火灾后结构检测鉴定

火灾后结构检测鉴定（精选7篇）

火灾后结构检测鉴定 篇1

摘要：针对某商住楼构件火灾的现象, 介绍了火灾后房屋安全鉴定的程序和内容, 结合GB 50292-1999民用建筑可靠性鉴定标准和JGJ 125-99危险房屋鉴定标准, 进行了房屋结构损坏综合评定。

关键词：构件火灾,现场勘查,安全鉴定

房屋火灾后损伤程度分为四级:一级为轻度损伤, 只是表面装饰部分遭受损坏, 或表面损伤轻微, 结构基本完好;二级为中度损伤, 损伤深度达到混凝土保护层, 使保护层部分剥落, 但受拉主筋未受损伤, 构件整体性好, 变形不超过规范规定值;三级为严重损伤, 混凝土保护层大片剥落、主筋外露, 粘结力破坏, 构件明显变形;四级为严重破坏, 混凝土构件表面大面积损伤剥落、严重开裂, 结构变形很大, 构件遭到严重破坏, 已成为危险构件。

1 房屋概述

某商住楼为底框—砖混结构, 平面布置如下所述:1层为钢筋混凝土底层框架结构, 作为商业门面及仓库用房。2层～6层为住宅。楼板均采用混凝土现浇楼板, 住宅砌体采用MU15砖和M10砂浆砌筑, 底层框架混凝土强度为C30。该商住楼2002年6月竣工, 使用中将底层作为搁置废旧轮胎的仓库。

2 火灾原因

2010年6月29日中午一只烟头将商住楼引燃, 火灾始于该楼底层前部, 烟头引燃门外一个编织袋, 进而引燃院内门面房里堆积的数百个废旧轮胎, 火势迅速蔓延至整栋楼房, 并将部分玻璃和铝合金窗熔化, 大火持续燃烧4.5 h才被扑灭, 虽无人员伤亡, 但20多家住户受到影响, 造成重大财产损失。为了尽快确定商住楼过火后是否还能安全使用, 需对火灾后的主体结构进行检测鉴定。

3 火灾后房屋安全鉴定

3.1 现场勘查

因燃烧发生在底层, 故第二层的楼面梁、板和底层的柱损伤十分明显。柱上抹灰层普遍炸裂、脱落, 部分柱的混凝土保护层出现龟裂, 个别柱烧伤程度达到30 mm～50 mm。第二层梁底保护层普遍烧酥, 梁底部位损伤最为严重, 梁侧面烧酥程度较底部轻, 但出现大面积龟裂和裂缝, 剥开表层发现, 少数裂缝深入梁核心混凝土。个别梁烧伤十分严重, 其刚度明显降低。第二层顶楼板普遍完好。底层顶楼板的板底混凝土普遍烧酥、大面积脱落, 大部分空心板孔洞外露, 空心板的预应力钢筋也出现大面积外露、松弛现象, 使空心板丧失了承载能力。

从过火范围来看, 第二层顶楼板几乎无损伤, 底层柱由下而上损伤逐步加重, 底层梁比第二层柱严重, 第二层现浇板比该楼层楼面梁严重, 梁柱的棱角部位比平面部位严重, 梁柱自表面向里损伤逐渐减轻。其主要原因是不同构件接触火苗的部位不同、受火面大小不同和构件自身的薄厚不同所致。第二层楼板的损伤比框架梁柱损伤严重, 主要原因是火灾时钢筋混凝土空心板直接承受火荷载, 而且板的厚度比较小, 其钢筋混凝土保护层也比较小, 所以钢筋混凝土楼板是火灾中最薄弱的环节。火灾时, 钢筋混凝土楼板中钢筋受高温作用而强度降低, 钢筋与混凝土之间的粘结力完全失效, 从而使板的截面抵抗矩降低, 板的刚度下降, 挠度增加, 裂缝增多, 进而导致板的完全破坏。

对商住楼住宅部分各层墙体检查时发现, 第二层和第三层因火灾而引起的裂缝较多, 尤其是第二层更明显, 大多数裂缝都贯穿墙体两面。最大裂缝达2.0 mm, 裂缝走势和分布无规律可循, 但水平向裂缝很少, 门窗洞口一般均出现裂缝。由于外墙被直接从第二层窜出的火苗烧烤, 其变形较内墙较快且大, 裂缝也比内墙多。第四层墙体裂缝只有个别大于0.5 mm。随着楼层的增加, 温度影响越来越小, 墙体裂缝也逐渐减少。

3.2 结构受损与分析

按照CECS 03∶2007钻芯法检测混凝土强度技术规程的要求, 取与梁柱混凝土浇筑方向垂直的方向, 钻取混凝土芯样, 经过加工, 剔除芯样烧伤部分后, 试压发现:框架梁的混凝土立方抗压强度为21 MPa～22.8 MPa, 框架柱的混凝土立方抗压强度为22.7 MPa～34.5 MPa, 两者均不能达到原设计的安全度。

JGJ T23-2001回弹法检测混凝土抗压强度技术规程明确规定了回弹法不适用于火灾后混凝土的测强。这是因为遭受火灾后的混凝土不符合混凝土质量内外一致的前提。但是, 遭受火灾混凝土表面的硬度能够反映出其遭受火灾损伤的程度。利用回弹法对于火灾后损伤混凝土抗压强度进行检测, 必须先找出回弹法测强修正系数, 采用回弹规程的方法及测强曲线得出火灾后混凝土抗压强度, 再用回弹法测强修正系数进行修正。现场使用HT225全自动数字回弹仪, 得到以下数值:底层左边柱回弹值10组47, 46, 46, 40, 44, 41, 44, 42, 46, 45;底层右边柱回弹值10组50, 47, 45, 46, 45, 42, 45, 41, 41, 46。

结论:底层左、右边混凝土柱回弹平均值分别为44.1和44.8, 而原底层框架混凝土强度仅为C30, 故火灾后的混凝土柱强度基本满足原设计承载力要求。

3.3 房屋结构损坏综合评定

根据初始调查、现场检测和结构构件抗力验算的结果, 对结构构件的受损程度进行综合评定为房屋火灾后损伤程度三级 (C级局部危房) 。进行房屋安全分析后, 确定对该房屋1层～2层进行加固处理;3层～6层中修。

4 结语

实践证明, 火灾后房屋结构的可靠性评定应在全面调查、检测、验算后, 考虑各部分结构构件的关联程度, 依据GB 50292-1999民用建筑可靠性鉴定标准和JGJ 125-99危险房屋鉴定标准, 经综合分析论证做出科学的结论。

参考文献

[1]张凤维, 任翠青.火灾作用下空间桁架结构响应分析[J].山西建筑, 2010, 36 (7) :45-46.

