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火災后建筑結構檢測與安全性探討

 論文欄目:建筑結構論文     更新時間:2019/10/1 17:16:25   

[摘要]火災對建筑結構造成較大損傷,為確定火災對建筑結構的安全性影響,本文通過對結構及構件火災后的受損情況調查,合理確定過火溫度,對受損構件進行強度檢測,并對受損構件承載力進行分析,最終確定該建筑火災后的安全等級,為火災后對建筑結構鑒定的處理提供科學依據。

[關鍵詞]火災;現場查勘;構件檢測;安全鑒定

建筑結構發生火災后,導致建筑結構的各類構件產生不同程度的損傷,部分構件承載力降低或產生較大變形,可能不能滿足建筑物的承載力要求或正常使用要求。火災后多數建筑未出現坍塌,如何確定建筑結構災后的承載能力和安全性成為檢測鑒定的主要目的。由于著火點位置不同,不同位置構件受損情況也有較大不同,導致火災后鑒定的復雜性。本文以某住宅樓的火災后鑒定為實例,詳細介紹火災后建筑結構鑒定的基本內容和方法,為以后類似工程的鑒定提供依據。

1建筑物和火災概況

2016年4月,接受業主和供電局的共同委托,對居民樓進行受災后安全鑒定。檢測鑒定人員先后3次來現場勘查,了解建筑物的基本情況和火災發生的概況,根據現場勘查情況最終確定火災后的鑒定方法、程序并制定鑒定方案。

1.1建筑物概況

來賓市某居民樓為5層磚混結構私人房,建于2007年,無勘探、設計、施工等相關資料;采用條形基礎和獨立柱基,樓板和屋面板均為混凝土現澆板,承重墻為180mm厚磚墻,內外墻面普通抹灰刷白色涂料,室內地面鋪地磚,建筑面積約414m2。

1.2火災概況及災后現狀

2016年4月2日凌晨5點,該建筑一層屋檐下電線遭雷擊發生火災,飛火落入一層屋內,引燃位于房屋西北面墻角日用百貨堆上的紙皮及摩托車等可燃物造成火災。公安消防大隊于5點56分到達火災現場,6點30分將大火撲滅;火災過火面積約106m2,過火時間約1.5小時。火災發生后,檢測鑒定人員每間隔10天來現場勘查,共現場勘查3次,經現場勘查發現,裂縫持續發展中。為避免建筑物倒塌發生二次事故和確保鑒定過程中結構的穩定性,對建筑進行簡單支撐加固,懸挑部位已用木柱進行支撐;支撐加固后裂縫已無發展,建筑物基本穩定。

2確定檢測鑒定方案和鑒定程序

通過現場勘查和消防部門的火災報告基本確定火災影響的范圍和程度,火災過火區主要集中在一層墻體、混凝土柱和二層結構板,二層墻體及以上部位受火災直接影響較小。制訂檢測鑒定方案時對火災影響主要區域進行詳細勘查、檢測和鑒定,對未受火災影響的區域進行常規勘查、檢測和鑒定,具體包括以下內容:(1)了解火災發生的原因、經過和持續時間;現場勘查災后現狀、構件受損情況,對結構穩定性做初步判斷,進行必要的簡單支撐,確保檢測鑒定過程中結構的穩定性。(2)根據檢測方案需要對過火區和未過火區結構的材料性能、構件變形和裂縫、構件承載力、節點連接等進行專項檢測。(3)根據結構構件火災受損狀態對結構構件進行鑒定評級,注意火災后結構構件損傷狀態的不評Ⅰ級,安全等級不評a級。(4)根據結構構件的鑒定評級和檢測數據,建立該建筑的力學結構模型,進行承載力復核,綜合評定建筑結構的安全等級;如結構構件受損嚴重,可不建立力學模型,直接進行建筑結構的安全等級評定。

