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标题

某厂房火灾后结构可靠性鉴定与分析

范文

麦文杰

摘要：通过对厂房火灾后检测、鉴定的过程，探讨遭受火灾后房屋各个结构构件受损情况及火灾对房屋的影响。

关键词：厂房;火灾;结构可靠性;鉴定分析

1工程概况

广州市南沙区某厂房内车间大楼，據悉建于2000年后，框架结构五层，主体采用现浇钢筋混凝土柱、梁、板承重，180mm 厚砖墙围护，房屋总建筑面积约4600m2，主要作车间用途使用。该房屋原设计图已缺失，火灾发生前，该车间为正常使用中。在2018年4月25日下午4时左右该车间发生火灾，火灾持续时间约6小时，范围涉及到整栋建筑，且由于火势较猛造成建筑三层、四层的钢筋混凝土构件多处出现严重的保护层爆裂、剥落、钢筋变形等损坏现象。

2火灾温度场判定

由于现场残留物已清空，需通过现场结构构件表面特征判断该次火灾温度。

根据首层部分柱混凝土表面呈灰白色，混凝土大面积脱落，敲击声音发闷，有较多裂缝，初步估计该处位置温度在700℃～800℃左右;

根据四层部分梁混凝土表面呈浅黄色，敲击声较为声哑，露筋长度大于30%梁跨度，粗裂缝网，可初步判断该处位置温度在950℃左右;

根据五层部分板混凝土表面呈浅黄色，敲击声较为声哑，露筋面积大于30%板面积，粗裂缝网，混凝土脱落面积大于100cm2，可初步判断该处位置温度在950℃左右;

根据以上综合判断，本次房屋内火场最高温度为950℃左右。

3构件损伤情况

现场采用外观观察及锤击回声的方法对过火区域的钢筋混凝土柱、梁、板构件表面颜色、爆裂剥落、开裂、露筋、声音等情况进行了检查，并对火灾后各个构件的损坏情况进行初步判断，以下罗列个别：

3.1???? 首、三、四层柱有个别受损情况较为严重，其中混凝土表面有粗裂缝网，且柱角有混凝土保护层剥落现象，露筋长度大于20%柱高，通过上述现象初步鉴定该类框架柱属于中度烧灼，已显著影响结构材料性能。

3.2???? 二、四、五层普遍梁都有轻微到粗的裂缝网，均有发现混凝土保护层剥落或大面积脱落现象，露筋长度大于30%梁跨度，通过上述现象初步鉴定上述部分梁属于轻度烧灼到中度烧灼，对结构构件本身材料性能均有不同程度的影响，对构件的耐久性、安全性均产生不利影响。

3.3???? 二、三、四、五层大面积的楼板均有轻微到粗的裂缝网，均有发现混凝土保护层剥落或大面积脱落现象，部分楼板脱落面积大于100cm2，且裸露部分钢筋占板面积大约20%，通过上述现象初步鉴定上述部分楼板属于轻度烧灼到中度烧灼，对结构构件本身材料性能均有不同程度的影响，对构件的耐久性、安全性均产生不利影响。

4火灾后房屋构件材料性能检测

4.1???? 混凝土强度检测

混凝土在火灾的作用下，其内部的温度逐步升高，混凝土在升温的过程中内部结构出现了一系列的物理、化学反应，是混凝土在高温下逐步丧失强度或出现爆裂现象使承载能力下降，所以在火灾后混凝土剩余强度是一项重要的检测项目。本次采用钻芯法对过火的混凝土构件及未过火的混凝土构件进行检测。检测结果表明，过火较严重的四层、五层构件普遍低于《混凝土结构设计规范》的限值 C20要求。其余各层抽检的构件混凝土强度均能满足限值C20要求。

4.2???? 混凝土碳化深度检测

由于受到温度升高的影响，混凝土内部结构和组成材料就会发生变化。而碳化检测是根据材料中化学、物理变化所产生的影响而进行的。它是通过酚酞酒精喷射到混凝土表面并测量混凝土表面紫红色颜色区域的深度，并使用碳化尺测量其深度值的大小，通过深度值的大小结合现场受过火程度不同的混凝土构件的碳化深度进行对比，通过对比深度大小，推断构件受火温度。