火灾后结构检测鉴定 篇2

某商铺建于2007年,该房屋主体为底框结构,结构层共6层,底层框架层高为4.50 m,原设计作为门面使用,2～6层为标准层,层高为2.80 m,标准层为住宅楼。该建筑一楼部分商铺于2010年2月起火,起火原因为线路着火。由于着火区域内部分构件有损伤现象,为了解该建筑火灾后的质量状况,确定其能否继续使用,根据委托进行了相关检测。

2 现场检测结果

2.1 火灾后现场调查及结构构件现状评定

现场对火灾后受损情况进行调查,具体情况如下:

柱由于火灾的原因,局部区域粉刷层易脱落,烟灰局部烧光,无火灾裂纹,无露筋现象,但角部表面混凝土敲击易碎,见图1。

梁由于火灾的原因被熏黑,局部区域粉刷层易脱落,烟灰局部烧光,无明显露筋现象,但在着火点附近的主梁出现裂纹,碳化严重,表面混凝土有烧失现象,见图2。

着火点附近板受损较为严重,其中部分粉刷层脱落,混凝土被灼烧爆裂,钢筋外露,板底混凝土呈浅灰白色,局部保护层混凝土脱落,板底筋部分暴露,受损较严重,见图3。

根据现场调查情况,依据《火灾后建筑结构鉴定标准》(CECS252:2009)条文6.2.1、6.2.2、6.2.3对受火区域内的混凝土构件火灾灾害详细情况以及构件初步鉴定见表1。其中状态Ⅰ表示正常或基本正常,轻微或未直接遭受烧灼作用,结构材料及结构性能未受影响;状态Ⅱ表示轻度烧灼,但未对结构材料及性能产生明显影响,尚不影响结构安全及正常使用,应采取耐久性或外观修复措施;状态Ⅲ表示中度烧灼尚未破坏,显著影响结构材料或结构性能,明显变形或开裂,对结构安全性或正常使用性产生不利影响,应采取加固或局部更换措施;状态Ⅳ表示结构构件严重烧灼损坏,变形损坏或开裂损坏,构件承载能力丧失或大部丧失。

2.2 混凝土强度检测

采用混凝土回弹仪对混凝土构件强度进行了现场抽样检测,同时采用酚酞酒精滴定法对相应区域混凝土表面碳化深度进行了测定(总碳化深度约为10～20 mm,火灾后混凝土构件的碳化深度应扣除普通碳化深度),并依据《火灾后建筑结构鉴定标准》(CECS252:2009)对过火后的混凝土强度进行了评定,该结构混凝土的强度推定值见表2(其中根据构件受火温度、火灾后混凝土构件的碳化深度考虑了有粉刷层、喷水冷却时的回弹修正系数)。从回弹检测结果可知,混凝土抗压强度的火灾后强度认定值低于设计强度等级。根据混凝土芯样法检测火灾后混凝土强度,其抗压强度基本与火灾后混凝土强度认定值相当。

2.3 火灾最高温度分布推定

根据各构件遭受火灾后混凝土颜色、结构内部混凝土烧伤程度、损伤深度及梁板结构烧伤程度的相关性,以及通过现场检测各梁板范围火场残留物的烧损、融化、变形和烧伤程度,综合分析得出了受火区域的温度推定值,本次火灾最高温度为500～600℃。各柱网间最高温度分布推定见图4。

3 房屋结构承载能力复核

根据现场调查的火灾情况、现场残留物、构件外观(颜色)与烧损层厚度,来推定上述推定温度下的混凝土抗压强度及混凝土与钢筋粘结强度在受火冷却后的大致折减系数(《火灾后建筑结构鉴定标准》(CECS252:2009)附录H、附录J、附录K),如表3所示。

混凝土梁、柱的承载力计算结果见表4、表5,计算结果表明,部分混凝土构件承载力不满足规范要求。

4 加固处理方案

由于受火区域部分结构构件不同程度受损,部分主体结构不满足规范承载力要求,应采取加固措施尽快对房屋进行加固处理。

先对有裂缝的混凝土构件进行裂缝灌浆修复,然后对33～38×C～G受损严重的区域混凝土构件采用高性能复合砂浆钢筋网或者粘贴碳纤维进行加固,其它混凝土构件把原来的砂浆抹灰凿掉,重新抹水泥砂浆。

5 结语

建筑物遭受火灾后,除查明起火原因外,还必须对建筑物的受损程度进行详细检查。根据现场情况和理论公式综合准确地推算火灾特性和温度场非常重要,在此基础上可以根据目前现行和即将发行的火灾检测鉴定规范、标准计算火灾对结构构件的影响参数,分析构件承载力、刚度的削弱程度以及对构件和结构安全性能的影响。

摘要：结合检测鉴定规范和相关专业知识,对某商铺火灾后的建筑物受损程度进行了详细分析,分析判断了现场火灾特征和温度场的分布特征,对结构受损程度做出正确评估,进行了构件的残余承载力计算,并提出了建筑物的修复加固方案,保证结构的安全。

关键词：火灾,检测,残余承载力,加固

参考文献

[1] GB/T 50344-2004,建筑结构检测技术标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2004

[2] GB 50204-2002,混凝土结构工程施工质量验收规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002

[3] CECS252:2009,火灾后建筑结构鉴定标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2009

火灾后结构检测鉴定 篇3

关键词：钢筋混凝土,耐火建筑构件,温度场,可燃性

火灾是工业厂房中最容易发生也是危害最大的灾害之一。火灾后应对结构构件的损伤范围和程度进行调查与分析, 以便确定其继续使用的安全性和可靠性, 为下一步的修复加固提供技术依据。

笔者通过对某年产量240万t的大型煤矿排仓结构火灾后的检测与评定, 确定了不同受火部位构件的损伤程度, 并依据现场火灾残留物外观调查与理论计算推定了火场温度, 划分了结构的火灾分区, 对严重受损的构件建立了温度分布曲线, 为进一步的安全性评估和加固处理提供了准确的技术依据。

1 工程概况

某大型煤矿排仓储运系统设计6个火车仓、两个汽车仓。火车装车仓设置有配仓皮带室 (标高41.2 m) 、分煤器、配电室 (标高44.8 m) 、装卸室 (标高49.0 m) , 全部为钢筋混凝土结构, 整个结构在火灾前还没有投产使用。2008年1月26日18时40分, 职工发现地面煤仓上部出现火情, 现场情况是:煤仓顶部标高44.8 m转载皮带机头、标高41.2 m配仓皮带走廊起火, 燃烧碎块落入3#-4#仓内, 点燃内部高分子聚丙乙烯防磨内衬, 并落到标高+10.0 m装载平台并继续燃烧。由于火势较大, 且借助风势发展较快。20时20分, 标高41.2、44.8 m皮带火慢慢自行熄灭。21时, 标高10.0 m平台明火也熄灭。火灾过程未做喷水处理。整个煤仓外景见图1所示, 煤仓结构分布见图2所示。

2 火灾后的检测鉴定内容

2.1 过火范围调查

该排仓的起火点是标高44.8 m的装载皮带走廊。火势向水平和竖直两个方向发展, 水平方向燃烧碎块引燃标高41.2 m的3#-4#火车仓运载皮带走廊的传送橡胶皮带;竖直方向燃烧碎块落入3#-4#仓内, 引起内部高分子聚丙乙烯防磨内衬着火, 火灾历时2.5 h。主要可燃物是传送橡胶皮带和高分子聚丙乙烯内衬。经过调查该结构的过火范围是标高41.2 m的3#-4#火车仓皮带走廊和3#-4#火车仓内部仓壁 (图2阴影部分) , 过火面积约为2 768.7 m2。

