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911纪念日,钢结构和木结构在火灾中都是如何表现的

发布日期:04-08 14:40 来源:深圳春山小雨木屋 查看次数:51

   简单来说,无论是钢结构还是木结构,火灾过后都会报废。但是钢结构在温度达到500摄氏度之后,材料的强度会迅速下降为原来的三分之一,结构会迅速垮塌造成生命危险,典型例子就是911事件中双子大楼因为飞机携带的大量燃油燃烧,导致钢材强度下降进而彻底垮塌。

   然而在木材受热分解急速放出可燃气体时,氧气在木材表面碳化层的扩散受到阻碍,因而燃烧通常是在离木材表面一定距离处进行的。由于木碳层传热性能较差,故当木材表面形成碳化层后,对木碳层下面的木材与其外面的气相燃烧起到了一定的隔离作用,这不仅延缓了内层的木材达到热解温度,而且也降低了热分解速度,导致分解出的可燃气体透过碳化层参加外表面与空气混合的燃烧速度减慢,当然,木材深层的碳化速度亦随之减慢。

   木结构虽然容易被点燃,但是点燃后会形成碳化层,这层碳化层会减缓木材的燃烧向结构内部蔓延,就像铝材的氧化铝层防止金属锈蚀一样,可以给人员更多的逃生时间。另一方面,土木结构对于安全考量不仅是哪一种材料更耐操,还有一点就是结构在发生险情时有没有发生明显的现象提供预警时间。

   例如建筑规范中禁止超筋混凝土的使用,不是因为超筋混凝土的强度不足(事实上同尺寸的超筋混凝土抗弯能力强于适筋混凝土),而是因为它在达到强度极限后发生的是脆性破坏,在无明显变形的情况下一下子失去所有强度。而适筋混凝土破坏时因为钢筋的屈服会发生较大的形变和裂缝再发生破坏,因此规范中才用适筋混凝土而非超筋。在防火问题上同理,钢材在火灾中的破坏是一定温度后材料性能的急剧变化,是一种突然发生的破坏,而木结构在火灾中是材料逐步碳化失去强度,是有效尺寸的变化,前者更具有突然性。

   木结构主要采用规格材和木基结构板材建造,墙体、楼屋盖的结构体系类似箱型结构,其防火设计主要通过在结构构件外部覆耐火材料,例如防火石膏板等,以达到增加构件耐火极限及阻挡火焰和高温气体传播的作用。


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