检测结果表明，受火灾影响较大区域柱、梁构件的碳化深度较受火灾影响较小区域柱、梁构件的碳化深度值要大，部分严重过火构件的混凝土碳化深度值普遍超过构件的混凝土保护层厚度，抽检的钢筋混凝土柱碳化深度最大值达34mm，钢筋混凝土梁碳化深度最大值达31mm。通过数据可知，碳化深度远超混凝土保护层厚度的构件，在考虑承载力时，应该对该构件的有效截面进行折减。

比如本次厂房，过火较严重的钢筋混凝土柱构件，在考虑时有效截面尺寸按柱每侧面减少20mm、柱单边尺寸减少40mm 考虑;梁为受弯构件，并有剪、扭力的作用，梁受压区未有明显损坏，梁底、梁侧混凝土烧伤、强度降低对梁正截面承载力无明显影响，但对梁的抗剪、扭承载力有不利影响，故梁的高度方向有效截面尺寸不折减，梁的宽度方向有效截面尺寸按单面减少20mm、梁宽减少40mm 考虑;板为受弯构件，过火较严重的板底钢筋保护层大面积剥落、钢筋外露，板的有效截面高度按减小20mm 考虑; 因此表明本次火灾对部分结构构件的受力性能影响程度较大。

4.3???? 钢筋强度检测

现场抽取该房屋过火较严重的四层区域中钢筋混凝土梁、板构件各一个进行钢筋屈服强度、抗拉强度及拉伸率检测。检测结果表明，火灾后抽检的钢筋混凝土梁、板的钢筋性能无明显下降。结果如下表所示：

5火灾后房屋承载力及可靠性评级

根据上述检测结果及损伤情况，采用 PKPM 软件进行结构承载力符合（计算过程略），从计算结果中可知：火灾后该房屋框架柱的轴压比、钢筋混凝土柱、梁、板承载力均满足使用要求。但上部承重结构、围护结构的使用性为 C 级，故火灾后该房屋结构构件结构构件的可靠性等级评定为三级，不符合国家现行标准规范的可靠性要求，影响整体安全，在目标使用年限内明显影响整体正常使用，应采取措施，且可能有极少数构件必须立即采取措施。

6火灾后房屋处理建议

①对受火灾影响初步鉴定为轻度烧灼的钢筋混凝土柱、梁、板，剔除表层开裂、疏松的混凝土保护层，用聚合物水泥砂浆重做混凝土保护层后，挂钢丝网批水泥砂浆。

②对初步鉴定为中度烧灼的钢筋混凝土柱、梁，剔除表层开裂、疏松、剥落的混凝土保护层后，采用加大截面法或外包角钢法做加固处理。

③对受火灾影响初步鉴定中度烧灼的钢筋混凝土板，剔除表层开裂、疏松的混凝土保护层，用分层喷涂法重做混凝土保护层，并对楼板采用粘贴碳纤维布法做加固处理。

7结语

发生火灾往往都具有突发性和复杂性，仅用单一手段对火灾后的房屋进行检测评估是不具备科学性的。只有用多种方法进行综合评估，并且注意火灾现场调查资料的积累。因为只有在大量收集现场资料的基础上才能对受损的结构构件进行评估。从而分析房屋在过火后，受损构件工作状态如何。结构受损程度综合评估后，需要针对不同的受损构件，提出不同的结构加固、结构修复处理建议，提出既经济又安全的恢复结构使用功能的方案。

参考文献：

[1]中国工程建设标准化协会火宅后建筑结构鉴定标准.

[2] 《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015版）.

[3]《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001.

[4]张志高等.某厂房火宅后结构安全性检测与鉴定分析.第六届全国建筑物鉴定与加固改造学术会议论文集.长沙：湖南大学出版社，2002.

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