2.2 检测结果

火灾后的检测重点是结构混凝土的烧伤深度、剩余强度、钢筋受火后的力学性能等。

2.2.1 混凝土烧伤深度检测

对构件的损伤深度以开凿直接观测和钻芯法相结合进行。开凿法主要以构件表面开凿后滴入酒精酚酞试液来判断烧伤深度, 钻芯法以钻取芯样后判定烧伤深度。根据调查结果, 3#-4#火车仓内壁与上部皮带走廊烧伤严重, 按照3#-4#火车仓结构标高位置进行烧伤检测, 具体结果见表1。

2.2.2 混凝土强度检测

根据检测方案, 常规的回弹法对烧伤的混凝土检测已不适用, 因此采用钻芯法进行检测, 依据CECS 03∶88钻芯法检测混凝土强度技术规程进行, 对3#-4#火车仓仓壁以及其上部标高44.8 m的传送皮带走廊的梁取芯检测强度, 检测结果代表火灾后现龄期混凝土强度值, 具体结果见表2。

2.2.3 钢筋力学性能检测

从受火的构件中随机截取部分钢筋进行物理力学性能试验, 试验抽取钢筋为HRB335的受力钢筋, 试验钢筋物理力学性能指标为钢筋屈服强度、极限强度和伸长率。从试验结果看出, 部分钢筋受火后强度降低到原强度的85%～95%, 结果见表3。

3 构件损伤等级评定与温度场分析

3.1 火灾温度判定

火车煤仓发生火灾后, 煤仓构件的受损伤程度主要取决于火场温度高低和持续时间的长短。火灾的温度判定根据检测方案按下面两种方法进行。

(1) 根据燃烧时间判定火灾温度。

火灾事故中的燃烧机理一般有以下规律:火灾的燃烧过程分三个阶段, 火灾成长期、火灾旺盛期、火灾衰减熄灭期。整个火灾的时间—温度过程可用ISO834火灾时间—温度标准曲线描述, 见式 (1) 。

T=345×lg (8t+1) +T0 (1)

式中:T为标准温度, ℃;T0为环境温度, ℃;t为火灾持续时间, min。

根据现场勘查结果, 火灾持续时间为150 min, 火灾时环境温度为0 ℃, 代入ISO834火灾时间—温度标准曲线可以求得火场最高温度为1 062 ℃。

(2) 根据混凝土构件表面颜色判定火灾温度。

通过对3#-4#火车仓仓壁的外观勘查可知, 仓壁标高14.0～26.3 m, 混凝土颜色为粉红到铁锈红色, 温度在300～600 ℃;标高26.3～37.5 m, 混凝土颜色为浅黄到土黄色, 温度在600～900 ℃;标高37.5～44.8 m, 混凝土颜色为土黄到灰白色, 温度在900～1 000 ℃。

3.2 构件损伤等级评定

对该煤仓火灾后构件受损程度进行正确的评估是将来修复加固的基础。根据煤仓特有结构形式和火灾发生的特殊方式, 再依据混凝土的检测强度、表面混凝土的爆裂情况、颜色、裂缝深度和宽度等, 将3#-4#火车仓煤仓混凝土构件受损程度沿竖向划分轻度受损、中度受损、严重受损和危险构件。图3显示了具体的划分范围和位置。

(1) 轻度受损。

该区从10 m平台到煤仓漏斗底部标高14 m位置, 为上部燃烧碎块落到平台后燃烧所致, 该范围混凝土构件温度低于300 ℃, 表面大面积被熏黑, 清扫后发现构件混凝土颜色基本无变化, 钢筋保护层完好, 无漏筋、空洞现象。与未受火的区域相比无大的差别。

(2) 中度受损。

从煤仓漏斗底部标高14 m到标高26.3 m处为高分子聚丙乙烯防磨内衬附着区, 也是煤仓内部可燃物燃烧区域, 根据《火灾后混凝土构件评定标准》 (DBJ08-219-96) , 高分子材料燃点为350 ℃。因此, 确定该区域混凝土构件的温度在300～600 ℃。混凝土表面颜色由粉红到铁锈红色, 部分地方有空鼓、龟裂现象, 用小锤敲击, 可打落钢筋保护层。构件表面有部分爆裂现象, 深度在15～25 mm。

(3) 严重受损。

由于火车煤仓的结构形式, 发生火灾时产生典型的烟囱效应, 下部高分子可燃物燃烧, 火焰和热量向上发展, 上部燃烧的外焰区域受损比下部更加严重。煤仓标高26.3～37.5 m区域是燃烧火焰的外焰部分, 温度很高, 该区域混凝土构件温度在600～900 ℃。混凝土构件表面颜色由浅黄到土黄色, 大面积爆裂剥落, 裂缝走向混乱, 且纵向、横向都有。钢筋和混凝土之间粘结力严重受损, 漏筋严重。用小锤敲击混凝土表面, 声音发闷, 并伴有混凝土粉碎和崩落现象。

(4) 危险构件。

该区位于煤仓顶部标高37.5～44.8 m, 由于煤仓内部燃烧热量全部通过该区散发, 受损严重;煤仓上部被皮带仓走廊的梁板覆盖, 热量散发不及时, 长时间在此处滞留, 更加重了混凝土构件的受损程度。该区域混凝土表面温度达到900 ℃以上, 构件受到根本性破坏, 钢筋保护层严重剥落, 大面积爆裂深度在40 mm以上, 裂缝宽度在3～6 mm, 锤击声音发哑, 局部混凝土塌落。

3.3 危险构件温度场分析

为了将来进一步对混凝土结构构件进行抗火分析 (包括高温承载力、构件耐火极限和灾后结构整体承载力分析) , 首先要确定与火灾温度—时间曲线相应的构件瞬态温度场, 作为进一步分析的技术依据。因此, 拟对该结构的危险构件挑选出有代表性的部位, 进行瞬态温度场分析。

(1) 仓壁温度场。

3#-4#火车煤仓直径15 m, 壁厚300 mm, 煤仓属于轴对称结构, 选取四周环向30 mm宽度作温度场分析结构。根据火灾调查和计算可知, 煤仓仓壁内部的最高温度为1 062 ℃, 而室外环境

温度为0 ℃左右, 经过计算可以得出沿壁厚方向的瞬态温度场分布, 煤仓沿仓壁厚度方向的温度场以曲线表示, 如图4所示。

(2) 皮带仓走廊板温度场。

位于标高41.2 m的3#-4#火车煤仓皮带仓走廊下的轨道板, 板厚120 mm, 是承受正常生产时设备和原煤的主要受力构件, 也是火灾后受损严重的危险构件。鉴于该板处于单面受火状态, 经计算可得出延烧时间在30～150 min的截面温度分布曲线, 这些曲线形象地显示了轨道板截面一维瞬态温度场的变化规律, 见图5所示。

