋和混凝土共同作用结果的基础上,提出火灾区域中构件属性设置方法及模拟步骤。分析得到造成建筑结构摆动的3种原因,一是火区位置不同导致上部结构对火区的压力不同,二是火区位置不同导致结构受到的约束不同,三是受热膨胀性使构件产生不同程度变形。结果表明:燃烧温度为500℃,3 h后建筑发生摆动,表现出对火区位置和燃烧时间敏感的特征。1 000℃下1 h内,建筑物首先发生破坏的是梁构件,然后是承重柱。即建筑一旦进入结构破坏阶段,坍塌将是迅速且不可逆的。     

飞机撞击引起爆炸-火灾后建筑坍塌过程模拟

为了解飞机撞击超高层建筑后致使建筑坍塌或倾倒过程,基于颗粒流理论进行了该过程模拟,包括飞机撞击、油箱爆炸、火灾和建筑坍塌过程。模拟分4个阶段:初始至撞击、撞击至油箱爆炸、爆炸至火灾、建筑坍塌至结束。引入了颗粒流爆炸模型和考虑钢混等效结构的火灾模型。分别在建筑高程250 m和100 m处实施了撞击模拟。结果表明,不同的撞击高度所造成的建筑破坏效果和过程有同有异。共同点是飞机的撞击并不是建筑破坏的直接原因。飞机油箱爆炸破坏了外围框架,也造成核心筒结构的损伤,因此爆炸是建筑破坏的起因。不同点是250 m撞击时爆炸引起的火灾加速了上部建筑的倾倒,但最终撞击处下部建筑结构仍完整,这个过程时间较长。100 m时火灾几乎未起到任何助力坍塌的作用,建筑便已经开始不可逆的坐塌过程,该过程时间较短。     

法院受理衡阳11·3火灾案

2003年11月3日凌晨,衡州大厦发生火灾并在消防员扑救过程中倒塌,造成15名消防官兵受伤,20名消防官兵牺牲。 火灾事故发生后,专家鉴定组作出了权威鉴定结论,认为衡州大厦的业主、施工及设计方违反有关法规,严重降低了工程质量标准,大大降低了其抗灾害能力。火灾是坍塌的外部诱因,而建筑物在设计和施工方面的严重工程质量隐患,则是造成大面积坍塌的内因。     

火灾和防火减灾研究计划

美国国家标准与技术研究院(NIST)实施了一项"火灾和防火减灾研究计划"。为此计划,NIST成立了专门的团队,针对发生过的导致人员死亡或表现出对生命有重大威胁的火灾和消防失效事件,对所涉及的建筑物和基础设施的消防性能、火灾应急救援和人员疏散预案进行评估和鉴定。查尔斯顿市建筑物火灾中坍塌2007年6月18日夜,南卡罗来纳州查尔斯顿市历史区附近的一家家具店的展厅和库房发生火灾。大火以极快的速度从展厅的后部席卷至展厅的前部,然后蔓延至东、西双侧展厅,随后发生了大楼坍塌,造成9名查尔斯顿消防队的队员牺牲。次日,NIST即派遣了消防专家到灾害现场进行勘察,以从技术方面找出火势得以迅速扩大的原因。通过计算机建模技术,NIST对火灾发生的事件顺序进行了最大还原度的模拟,然后和火灾应急反应时间轴进行比对。基于这次研究,NIST技术研究团队在建筑强化和人员安全方面提出了11项建议,促使全国各地采用并严格遵守目前已实施的典型建筑和消防安全规范。     

中国古建筑防火保护探讨

分析我国古建筑的结构特点及其发生火灾的原因,给出部分古建筑火灾的实例,提出我国古建筑防火保护策略的评价方法。针对我国古建筑主要是木结构和木石结构的建筑特点,笔者提出:采用防火涂料或/和阻燃液对古建筑中的木结构进行防火保护,以延缓或阻止火势的蔓延,为施救和人员逃生赢得时间;而采用厚型无机防火涂料或隧道防火涂料来保护古建筑的石结构,可以避免火灾时因石结构强度的破坏而导致建筑物坍塌。     

