消防员和建筑:不燃建筑倒塌底漆

在萨尔瓦多安科纳

最近,我参观了纽约东法明代尔的一处倒塌地点,那里有一座II型(非可燃)建筑,以前曾被大火烧毁,现在已是一片废墟。非可燃建筑的主要危险是由于它们暴露在自然环境中和由于它们的构造而倒塌。它们通常是非常坚固的建筑,但当受到火灾袭击时,它们很容易妥协。它们的存在是有目的的,无论是存储、居住空间、仓库还是其他商业手段。重要的是如何使用它们;这与他们将如何失败直接相关。像照片中描述的那些具有重大火灾负荷和无保护结构元素的建筑是全球妥协或倒塌的完美组合。

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火灾条件下的结构倒塌

II型(不燃型)建筑使用石头、砖或砖石外壳,屋顶和/或地板系统采用无保护的钢结构构件。不要被你可能看到的被动或动态防火装置所动摇。通常你会看到部分柱子部分用水泥保护,在桁架阁楼和公共区域内的洒水系统,等等。这些都很好,但在发生火灾的情况下,消防员不应该对它们感到安慰。第二类最好的例子是大卖场:沃尔玛、家得宝、当地仓库和分销商、现代工厂等等。水泥砌块墙和钢桁架系统是这些建筑中常见的构件。

举个例子,这个130×100商用住宅,它有两个居住者:一个是光扩散器制造商,另一个是橱柜制造商(记住这两个)。结构为II型(不燃),混凝土砌块承重墙和砖饰面façade与混凝土砌体桁架连接(也要记住这一点)。屋顶由钢筋搁栅、石膏板、刨花板、泡沫保温材料和薄膜构成。火灾发生在大约14:30。在20分钟内,情况恶化,结构的多个区域发生了倒塌,先是屋顶受损,然后墙体受损。但是是什么导致了这种加速的崩溃呢?几件事:

1.占用很重要!记得我说过要记住住户的业务类型吗?第一个是照明扩散器制造商。你知道光扩散器是什么吗?在任何商业建筑内向上看,你都会看到一个嵌入式商业荧光灯灯具;覆盖荧光灯的塑料是漫射器。事实上,任何瞄准光线的光覆盖都是漫射器。它们通常由不同类型的塑料制成,主要是丙烯酸。我们知道塑料和聚合物材料在更高的温度下燃烧,所以想象一下制造商的火灾负荷。 The other occupancy was a kitchen cabinet maker, which contained gross amounts of lumber, stains, etc. Based simply on the type of tenants within the occupancy, firefighters should automatically anticipate a dangerous fire load.

2.无保护的元素暴露在快速积聚的热量、火灾和过度的重量是崩溃的前兆。根据所见,屋顶的泡沫保温材料熔化得很快;什么也没有留下。这也增加了火灾负荷。这是一个问题,因为纤维素泡沫绝缘材料融化并滴到建筑未受火灾影响的区域,造成整个建筑的局部火灾。

坍塌后的砖石桁架。
(1)坍塌后的砖石桁架。这些是铺设在砂浆连接单板和砌块墙。在坍塌过程中,这可能会导致两堵墙同时倒塌。

3.砌体桁架:这些轻规格的管状钢丝形成小桁架,并铺设在混凝土块和砖立面之间的砂浆中。这通常有助于同时倒塌两堵墙,而不是一次倒塌一堵。当被加热时,它们经常仅仅传播façade的坍缩,就像在这次坍缩中看到的那样。(图1)。

承重混凝土砌块和砌体饰面墙
(2)混凝土砌块和砌体贴面墙构件破坏后的倒塌。消防队员在坍塌区观察中保持警惕。

4.破坏了整个建筑的桁架系统。仅仅因为你没有看到钢桁架弯曲或扭曲并不意味着它没有发生。在这种情况下,很明显桁架在钢铁推出墙壁之前很久就失效了。24英寸深的钢筋托梁桁架的末端位于混凝土砌块墙的顶部,当它们扩大时,承重墙会以90°的角度坍塌。(图2、3)。

钢筋托梁桁架破坏
当钢筋托梁桁架失效时,它们把墙推了出去,掉进了仓库,把部分屋顶也拉倒了。

在这次倒塌中我们注意到的是钢筋托梁桁架在连接点或面板点失效了。据观察,连接钢管腹板端部的焊缝有许多处失效。而且,网络在和弦之前就失败了。在顶部/底部和弦和网络之间没有冗余。在严重的火灾荷载下,蜘蛛网像椒盐卷饼一样扭曲(图4)。大部分(如果不是全部的话)泡沫屋顶隔热层和膜被熔化了,只发现了部分玻璃纤维甲板。

桁架网络失败
(4)倒塌调查得到了桁架腹板破坏的观测结果,在火灾和高温条件下,桁架腹板容易扭曲。

东法明代尔(纽约)消防部门在多次对该建筑做出反应后,能够迅速识别出故障的迹象和显著的火灾负荷,并没有让成员进入坍塌区域或屋顶操作。如果事故指挥官这么做了,成员们无疑会失去生命。再多的屋顶通风也无法为室内消防提供任何条件。188金博网网址多少成员们发现了砖墙的裂缝和结构构件的潜在故障,并将所有这些信息传递给事故指挥官。警长最终意识到徒手操作是徒劳的,大楼本身也受到了损害,于是把他的队员们拉了回来。消防队员能够从安全的地方看到建筑物几乎从四面八方倒塌。(图5)。

每一类建筑都有其明显的危害。无论是III型建筑的空旷空间,IV型建筑的开阔可燃性,还是II型建筑的坍塌危险,我们遇到的每一个直立结构都给消防队员带来了不同的具体挑战。优秀的消防员与伟大的消防员的区别在于,他们有能力识别这些共同特征,然后利用之前获得的知识,配合响亮、猛烈的火灾袭击进行工作。建筑建设教育不是怕一个2×4。相反,使用头盔下的所有工具,无论它是什么颜色,来评估建筑物及其相关风险,同时监测任何可能受损的结构的进展。

萨尔安科纳萨尔瓦多安科纳是拿骚县(纽约)消防学院的副消防教官;西福德(纽约)消防部门的成员;贝尔莫(纽约)消防部门的前队长和训练官;和纽约皇后区的急救主管他拥有拿索社区学院的消防科学学士学位,并在约翰·杰伊刑事司法学院(John Jay College of Criminal Justice)攻读应急服务管理本科课程。安科纳是Facebook上的建筑页面“布兰尼根之子”并获得2019年FDIC国际霍尼韦尔杜邦奖学金。

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