(3) 皮带仓走廊梁温度场。

3#-4#火车煤仓皮带仓走廊的梁处于火场热量扩散的顶端, 属于三面受火状态, 损伤严重, 对标高 41.2 m的皮带仓走廊承重梁挑选300 mm×500 mm典型截面进行温度场分析。经计算, 三面受火且延烧时间为150 min的300 mm×500 mm梁构件截面等温曲线, 见图6所示。

4 结 论

(1) 通过对煤仓火灾后受火区域的检测确定了煤仓结构混凝土的剩余强度, 以及钢筋火灾后的主要力学性能指标。

(2) 根据煤仓结构的特殊形式以及火灾发生的方式, 按照煤仓标高位置划分了构件的火灾受损分区, 并进行了损伤等级评定。

(3) 对受损严重的区域, 挑选出典型的受力构件进行温度场分析, 为将来进一步对混凝土结构构件进行抗火分析 (包括高温承载力、构件耐火极限和灾后结构整体承载力分析) 提供依据。

参考文献

[1]过镇海, 时旭东.钢筋混凝土的高温性能及其计算[M].北京:清华大学出版社, 2002.

[2]陆洲导, 朱伯龙.混凝土结构火灾后检测方法研究[J].工业建筑, 1995, 25 (12) :37-41.

火灾后建筑物的检测鉴定 篇4

某建筑物为六层框架结构, 建于20世纪90年代, 建筑面积约2760m2, 楼板为预制钢筋混凝土板。该建筑物首层为生产车间, 二层至五层为库房。2007年6月25日晚18:00左右, 该建筑物首层由于工人操作不当引发火灾, 火灾对该建筑物首层主体结构造成不同程度的损伤, 为了给建筑物的后续使用提供可靠依据, 对火灾后建筑物的安全性进行检测鉴定。

2 现场情况调查

经过现场调查, 该楼首层原为展销大厅, 失火前为加工车间。火灾发生于2007年6月25日晚18:00左右, 火灾发生后, 出动消防车到现场以喷水方式灭火, 火灾持续约4小时左右。首层内部所放棉织品及装修材料、吊顶等全部被烧毁, 首层墙面不同程度被高温烟气熏烤熏黑, 建筑物部分外墙瓷砖被灼烧脱落、熏黑, 水暖管道弯曲变形, 内装修烧毁, 电线管路破坏, 电梯损坏。

3 建筑物检测鉴定

3.1 混凝土构件过火情况调查

根据现场调查, 首层混凝土构件按照火灾后构件损伤程度不同, 大致将受灾部分构件分成严重损伤区、中度损伤区、轻度损伤区三个区域。

严重损伤区:该区域内混凝土构件颜色为浅黄色, 部分梁、柱角部混凝土酥裂、脱落, 钢筋裸露。首层预制板底部分混凝土严重酥裂、脱落, 钢筋裸露。根据《火灾后混凝土构件评定标准》DBJ08-219-96判断, 该区域内燃烧温度约为450℃-800℃。

中度损伤区:该区域混凝土构件均存在不同程度的裂缝, 少数混凝土梁底有通长裂缝存在, 部分构件混凝土保护层脱落, 根据《火灾后混凝土构件评定标准》DBJ08-219-96判断, 该区域内燃烧温度300℃～450℃。

轻度损伤区:该区域混凝土构件颜色为黑色, 表面存在细微裂缝, 混凝土保护层无脱落, 根据《火灾后混凝土构件评定标准》DBJ 08-219-96判断, 该区域内燃烧温度<300℃。

3.2 混凝土构件强度检测

火灾时混凝土柱、梁表面温度迅速升高, 在灭火过程中, 框架柱、梁表面温度骤降, 造成部分框架柱、梁表面混凝土出现酥裂、脱落, 因此不适于采用回弹法检测混凝土柱、梁混凝土强度。依据《钻芯法检测混凝土强度技术规程》CECS03:2007, 采用钻芯法对该建筑物首层混凝土构件过火后混凝土强度进行检测, 现场随机抽取芯样15组。芯样切除烧伤区域, 通过试验, 构件混凝土强度最低值为17.5MPa, 最大值34.9MPa, 混凝土强度检测结果离散型较大。

3.3 结构构件的截面尺寸及钢筋配置检测

现场随机抽取12个混凝土构件, 经过对钢筋混凝土柱、梁截面尺寸进行复核, 原构件尺寸符合设计要求;利用喜利德钢筋测定仪, 通过无损检测与剔凿检测结合对构件钢筋型号、规格、数量进行检测, 结果表明其钢筋配置满足设计要求。

3.4 受损构件钢筋力学性能检测

火灾造成首层框架柱、混凝土梁混凝土剥落, 钢筋严重外露.为了解火灾对构件钢筋性能的影响, 检测过程中对框架柱、梁部分钢筋进行了取样, 对钢筋进行力学性能试验, 试验结果表明钢筋的伸长率及冷弯试验指标满足规范要求, 钢筋屈服强度相比钢筋设计值有所降低, 受损严重的构件, 钢筋屈服强度损失最大达12%。

3.5 预制板检测

该建筑物楼板采用预制混凝土楼板, 火灾时预制楼板升温较快, 主筋为低碳冷拔钢丝, 冷加工中所提高的钢筋抗拉强度, 随着温度的升高而逐渐减少, 产生了应力损失, 同时烧伤导致混凝土板底碳化深度增大, 钢筋和混凝土的粘结力降低。现场部分预制板出现混凝土爆裂、脱落, 楼板出现裂缝和变形, 已严重影响了预制楼板的承载力及耐久性。

3.6 构件变形、构件表面损伤深度检测

检测过程中, 对首层严重损伤区的混凝土框架梁进行了变形测量, 为了消除施工偏差影响, 对火灾最严重部位混凝土梁与火灾影响较小部位混凝土梁的挠度进行比较分析, 结果表明受灾严重部位的混凝土梁挠度满足规范规定的挠度限值。对受损较严重部位的柱、梁的损伤深度进行检测, 一方面通过构件上钻取的小芯样中表面与内部混凝土的颜色及外观差异进行判断, 另一方面敲掉构件表面的疏松层至质地坚硬处, 采用角磨机去掉疏松层后的构件表面进行打磨处理至正常混凝土颜色, 量取构件的损伤深度。经检测, 混凝土梁表面最大深度为50mm, 框架柱表面最大损伤深度为55mm, 均超过钢筋保护层厚度。

