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1、第10章 自然灾害事故及处理简介,工程事故分析与工程安全 教学课件,10.1 火灾事故,第10章 自然灾害事故及处理简介,1.火灾概述,火与人类生活和生产密不可分，火的利用是人类文明过程中的重大标志之一，但一旦失控则酿成灾害。世界多种灾害中发生最频繁、影响面最广的首属火灾。“火灾”是指在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。在各种灾害中，火灾是较普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。火给人类带来文明进步、光明和温暖。人类使用火的历史与同火灾做斗争的历史是相伴相生的，人们在用火的同时，不断总结火灾发生的规律，尽可能地减少火灾及其对人类造成的危害。对于火灾，在我国古代，人们就总结出“防为上
2、，救次之，戒为下”的经验。随着社会的不断发展，在社会财富日益增多的同时，导致发生火灾的危险性也在增多，火灾的危害性也越来越大。,10.1 火灾事故,据联合国“世界火灾统计中心(WFSC)”的不完全统计，全球每年发生600万700万起火灾，全球每年死于火灾的人数有6.5万7.5万人。据统计，20世纪70年代我国火灾年平均损失不到2.5亿元，80年代火灾年平均损失不到3.2亿元。进入90年代，特别是近几年来，统计数据表明我国每年发生火灾20多万起，死亡人数为20004000，受伤人数为30005000，每年火灾造成的直接财产损失上升到年均十几亿元，尤其是造成几十人、几百人死亡的特大恶性火灾时有发生
3、，给国家和人民群众的生命财产造成了巨大的损失。严峻的现实证明，火灾是当今世界上多发性灾害中发生频率较高的一种灾害，也是时空跨度最大的一种灾害。,1.火灾概述,10.1 火灾事故,2 火灾害的种类,1) 高层建筑火灾国家标准高层民用建筑防火设计规范(GB 500452005)规定：高层民用建筑是指10层及10层以上的居住建筑；建筑高度超过24m，且层数为10层及10层以上的其他民用建筑。国内外许多高层建筑的火灾经验教训告诉人们，在高层建筑设计中，防火设计十分重要，如果缺乏考虑和考虑不周，一旦发生火灾，将会带来巨大的损失。由此可见，根据高层建筑防火设计的实践和经验，在高层建筑中贯彻防火要求，保护人
4、身和财产的安全，是必不可少的。在防火条件相同的条件下，高层建筑比低层建筑火灾危害性大，而且发生火灾后容易造成重大的损失和伤亡，其火灾特点主要有火势蔓延的途径多、速度快，安全疏散比较困难，高层建筑功能复杂、隐患多，人员伤亡损失惨重。,10.1 火灾事故,2 火灾害的种类,2) 公共场所的火灾随着经济和社会的发展，大跨度、大空间建筑将大量增加，这些建筑主要集中在大型商场、展览场馆、会议中心等使用功能复杂、人员密集的场所，并采用大量易燃可燃材料进行装修。一旦发生火灾，由于空气流动快，供氧充分，极易形成立体燃烧，很难进行扑救，致使短时间内烧掉整个建筑。近年来国内外发生多起此类型火灾，造成大量人员伤亡和
5、巨大财产损失。1993年，江西南昌市万寿宫商城火灾直接财产损失586万元；1996年，韩国汉城某商场火灾死亡502人，辽宁沈阳商业城火灾直接财产损失3509万元；2002年，山东德州百货大楼在火灾中化为灰烬，直接财产损失近亿元；2009年，北京中央电视台新台址北配楼发生火灾，火灾损失为6亿7亿元。,10.1 火灾事故,3) 地下空间和隧道的火灾随着经济的发展、城市规模的扩大和功能的完善，处于地面以下的建筑日益增多，地下车库、隧道、人防工程的兴起，虽然节约了用地，扩大了城市空间，增强了现代城市的立体感，但是地下建筑内部结构复杂，通道弯曲，一旦发生火灾，扑救和疏散困难，会造成重大的人员伤亡和财产损
6、失。,2 火灾害的种类,10.2 地震灾害事故,2 地震引起建筑破坏的主要因素,2.1自然因素 (1) 强震作用力。强震作用力可以直接导致房屋倒塌损毁，其不仅发生在平原地区，还发生在山区。“5.12”大地震前的汶川是一个山川秀美的旅游风景区，震后的汶川遭受强震作用力，造成建筑物倒塌、山川变貌、滑坡等。汶川地震中一些建筑物未遭受山体滑坡、崩塌、泥石流的影响，建(构)筑物地基也未产生液化、震陷，但是却有明显的地震力破坏规律，即呈现出整体倒塌、部分整体倒塌或局部倒塌加严重破坏、未整体倒塌但严重破坏或局部倒塌加严重破坏、未整体倒塌但有破坏甚至严重破坏4种破坏状态。,2.1自然因素 (2) 地震引起的地