海外新闻

<正>大多数消防员救火负伤事故源自建筑火灾美国消防管理局(USFA)最新的火灾报告显示,2015—2017年,平均每年发生2.6万起消防员救火负伤事故,其中87%由建筑火灾导致。另据美国消防事故上报系统数据,这3年内,建筑火灾事故率为1000起火灾中发生11.2起受伤事故,非建筑火灾的事故率为1.0起。消防员在建     

基于我国群死群伤火灾统计的火灾形势和特点分析

根据2002年至2010年我国群死群伤火灾的统计数据,分析了群死群伤火灾的总体形势、时空分布以及发生场所和起火原因的影响,得到了群死群伤火灾的发展趋势及其发生的规律和特点。结果表明,群死群伤火灾总体呈波动下降趋势,受经济因素影响明显;在发生时段上,年初和年末高于年中,晚上高于白天;在发生场所上,居住建筑发生的起数和死亡人数最多;在火灾原因上,电气火灾和用火不慎远远高于其他原因。     

钢结构工业厂房火灾风险管理探讨

钢结构厂房在工业企业中应用广泛,但由于其耐火能力差,近年来发生了多起钢结构厂房在火灾中倒塌导致多人伤亡的事故。从钢结构建筑防火设计和防火管理的角度出发,分析了影响钢结构厂房抗火灾能力的主要因素,发现变更使用条件是导致钢结构建筑消防能力不足的重要原因。建议钢结构建筑管理方改变管理模式,实施主动地火灾风险管理,并不断提升专业水平以满足特性火灾风险管理的需求。另外,将企业风险管理方法引入火灾风险管理中,提出实施火灾风险管理的流程,并就管理操作中的重点内容进行分析,希望对钢结构火灾风险管理的系统分析和具体实施提供帮助。     

热-力耦合作用对建筑结构火灾安全的影响

结构火灾安全可以避免建筑物在火灾中坍塌.火灾热环境影响建筑结构的响应,传统的标准火灾环境有一定的局限性,不能完全适用于若干真实火灾场景.因此有必要开展真实火灾环境下建筑结构的热-力响应特性研究,发展有效的工程工具来设计经济安全的结构.近来,性能化的结构火灾安全设计评估方法和相应技术发展迅速,该文给出一种综合考虑热-力耦合作用的结构火灾安全设计评估方法及相应流程.首先通过建筑和燃料特性来预测可能的火灾热环境特性,然后再分析构件和结构的热响应和力学响应特性来判定结构是否会失效,以及可以降低热和力影响的预防失效措施.该文通过案例分析将该方法应用于某中庭钢结构屋顶的防火保护,得到经济合理的防火涂层设计,满足有关防火规范的安全等价要求.     

某大型商场性能化防火设计评估

利用FDS、Pathfinder软件对某大型商业建筑防火安全性能进行评估,实测火灾荷载数据,探究发生火灾情况下,能否满足人员安全疏散的要求。评估发现,大型商业建筑在采用一系列消防安全措施后,在消防设施正常工作情况下,疏散宽度可在现行规范规定基础上作适当放宽。     

有机硅工厂火灾安全评价研究

针对有机硅工厂的水解单元、缩合单元、过滤单元、成品仓库、原料罐区,以美国道化学公司的火灾、爆炸危险指数评价法,定量地对潜在火灾、爆炸和反应危险性进行评价,得到在没有采用任何安全措施的情况下,水解单元、缩合单元、成品仓库单元和原料罐区单元的危险等级均为“较轻”,过滤单元的危险等级为“最轻”。利用CFAST软件对成品仓库所在建筑进行20min火灾发生过程的模拟,确定了设定参数下成品仓库无开口部位时在310～1090s之间、有开口部位时在340～400s之间均会对人造成直接烧伤或吸入热气体的伤害。得出当火灾发生后,非救援人员需在310s之前离开成品仓库才能保证安全。     