3.7 承载力验算及鉴定分析

由于火灾造成构件混凝土强度降低, 钢筋抗拉强度损失, 部分构件混凝土表面损伤造成截面损失, 因此造成部分构件甚至整体结构的承载能力降低。为了分析火灾对整个上部结构的影响程度, 根据本次火灾中构件的实际损伤状况、构件剩余混凝土强度、构件钢筋配置及钢筋性能检测结果, 按照国家现行有关规范, 采用中国建筑科学研究院开发的“PKPM”结构设计软件对该建筑物上部结构承载力按照受火灾前和受火灾后分别进行复核验算, 以判定结构承载力受损后的下降程度, 为后续的加固处理提供可靠的依据。在对受损后的结构验算中, 首层混凝土强度按照C20进行计算, 另外根据受灾部位钢筋检验结果, 虽然钢筋的伸长率及冷弯试验等力学性能仍满足有关规范要求, 但是钢筋屈服强度相比钢筋设计值有所降低, 受损严重的构件, 钢筋屈服强度损失最大达12%, 因此验算时钢筋强度按12%的损失考虑。此外, 首层混凝土构件尺寸按减去损伤厚度后考虑, 验算的其它参数与原设计和现行规范的要求相同。结构承载力验算结果表明, 受损后首层部分框架柱承载力不满足规范要求, 部分混凝土梁跨中受弯承载力不满足规范要求。

4 检测鉴定结论

通过对该建筑物首层构件的各项指标的检测, 并对受损后结构进行承载力验算, 该建筑物受损后部分构件承载力已不能满足现行规范的要求。由于目前还没有相应的国家标准规范, 在对结构构件的火灾损伤等级进行区分和界定时, 参照国家标准《民用建筑可靠性鉴定标准》 (GB50292—1999) 及地方标准《火灾后混凝土构件评定标准》 (DBJO8—219—96) 中对混凝土结构构件的有关规定, 将框架柱、混凝土梁按照受损后构件的承载力判定系数z值大小、裂缝、不适于继续承载变形等情况将其分为a、b、c、d四个等级。a级为完好, b级为轻度损伤, c级为受损较严重, d级为严重受损或危险构件。按照以上标准, 检测及结构承载力验算结果:该框架结构首层框架柱承载能力评定为c级, 首层混凝土梁承载能力评定为c级, 预制板按照不适于继续承载的变形评为d级。因此按照《民用建筑可靠性鉴定标准》 (GB50292—1999) 的有关规定, 该工程上部整体结构安全性评定为Csu级, 已不符合现行规范要求, 显著影响整体承载力, 应采取措施, 且可能有少数构件必须立即采取措施。

5 结语

通过对该建筑物火灾后的检测鉴定, 我们充分认识了火灾在导致建筑结构中混凝土强度及钢筋力学性能降低的同时, 还会使混凝土局部开裂, 使钢筋防锈能力下降, 钢筋与混凝土间的粘结力减小等等, 这些不利因素均给建筑结构的安全性及耐久性产生非常不利的影响。通过鉴定, 能可靠地对火灾后建筑物的整体性能作出评价, 这为火灾后该建筑物的加固处理提供了可靠的依据, 还对决策者果断处理灾后建筑物、尽快恢复其使用功能有重要意义, 同时, 大量工程实践积累起来的经验, 可以进一步促进国家相关火灾鉴定标准的制定实施。

摘要：以某建筑物火灾后检测鉴定为例, 介绍了框架结构建筑物火灾后结构检测鉴定的实用方法。通过对结构混凝土的强度、钢筋的力学性能、预应力空心板的结构性能检测鉴定, 为建筑物火灾后加固处理提供了可靠的依据。

关键词：火灾,混凝土构件,检测鉴定

参考文献

[1]《混凝土结构设计规范》GB50010-2002.

[2]《火灾后混凝土构件评定标准》DBJ08-219-96.

[3]《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50292-1999.

火灾后结构检测鉴定 篇5

关键词：火灾,RC结构,鉴定,加固,工作程序

0 引言

每年我国因火灾造成的直接经济损失达数十亿元人民币, 建筑物发生火灾后需尽快恢复建筑物的使用功能。CECS252-2009《火灾后建筑结构鉴定标准》[1]给出了基本的方法和要求。但是, 在实际火灾后结构鉴定与处理工程中, 存在一系列不规范行为:工作程序混乱、各阶段工作失联、缺乏科学性和系统性、工作粗糙等问题, 这就会造成火灾损伤工程处理的浪费或留下安全隐患。

1 火灾后钢筋砼结构损伤非均匀性

受火灾可燃物类型及分布特征、起火点位置和火灾持续时间、受火建筑物使用功能、RC结构形式以及材料性能等影响, 火灾造成建筑结构的损伤程度是不同的。特别是混凝土结构建筑物遭受火灾后, 其损伤的非均匀性与其它结构相比要严重得多。具体分析如下: (1) 在同一受火温度区域范围内构件的损伤存在不均性。在火灾后结构损伤检测过程中, 首先要根据结构外观上损伤程度进行整体分区 (基本未受损区域、一般受损区域、受损较重区域以及危险区域) 。但是由于火灾作用和构件耐火性能的不同, 同一区域内各构件火灾损伤有很大差别、造成了同一区域内各构件的火灾损伤的不均匀性。 (2) 砼结构构件上各部位的火灾损伤不均性。由于构件的受火面、过火程度以及构件各部位原有的损伤和缺陷不同, 火灾对构件的作用位置是随机的, 在同一构件上各部位的火灾损伤程度是不同的。对不同种类的受力构件, 损伤部位对其承载力的影响是有差别的。 (3) 砼构件同一截面上的损伤不均匀性。混凝土为热的不良导体, 火灾造成混凝土的损伤从表面向深层损伤逐渐减少, 另外, 由于爆裂和裂缝的存在, 也对截面内的损伤产生不均匀的影响[2,3]。

图1~4 反映了火灾后砼结构损伤的不均匀性。

2 火灾损伤结构鉴定加固程序

火灾后结构安全检测鉴定与加固设计施工是一项复杂的、带有经验性的工作, 与普遍检测结构相比有如下特殊要求: (1) 检测鉴定与加固设计施工的单位除具备相应资质外, 参与工作的各单位技术负责人或技术骨干应有相关的工作经验; (2) 审核专家应从当地或省市聘请有火灾后鉴定加固处理经验的技术专家组成。

火灾损伤安全鉴定与加固程序如图5 所示[4]。

3 火灾后结构检测鉴定内容分析

火灾后结构损伤安全鉴定需先进行详细的调查和检测, 根据调查和检测结果进行损伤分析和结构计算, 最后从安全性鉴定的角度给出鉴定评级结果。

3.1 详细调查及检测

(1) 详细调查及损伤检测。在初步调查的结果上进行详细调查和损伤检测, 给出如下成果: (1) 火灾前物品堆放示意图 (并标明残留物收集点位置) ; (2) 构件裂缝展开示意图 (标明长度、走向和最大宽度) ; (3) 构件爆裂、露筋、烧疏层厚度及砼颜色示意图; (4) 火灾温度分区平面图。

(2) 结构性能检测。 (1) 按温度区域分别进行砼、钢筋材料力学性能检测、给出检测结果; (2) 对结构变形进行检测, 分别进行整体变形和构件变形测量, 给出检测结果。

3.2 火灾后结构承载力计算

(1) 构件剩余承载力计算。在各温度区域内, 根据外观损伤、材料力学性能损伤以及变形情况对所有构件进行承载力验算 (计算过程和结果列入附录) 。然后针对每个温度区域的各构件剩余承载力归类划分为3 个等级, 取各损失最大值为代表值, 作为验算结果。