7、质灾害如下。 山体滑坡。山体滑坡次生灾害破坏规律在山区县镇非常典型和普遍。“5.12”汶川地震的震中在汶川，重灾区却在北川。除了强震作用力外，大面积山体滑坡的次生灾害给北川县城带来了毁灭性破坏：新城区将近1/4被埋没、破坏，老县城近1/3被埋没。山体滑坡还会形成堰塞湖，这些都会造成更加严重的灾情。 泥石流。汶川地震发生在山区，加上震后的降雨造成了多处泥石流，其影响范围和灾害程度十分突出。,10.2 地震灾害事故,2 地震引起建筑破坏的主要因素,10.2 地震灾害事故,2 地震引起建筑破坏的主要因素,2.2 人为因素(1) 建筑物平面布置不规则。不规则且具有明显薄弱部位的建筑物，地震时扭转作用对
8、其薄弱部位(底层角柱)造成严重破坏，导致整栋楼被破坏，因此，不规则的建筑结构应按要求进行水平地震作用计算和内力调整，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。(2) 建筑物整体性差。大量非结构构件(如填充墙、围护墙)破坏严重。建筑物中梁无拉结或拉结不够，多孔空心砖大量劈裂导致拉结筋失效等原因造成墙体大量开裂，预制板之间连接很差，这些都导致房屋的整体性变差，从而倒塌伤人。,10.2 地震灾害事故,2 地震引起建筑破坏的主要因素,2.2 人为因素 (3) 抗震缝宽度不够。在汶川地震中，相当比例的抗震缝宽度不足50mm，有些建筑物由于施工误差甚至连接在一起，导致两侧房屋碰撞破坏。 (4) 未按建筑抗震设
9、计规范进行正规设计。凡是按建筑抗震设计规范进行正规设计，且施工质量有保障的房屋，在高烈度地区大部分建筑只是了开裂而不倒塌，在低烈度地区大部分建筑震害较轻，而没有按抗震设计规范进行正规设计的很多建筑物都遭受了一定程度的破坏，甚至是整体倒塌。 (5) 框架结构中维护墙和隔墙布置不合理。上下楼层的墙体数量相差较大，导致上刚下柔，采用普通砖、空心砖的砌体填充墙尤其明显。填充墙不到柱顶，形成短柱剪切破坏。 (6) 没有按设计要求施工。部分建筑施工质量未达标，导致在地震中严重破坏甚至倒塌。,3 震害处理措施,10.2 地震灾害事故,3.1地质灾害的处理措施对于危险地段，对地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地
10、裂、泥石流等以及发震断裂带上可能发生地表错位的部位，强调“严禁建造甲、乙类的建筑，不应建造丙类的建筑”。 建造于条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石和强风化岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段的建筑结构，地震作用应乘以增大系数1.11.6。该增大系数的取值与突出地形的高度、平均坡降角度以及建筑场地至台地边缘的距离有关。 山区建筑的地基基础要设置符合抗震要求的边坡工程，并避开土质和强风化岩石的边缘。,3 震害处理措施,10.2 地震灾害事故,3.2对不规则建筑物的改造措施抗震设计规范明确规定，不规则的建筑结构应按要求进行水平地震作用计算和内力调整，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。该规范进
11、一步强调了建筑方案符合抗震概念设计对于结构抗震安全的重要性，并规定对于不规则的建筑方案应按规定采取加强措施，对于特别不规则的建筑方案应进行专门研究和论证，采取特别的加强措施。,3.3对框架结构的改造措施汶川地震的少数框架结构房屋倒塌，其主要原因是围护墙和隔墙布置得不合理，可能导致结构形成了刚度和承载力突变的薄弱部位。因此“围护墙和隔墙应考虑对结构抗震的不利影响，避免不合理的设置而导致主体结构的破坏”，设计时应当予以注意。 高层建筑不应采用单跨框架结构。实践证明，采用了单跨悬挑走廊形式的混凝土框架结构的建筑在地震中倒塌了很多，而在走廊的外侧设置框架柱的则损坏轻微。,3 震害处理措施,10.2 地