高层建筑地下室消防安全性能的分析与评估

以建筑性能化消防安全设计理论与方法为基础,以建筑物性能化规范标准为原则,以某高层建筑的地下室工程为例,对其超出高层建筑防火设计规范的地下室油罐和制冷机房安全通道等对整体建筑消防安全有重大影响的防火设计部分进行消防安全性能的分析与评估,同时给出地下室消防性能评估步骤与流程。结果表明,该地下室工程所采用的防火防爆与正常使用等措施,可对建筑物与人员提供可靠的消防安全保障。该地下室工程的消防安全设计可以供其他相关工程借鉴参考。     

楼房火灾的安全灭火时限分析与施救对策

在楼房建筑物火灾灭火时 ,常由于火燃造成建筑材料强度失效导致整体坍塌 ,给施救工作带来很大的威胁。强调了在灭火过程的始终 ,应不断进行高温状态下建筑材料强度的失效判定 ,评估出安全的灭火时限和调整施救对策 ,有利于从根本上预防楼房坍塌意外事故的发生。定义了火灾高温状态下建筑材料危险应力点上的可靠度 ,提出依据火灾现场因素和数据 ,用数值模拟方法分析建筑材料强度失效随时间的变化过程 ,确定安全的灭火时限。给出了以火灾施救为主线的并适时考虑构件强度分析和安全时限判定交叉平行作业的多阶段施救对策框架 ,建立了楼房火灾施救安全支持系统结构。     

不同吊顶材料对燃烧室内和狭长走廊中烟气危害性的影响

选取建筑用材中几种常用的吊顶材料,研究火源以及火势迁移等因素对狭长走廊中烟气危害性的影响.试验在小尺寸实验台上进行,研究了采用不同吊顶材料时燃烧室和走廊中烟气的体积分数峰值、峰宽时间及到达峰值的时间,揭示了烟气的危害程度.试验表明,不同吊顶材料对火灾中烟气的危害性有明显影响.复合板吊顶材料能够显著增加烟气体积分数峰值并缩短到达峰值的时间,其烟气体积分数峰值约为单纯钢板吊顶情况下的两倍.PVC吊顶材料在同样火灾载荷下的塌落倾向最明显.     

基于FDS+EVAC的某高校学生宿舍楼火灾疏散能力研究

针对高校学生宿舍火灾事故频发、人员疏散难的问题,选取某高校南区的一栋标准宿舍楼作为研究对象,根据实际情况,利用FDS+EVAC软件建立几何模型,设置火灾场景及疏散相关参数,模拟宿舍发生火灾时火灾的发生发展过程,以及人员在火灾情景下的疏散行为;对软件模拟结果进行分析研究,得出可用安全疏散时间和必需安全疏散时间,将这2个时间进行对比判断,评价该宿舍楼的安全性能不达标;对比现行的标准规范,认为该宿舍楼不符合安全标准规范的要求,必须采取合理有效措施增加可用安全疏散时间或降低必需安全疏散时间;最后,通过FDS+EVAC模拟结果对比,结合宿舍楼的实际情况,给出合理的整改建议。研究成果可为高校学生宿舍楼的火灾安全性能分析和改进,提供参考和借鉴。     

超高层住宅楼的内天井尺寸对自然排烟影响的数值模拟研究

火灾时超高层住宅楼的内天井会形成"烟囱效应",烟气可能通过面向内天井的开启窗户进入四周住宅。利用FDS数值模拟的方法研究火源位置、火源功率和内天井的高度、长度对超高层住宅楼内天井自然排烟的影响。研究结果表明:火源位于内天井四周某住宅时,若住宅内喷淋系统有效,内天井四周其它住宅不会达到危险状态。火源位于内天井底部时,4.0MW的火灾可能会使内天井四周其它住宅受到火灾烟气影响,达到危险状态,此时内天井四周其它住宅到达危险时间与内天井高度满足二次增长函数,到达危险时间随高度的增加趋于稳定。内天井长度d存在临界值,d≤10m时到达危险时间与内天井长度满足二次增长函数;d10m时到达危险时间接近稳定值。