(2) 结构整体 (框架结构) 荷载效应计算。根据检测的截面损伤及变形情况, 在温度区域内处于严重损伤的部位选取框架进行灾后荷载效应计算[5], 分别给出各温度区域内结构整体的荷载效应计算结果 (计算过程列入鉴定报告附录中) 。

3.3 安全性鉴定评级

在调查检测、承载力分析结果基础上进行安全性鉴定评级。 (1) 对调查检测结果和承载力计算结果进行综合分析, 在原温度分区基础上重新划分火灾损伤区域 (未受损区、一般受损区、严重受损区和危险区) ; (2) 对各损伤区域内对除未受损区域内的所有承重构件, 按前面的检测及计算结果进行评级, 给出评级结果:一般受损区域内, 分为轻度受损构件和中度受损构件进行评级;严重受损区域内, 分为中度受损构件、严重受损构件和少量危险构件进行评级;危险区域内, 分为严重受损构件和危险构件进行评级。

4 火灾后结构损伤加固设计与施工分析

火灾后RC结构的损伤加固设计及施工应以检测鉴定报告和原设计施工图为依据。加固施工图完成后, 设计人员应对施工进行指导和根据现场情况进行设计变更。

4.1 加固设计

鉴于火灾后RC结构损伤的复杂性, 加固设计的深度与普通的结构设计有区别。在满足通常结构设计深度的基础上进一步要求如下: (1) 加固设计中对各类构件的表面损伤 (爆裂露筋, 表面疏松及裂缝等) 分别提出处理方法; (2) 对鉴定结果中需要加固的构件选择加固方法后应全数进行结构加固计算, 对加固计算结果进行分析后归类进行加固设计; (3) 在平法标注的基础上, 应给出各类加固构件的设计大样详图和相关节点详图。

4.2 加固施工

除满足通常工程施工的要求外, 对火灾后加固施工提出如下要求: (1) 施工的依据是加固设计施工图和检测鉴定报告。鉴于火灾后结构损伤的复杂性, 结构设计施工图不可能详尽到所有问题都能给出处理措施, 所以施工单位应根据检测鉴定报告和现场对比分析, 必要时提出深化处理方案报设计认可。这就要求施工单位项目部负责人或技术骨干具有火灾后加固处理的经验。若施工人员无经验, 即使有施工图和有检测鉴定报告, 也是不可能确保施工质量和安全的。 (2) 设计单位全程技术指导和把关。施工方案经正常审核程序审批后还应经设计单位认可;关键工序验收应有设计单位有经验设计人员参与;拆除处理等涉及安全的施工子目应提供专项施工方案, 烧疏层的凿除程度应在设计人员的指导下进行。

参考文献

[1]CECS252-2009, 火灾后建筑结构鉴定标准[S].

[2]李延和, 闵明保.火灾后建筑结构受损程度的诊断方法[J].南京建工学院学报, 1995 (13) :7-14.

[3]闵明保, 李延和.建筑物火灾后诊断与处理[M].南京:江苏科学技术出版社, 1994.

[4]李延和.建筑物火灾后鉴定与加固工作流程与管理方法[J].中国勘察设计, 2011 (2) :61-64.

[5]张颖.火灾后RC结构损伤精细化分析及评估方法改进的研究[D].南京:南京工业大学, 2015.

火灾后混凝土结构检测方法评述 篇6

关键词：混凝土,火灾温度,检测方法

近年来建筑火灾的发生日益频繁,给人类的生命和财产造成的损失也越来越大。在各类建筑结构中,钢筋混凝土结构占有很大比重。由于混凝土结构具有一定的耐火性,火灾后通常不会烧毁倒塌,但是混凝土和钢筋在经历高温作用后,其材料性能将发生严重恶化,强度值和弹性模量值锐减,变形猛增,构件和结构内部发生剧烈的内力重分布,从而使结构的性能大大削弱,因此,火灾后应及时对受损建筑进行科学、合理地损伤鉴定,并根据鉴定结果制定受损结构的合理修复加固方案,对确保火灾后修复加固结构的安全性、适用性和经济性具有十分重要的意义。

1火灾温度的判定

1.1 火灾温度的估算

火场的温度—时间关系可根据火荷载的密度、可燃物特性、受火墙体及楼盖的热传导特性、通风条件及灭火过程等按燃烧规律进行室内温度分析。这种方法虽然可以综合反映影响火灾过程和火灾温度的很多因素,但是确定这些影响因素十分困难,在实际应用中常常受到限制。

目前广泛应用的温度预测方法是采用ISO834标准升温曲线,其解析表达式为:

T=T0+345log(8t+1)。

其中,T为火灾开始后t min时室内温度;T0为常温,20 ℃;t为火灾时间,min。

实际上火灾区域内各分区的温度是不同的,在同一分区内,构件所处的位置不同,构件的不同表面其温度也有显著差异。因此,应在分析温度—时间的理论关系基础上,结合现场调查,对火灾进行温度分区,并分析构件所受温度。

1.2 火灾温度的实际判定方法

1)根据现场残留物判定火灾温度。

不同的材料,其变态温度、燃烧点各不相同。现场残留物判定是根据建筑物内材料的烧损情况判定建筑物内各部位的温度。文献[1]给出了各种材料的燃烧特性,根据各种物质的燃烧特性,可分析判断室内混凝土构件所受的温度情况。

2)根据构件外观判定火灾温度。

混凝土结构的外观在受到火灾高温作用后会发生一系列的变化,当温度不超过300 ℃时,混凝土表面仅看见黑烟;当温度在300 ℃～600 ℃时,混凝土表面会逐渐变色,由粉红色加深到铁锈红;当温度从600 ℃上升到700 ℃～800 ℃时,混凝土表面颜色逐渐泛黄,由浅黄色到土黄色;当温度超过800 ℃以后混凝土表面颜色开始由土黄色变到灰白。混凝土受到高温作用后,其表面会生成许多网状裂缝,特别是当混凝土达到临界温度580 ℃后,其表面会产生大量裂缝,并发生爆裂和露筋现象。因此,构件外观判定就是根据火灾后构件表面的颜色,开裂,脱落等外观特征分析判定火灾温度。

2混凝土损伤检测方法

2.1 锤击法

遭受火灾(高温)作用的混凝土,其锤击声音比普通混凝土沉闷,但是这种方法主要是检测人员依靠经验,受人为因素影响较大,同时其结果与检测人员所锤击的部位也有很大的联系,因此其结果只能作为一种参考。

2.2 小芯样检测法

取芯法是混凝土现场检测中公认的较精确的方法,其检测结果也是校核其他检测结果的基准。火灾后混凝土的受损厚度一般为25 mm～60 mm左右,需要检测的是位于受损层的平均强度,因而在火灾后混凝土的现场检测中,小芯样检测具有很大的实用价值。但是,从结构中取出的芯样往往是长短不齐,且平整度与垂直度往往也不满足要求,需要对从结构中取出的芯样进行加工打磨,这样就破坏了芯样受损层的完整性。对于受火灾影响严重的构件,其表面混凝土已脱落,或在钻取芯样的过程中脱落,也会对检测结果产生影响。