3火災后現場勘查和鑒定

3.1現場勘查和結構受損分析

建筑著火點位于一層西北角屋檐下電線,進而引燃一層西北角室內日用百貨,一層西北角附近混凝土柱和二層結構梁、樓板受損嚴重。現場勘查發現:(1)混凝土承重柱:一層西立面與北立面交接處角柱、西立面中柱和北立面中柱受損嚴重,柱上抹灰層普遍炸裂、脫落,混凝土表面變土黃色或灰白色;個別柱的混凝土保護層大面積脫落、主筋外漏,局部混凝土柱燒傷程度達到30mm~50mm;錘擊聲音發悶,部分混凝土出現粉碎或塌落,個別柱的露筋長度大于20%柱高;故少數混凝土柱已出現Ⅲ級損傷,構成危險點。(2)混凝土梁:西北角部位二層結構梁和挑梁大面積燒光,損傷嚴重,梁底和側面抹灰層普遍炸裂、局部脫落,混凝土表面變土黃色或灰白色,混凝土保護層無明顯脫落;錘擊聲音發悶,局部混凝土出現粉碎或塌落;個別混凝土主梁和挑梁出現多條受力裂縫,裂縫貫穿截面,且相關構件混凝土梁均有明顯下撓,故少數混凝土主梁、挑梁出現Ⅲ級損傷,構成危險點。(3)混凝土現澆樓板:西北角部位二層現澆樓板損傷嚴重,板底大面積過火,板底抹灰層大面積脫落,混凝土表面變土黃色或灰白色,但保護層無明顯脫落,鋼筋無外露;個別混凝土樓板表面出現不規則網狀粗裂縫,且錘擊聲音發悶,局部混凝土出現粉碎或塌落;故少數混凝土現澆板出現Ⅲ級損傷,構成危險點。(4)上部砌體結構:火災未直接引起承重墻體的開裂,局部填充墻表面抹灰層脫落,脫落部位砂漿燒傷在15mm以內,磚砌塊尚未開裂變形,已構成Ⅲ級損傷,構成危險點;西立面和北立面二層窗下墻因二層結構梁出現下撓而產生豎向裂縫,裂縫已構成危險點。(5)二層及以上承重墻體和二層以上混凝土構件均未直接過火,除樓道內四周墻體和混凝土構件被煙灰熏黑外,其余承重墻體和混凝土構件均未被熏黑;各承重墻體和混凝土構件外觀基本完好,未發現因承載力不足引起的變形或開裂,承載能力基本滿足目前使用要求;屋面混凝土樓板下部承重墻體出現水平裂縫,該裂縫未構成危險點,不影響結構安全。(6)現場勘查未發現該幢樓房有因地基基礎不均勻沉降或承載能力不足引起房屋上部承重結構構件損壞的現象,地基基礎狀況良好。

3.2房屋受損情況綜合評定

該建筑地基基礎完好。一層西北角著火點及附近主要混凝土柱、梁受損嚴重,出現多條受力裂縫和明顯變形,承載力已不能滿足使用要求,構成局部危房;二層承重墻及其上部夠件均未直接過火,各承重墻體和混凝土構件外觀基本完好,承載能力基本滿足使用要求。按照《火災后建筑結構鑒定標準》(CECS252:2009),來賓市武宣縣二塘鎮新城區黃永清住宅所屬建筑一層西北角主要承重構件混凝土柱、梁和樓板已構成火災Ⅲ級損傷;按照《民用建筑可靠性鑒定標準》(GB50292—2015),該建筑已構成局部危房,安全性等級評定為Csu級,必須立即采取措施。

4加固建議

一是對受損的一層混凝土柱和二層混凝土結構梁、板進行臨時支撐。二是對過火區受損的一層混凝土柱和二層混凝土結構梁、板進行整體加固;對已開裂二層窗下墻體進行技術加固處理。三是對該建筑局部危房加固維修解除危險后方可正常使用。上述維修加固工程,必須委托有相應資質的施工單位進行。在維修加固中不得擅自破壞各承重結構構件,在使用中如發現房屋出現異常情況,應立即采取安全防護措施,并及時報告有關部門。

5火災后建筑結構鑒定技術要點

(1)火災后現場勘查要抓住三個關鍵點:火災的主要作用部位。火災持續的時間和火場達到的最高溫度。火災作用部位是指大火對建筑結構構件作用的具體部位和區域。梁、板、柱不同部位受火作用時,對結構的影響程度也不同。混凝土內部溫度分布與迎火面、背火面存在較大關系,溫度分布不同導致材料的應變不同。火災現場燃燒持續時間和達到的最高溫度決定了火災嚴重性;一般有以下六大因素:①可燃物的數量,即火災荷載;②可燃物的燃燒性能;③可燃物的分布狀況;④過火區域的大小和形狀;⑤過火區域的開口面積和大小;⑥過火區域的熱性能。建筑中所使用材料和存儲的材料決定前三個因素,建筑布局主要影響后三個因素。(2)火災特點一般是持續時間短,出現概率低,屬于一種偶然的外界作用。因此,火災中的建筑結構構件受到的也是一種短暫的、偶然的強高溫作用。建筑結構構件內部所受的影響和破壞多是依據火災發生后構件的破壞特征、火災作用痕跡和災后現場殘骸,借助于有關規范和研究中的建材性能數據,由鑒定人員憑借以往經驗進行推斷或反證。火災對建筑結構構件內部的影響研究尚不夠深入,資料相對較少。(3)火災后建筑結構構件應根據構件變形、開裂或斷裂、燒灼損傷不同程度分別評定為Ⅱa級、Ⅱb級、Ⅲ級、Ⅳ級損傷狀態等級。火災后建筑結構構件應根據檢測鑒定分析結果進行詳細鑒定評級,評定為b、c、d級。特別要注意火災后建筑結構構件損傷狀態不能評Ⅰ級,安全等級不能評a級。

6小結

建筑物火災后鑒定作用部位、燃燒持續時間及最高溫度,主要是通過災后的現場調查和勘查進行科學的推斷,但推斷結果與實際難免會有出入;對構件的損傷程度和安全度判斷,主要依據《火災后建筑結構鑒定標準》(CECS252∶2009)和《民用建筑可靠性鑒定標準》(GB50292—2015)進行。

[參考文獻]

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[2]GB50292—2015,民用建筑可靠性鑒定標準[S].

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[6]元成方,牛荻濤,王慶霖等.某化工廠房火災后安全性鑒定及加固處理[J].工業建筑,2010,40(6):113-117.

作者:丁于強

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