12、震灾害事故,3 震害处理措施,10.2 地震灾害事故,3.4 对独立砖柱的改造措施独立砖柱对于抗震非常不利，尤其是支撑大跨度的楼面梁的砖柱更加危险。在汶川地震中，大部分以独立砖柱作为竖向支撑构件的建筑物损毁十分严重。建筑抗震设计规范(GB 500112010)规定将7.3.6条目作为强制性规定，即楼、屋盖的钢筋混凝土梁或者屋架应与墙、柱(包括构造柱)或者圈梁可靠连接，梁与砖柱的连接不应削弱柱截面，各层独立砖柱顶部应在两个方向均有可靠连接，并且特别规定，79度时不得采用独立砖柱，跨度不小于6m的支撑构件应采用组合砌体等加强措施，并满足承载力要求。其中的“组合砌体等”意味着在支撑部位仅仅设置构造柱
13、是不够的，还需要进行沿楼面大梁平面内、平面外的静力和抗震承载力验算。,3 震害处理措施,10.2 地震灾害事故,3.5 对产生鞭梢效应的建筑的改造措施突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等突出部分的地震作用效应，宜乘以增大系数3，此增大部分不应往下传递，但与该突出部分相连的构件应予以计入；采用振型分解法时，突出屋面部分可作为质点直接参与计算。 3.6 对短柱剪切破坏的处理措施混凝土柱因填充墙等非结构构件砌筑不当，受到约束而形成短柱。短柱对抗震非常不利，在地震中易发生剪切破坏。因此规定填充墙在平面和竖向的布置宜均匀对称，避免形成薄弱层或短柱。而且在施工时应当先砌墙再浇筑柱子，避免因填充墙砌筑不当而形成
14、短柱。,3 震害处理措施,10.2 地震灾害事故,3.7 对楼梯间的改造历次地震中，作为逃生通道的楼梯间破坏得都非常严重。原因是砌体结构的楼梯间整体性不足，地震中楼梯间的墙体破坏甚至倒塌造成楼梯段的支座失效，从而导致整个楼梯间的破坏。在钢筋混凝土框架结构中，由于支撑效应使楼梯板承受较大的轴向力，地震时楼梯段处于交替拉弯和压弯的受力状态，当楼梯段的拉应力达到或者超过混凝土的极限抗拉承载力时就会发生受拉破坏。楼梯间的平台梁在地震时受到上下梯段的剪力作用，产生剪切、扭转破坏。另外，有些楼梯钢筋采用冷轧扭钢筋，延性不够，在地震作用下导致钢筋脆断。,3 震害处理措施,10.2 地震灾害事故,3.8 对整
15、体性差的房屋的改造措施汶川地震中很多房屋倒塌的一个主要原因就是整体性差，所以提高房屋的整体性是非常有必要的。其应满足如下规定。(1) 要求生土房屋相邻墙体之间应采用简单的拉接材料相互连接，以提高墙体的整体性。(2) 木柱房屋的围护墙应与木柱可靠拉结，并提高土坯等围护墙的构造要求，以避免土坯倒塌伤人。(3) 对村镇石砌体房屋的高度和层数应予以严格控制。(4) 要求砌体墙应采取措施减少对主体结构的不利影响，并应按规定设置拉结筋、水平系梁、圈梁、构造柱等与主体结构进行可靠拉结，同时要求应能适应主体结构不同方向的层间位移。,10.3 洪水灾害事故,1 洪水概述,在我国许多自然灾害中，洪水灾害较最主要的
16、自然灾害之一。在各种自然灾难中，洪水造成死亡的人口占全部因自然灾难死亡人口的75，经济损失占到40。中国内地东临太平洋，面临世界最大的台风源，西部为世界地势最高的青藏高原，地势西高东低、陆海大气环流系统相互作用，降雨时空分布不均，因此洪涝海洋灾害随时会发生。加上我国13亿多人口对食品的巨大需求，迫使人们对自然进行索取，产生毁林开荒、乱采乱挖、过度放牧等一系列破坏生态行为，导致生态失衡、环境恶化，加剧了水旱灾害发生的可能性。同时，中国正处在工业化的中后期，大规模的工业污染降低了生态系统的稳定性，尤其是水污染加剧了水灾害的发生。,10.3 洪水灾害事故,1 洪水概述,洪水大都是由于连续降雨，河流排水不畅造成的。由于水文气象的不利组合(如气旋、台风、地形等)在一定的范围内，出现历时长、强度大的大暴雨，从而形成地面径流。如果流域内的地面坡降大，又缺少植被，土层又薄，支流汇入时间集中，则将使地面径流的绝大部分以较快的速度向主河流汇集，在河道中形成很大的洪水。我国大部分地区河流是由于连降暴雨或久雨不晴而形成洪水的。在这些地区，一般是春、夏降雨较多。当河流汇集了大量的水流时，往往形成洪水进入洪水季节；而秋、冬降雨较少，河流的来水也较少，就进入枯水季节。我国东北和西北地区的河流也有因融雪而形成洪水的。,