2.3 回弹法和超声回弹综合法

回弹法和超声回弹综合法是对一般建筑物普通混凝土抗压强度进行评定的方法,在我国混凝土工程中得到了广泛的应用,并且制定了相应的国家技术规程[2,3],建立了专用的测强曲线和计算公式,但是在规程中明确规定这两种方法不适用于火灾后混凝土抗压强度的判定。

文献[4]对硅质骨料和钙质骨料共计184个100 mm×100 mm×300 mm的混凝土棱柱体试件进行了试验研究,试件受火温度分别为100 ℃,300 ℃,500 ℃,700 ℃,900 ℃,为了使试件内外温度保持一致,试件受火时间设定为6 h,采用喷水冷却和自然冷却两种冷却方式将经历高温后的混凝土冷却至室温。根据试验结果建立了利用回弹法测定火灾后混凝土抗压强度的测强公式(式(1)和式(2))和利用超声回弹综合法判定火灾后混凝土强度的测强公式(式(3))。文献[5]对应用回弹超声法评定火灾(高温)后静置混凝土的抗压强度进行了试验研究,根据高温后混凝土的抗压强度与回弹值的关系和高温后混凝土抗压强度与超声波速的关系,得出了适合火灾(高温)后静置的混凝土专用测强公式。

硅质骨料:

f${}_{c{\rm T}}^c$=0.080×RmT1.64 (1)

钙质骨料:

f${}_{c{\rm T}}^c$=0.009×RmT2.24 (2)

f${}_{c{\rm T}}^c$=0.419×υmT0.41×RmT1.06 (3)

其中,f${}_{c{\rm T}}^c$为由同一试件的试验数据按回归方程计算出的混凝土强度值,MPa;RmT为同一试件的平均回弹值,MPa;υmT为混凝土中的超声波速平均值,km/s。

根据火灾后混凝土的专用测强曲线和计算公式,就可以运用回弹法和超声回弹法进行火灾损伤检测。

2.4 红外热像法

红外辐射是由原子或分子的振动或转动引起的,自然界中任何温度高于绝对零度的物体都能辐射红外线,一般材料的温度与红外辐射功率的关系为:

M=ε·σ·T4(0<ε<1)。

红外热像就是把来自目标的红外辐射转变成可见的热图像,通过直观的分析物体表面的温度分布,推定物体表面的结构状态和缺陷,并以此判断材料性质和受损情况的一种无损检测方法。混凝土材料在遭受高温作用或将发生一系列的物理化学变化,不同的受火温度、持续时间,将造成不同程度和深度的损失,导致混凝土的导热系数发生变化,从而引起材料热传导性能的变化,导致红外辐射随受损情况不同而各异,并形成不同特征的红外热图像。因此,通过分析火灾后混凝土的热图像特征,即可评定火灾后混凝土的受损情况。文献[6]根据试验结果建立了红外热像平均温升与混凝土受火温度及强度损失的检测模型,通过此模型可评估混凝土的损失程度,为火灾后建筑物的修复加固提供科学依据。

2.5 热分析方法

热分析方法是根据混凝土受热时发生一系列的不可逆物理、化学变化,通过对灾后材料再受热的表现特性来判定混凝土在火灾中所受的温度范围。热分析法分为差热分析法(DTA)、差示扫描法(DSC)和热重分析法(TGA)。差热分析(DTA)是在程序控制温度下,测量试样和参比物的温度差与温度关系的一种技术。这里的参比物是指在一定温度下不发生分解、相变破坏的物质。当试样发生了某种物理、化学变化时,所释放或吸收的热量使试样温度高于或低于参比物的温度,从而在相应的差热曲线上可得到放热峰或吸热峰。差示扫描法(DSC)与差热分析相似,只是在程序控制温度下,测量的是输入到被测物和对比物的功率与温度关系。热重分析法(TGA)是在程序控制温度下,测量物质重量与温度关系的一种技术。当试样发生了某种物理、化学变化时,由于物相变化,例如水分、CO2的释放和吸收,将导致试样的失重或增重,从而建立了试样重量变化与温度的关系。文献[7]运用DTA方法分析了火灾后结构混凝土的损伤深度,并用钻心法检测受检构件的混凝土强度,从而验证了DTA方法检测火灾后混凝土损伤深度的可靠性。

2.6 电化学分析法

混凝土结构物在遭受高温(火灾)作用时,水泥水化物会发生一系列相变,Ca(OH)2在450 ℃～500 ℃下会失水形成CaO,从而导致混凝土的中性化。当混凝土中性化深度抵达钢筋表面时,钢筋附近碱性降低,钢筋表面的钝化膜逐渐破坏,钢筋就会发生锈蚀。上述过程是一个电化学过程,因此通过检测钢筋锈蚀电势,钢筋锈蚀电流密度和混凝土电阻率等电化学检测参数,分析混凝土中性化程度和钢筋钝化膜状态,利用文献[8]提出的判定准则和辅助分析模型,可诊断和评估钢筋遭受的温度是否大于500 ℃,进而推定火灾对钢筋机械性能损伤的情况;同时,还可诊断和评估火灾后混凝土中性化的深度是否大于保护层厚度。

2.7 色谱分析法

色谱分析法是一种在色调值和所遭受的温度及受损深度之间建立关系,从而只需检测构件样本的色调值即可推知经历火灾的温度和受损深度的一种无损检测方法。

文献[9]分别用掺加了粉煤灰、高炉矿渣和无任何掺合料的三种混凝土做试验,试验结果表明,无论经历高温与否,混凝土的色调都集中在0～39,而40～255为0;两种状态混凝土的色调值在分布上有很大差异,受高温(350 ℃)混凝土的色调集中在10～19,20～29区间陡降,而未受损混凝土则相反;两种混凝土之间表现的这种差异受混凝土中某些矿物成分的影响不大。

但是文献[9]并没有排除骨料对试验结果的影响,因为在实际检测的样本中通常都含有骨料,所以以取砂浆为宜。另外,颜色分析法所用到的仪器及相关配套的工具和软件价格不菲,所以这种检测方法很难在我国推广普及。

3结语

以上介绍的几种火灾后结构遭受的火灾温度和混凝土强度损伤的几种检测方法,都有各自的特点和精度。在火灾后混凝土结构的实际检测工程中,应根据具体情况,采用两种或两种以上能相互弥补的检测方法相结合,以便做出科学的鉴定和评估,这也是火灾后混凝土检测技术发展的趋势。

参考文献

[1]CECS 252∶2009,火灾后建筑结构鉴定标准[S].

[2]CECS 02∶88,超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程[S].

[3]JGJ/T23-92,回弹法检测混凝土抗压强度技术规程[S].

[4]阎继红,胡云昌,林志伸.回弹法和超声回弹综合法判定高温后混凝土抗压强度的试验研究[J].工业建筑,2001,31(12):46-47.

[5]吕天启,赵国藩,林志伸,等.应用回弹超声方法评定火灾高温静置混凝土抗压强度的试验研究[J].混凝土,2002,154(8):21-23.

[6]杜秀红,张雄,韩继红.混凝土火灾损伤的红外热像检测与评估[J].同济大学学报,2002,30(9):1078-1082.

[7]韩继红,张雄.运用DTA方法分析火灾结果混凝土损伤深度[J].工程质量,2000(3):33-34.

[8]杜秀红,张雄.火灾混凝土钢筋损伤的电化学检测与评估[J].建筑材料学报,2006,9(6):660-665.

火灾后结构检测鉴定 篇7

1 接受委托

建设方为了解该建筑结构损伤情况, 特委托要求对该楼进行结构安全性鉴定。

2 工程情况调查

2.1 查阅工程设计文件和图纸:

该楼建筑面积为3280m2, 建筑总高度18.60m。结构形式为框架结构, 地上5层, 设计地震分组为第1组, 结构抗震设防烈度为6度, 抗震等级为三级。工程设计使用年限为50年, 地基基础设计等级为乙级, 建筑结构安全等级为2级。该楼主体结构完成于2007年3月10日。混凝土设计强度等级:3层及以下梁板柱为C30;4层及以上梁板柱为C25;构造柱为C20。梁、板、柱钢筋保护层厚度分别为25mm、15mm、30mm。

2.2 查阅工程主体结构施工验收资料

工程主体结构施工验收资料齐全, 施工质量符合国家验收标准要求。

2.3 现场勘察:

1-3层结构未受损。而该楼南侧4-5层楼梯间附近烧损严重, 4-5层部分钢筋混凝土梯面1-2cm已成酥糖状, 铝合金窗变形严重, 玻璃软化变形, 部分呈熔化状, 木质装修材料烧成木碳, 吊顶烧毁变形, 4、5层部分砖墙、梁、柱烧裂变酥, 楼面地砖碎裂变黄。根据可燃性燃烧特性及现场的已熔化物质, 可以推定火灾发生时现场环境温度最高达到1000℃上下。

3 制定检验鉴定方案

3.1 检验鉴定目的

对该楼过火部分进行现场结构实体检验与安全性鉴定, 以便对结构的现状作出客观的判断。

3.2 检验范围、内容及检验仪器

3.2.1 钢筋力学工艺性能 (过火楼板钢筋)

WE-10A万能试验机、游标卡尺、钢尺

3.2.2 钢筋保护层厚度 (过火的四层柱~屋面)

扫描法:DJGW-2型钢筋扫描仪

3.2.3 混凝土强度 (过火的四层柱~屋面)

(1) 回弹法:HT225W全自动数字回弹仪碳化深度检测仪

(2) 钻芯法:混凝土钻芯机YA-300A全自动压力试验机

4 现场检验及检验结果与分析

4.1 对过火部位钢材进行力学工艺性能检验

5层楼板混凝土因受高温煅烧, 致使混凝土楼板板底保护层剥落, 部分受力钢筋裸露在外。对5层楼板裸露在外的Q235直径10的光圆钢筋抽检4组进行力学工艺性能检验, 数据见表1。

(1) 表中 (1) 代表实测数据, 表中 (2) 代表按公称面积计算后得来的数据;

(2) GB/T701-97规定:屈服强度≥235Mpa, 抗拉强度≥410Mpa, 延伸率≥23%, 弯曲无裂纹。

由表1可知, 光圆钢筋尺寸偏差已不符合国家强制标准要求, 光圆钢筋屈服和抗拉强度按实测面积和公称面积计算均合格, 弯曲性能也合格, 但试件之间延伸率有较大差异, 其中第3、4组试件延伸率不合格。

4.2 钢筋保护层厚度检验

采用DJGW-2钢筋扫描仪对表面混凝土未脱落部分梁、板、柱分别进行钢筋保护层厚度检验, 总计抽检了160个点, 合格点为148点, 合格点率为92%, 符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》中结构实体检验评定的要求。

4.3 混凝土强度检验

为检验混凝土过火后实际强度, 对南侧楼梯间附近四层柱 (22-25轴) 、五层柱 (22-27轴) 、五层板 (22-27轴) 、屋面板 (22-27轴) 分别做了回弹、钻芯检验。

从回弹情况来看, 相同强度等级的构件因过火损伤程度不同有着显著的差异, 碳化深度一般为2mm, 严重过火处 (五层柱) 为4mm, 并有裂纹出现, 回弹值明显偏低, 由于过火造成混凝土内外质量不一致, 故回弹法不适合此种情况下检验混凝土强度。

从现场钻芯情况来看, 五层柱烧酥深达1-3cm, 其他过火构件也受到不同程度的损伤, 所检验构件强度换算值见表2。

由表2可知五层板和屋面板检验批混凝土强度只分别达到设计强度标准值的75%和69%, 五层柱检验批强度最低值为12.0MPa, 只达到设计强度标准值的48%, 部分混凝土剥落, 钢筋受高温煅烧已局部变形, 握裹力下降。楼板中部受力钢筋出现裸露和松动。

5 鉴定评级

通过对现场结构实体检验数据的分析和进行结构抗力验算, 根据《民用建筑可靠性鉴定标准》评定标准, 对其结构质量与安全性鉴定的结果如下:

(1) 1~3层结构安全性鉴定为AU级, 结构整体性质量鉴定为AU级, 对主体结构构件可不采取措施。

(2) 南侧楼梯间附近 (22-25轴) 四层框架柱安全性鉴定为CU级, 结构整体性质量鉴定为CU级, 框架柱应采取措施。

(3) 南侧楼梯间附近 (22-27轴) 五层框架柱、板及屋面板安全性鉴定为DU级, 结构整体性质量鉴定为DU级, 框架柱及混凝土板必须立即采取措施。

6 建议

(1) 建设方应请相关设计单位对南侧楼梯间附近 (22-25轴) 过火的四层混凝土框架柱提出加固方案, 并请有资质单位进行加固。

(2) 南侧楼梯间附近 (22-27轴) 过火的五层混凝土框架柱、板及屋面板结构质量安全不符合设计要求, 已严重影响结构及使用安全, 应予以拆除重建。

(3) 在加固和拆除重建期间, 做好安全组织工作, 防止意外事件发生。

7 结束语

民用建筑通用的检验鉴定程序和方法:现场勘察、取证是重点, 火灾起因、温度判断是关键, 结构实体检验和安全性鉴定是核心。对钢材的检验重点放在力学工艺性能上, 再者是钢筋保护层厚度的检验上。对混凝土强度检验应抽取代表性的部位, 采取适当的无损检验方法, 力求在对结构破坏性小的情况下达到数据可靠准确。一般推荐采用回弹法、超声法、后装拔出法, 必要时可采用少量非主要受力部位钻芯。对于该类工程事故的检验, 回弹法的检验数据仅用于对比参照, 不作为最终的推定结果。

参考文献

[1]《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002[2]《低碳钢热轧圆盘条》GB/T701-1997

[3]《钻芯法检测混凝土强度技术规程》CECS03:2007

[4]《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T23-2001

[5]《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50292-1999