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商業(yè)建筑火災(zāi)后結(jié)構(gòu)鑒定與加固措施

文檔作者：李治宮磊文檔來(lái)源： 1黑龍江省寒地建筑科學(xué)研究院 2．黑龍江亞中工程造價(jià)咨詢有限責(zé)任公司．		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年12月08日
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李治等：商業(yè)建筑火災(zāi)后結(jié)構(gòu)鑒定與加固措施 91
DOI：10．13905／j．cnki．dwj,,．2016．03．034
商業(yè)建筑火災(zāi)后結(jié)構(gòu)鑒定與加固措施
李治 ， 宮磊
(1黑龍江省寒地建筑科學(xué)研究院， 哈爾濱150080； 2．黑龍江亞中工程造價(jià)咨詢有限責(zé)任公司． 哈爾濱150080)
【摘要】某市三層商業(yè)建筑遭受火災(zāi)后，建筑結(jié)構(gòu)受損嚴(yán)重。通過(guò)初步勘查確定火災(zāi)荷載密度、燃燒環(huán)
境、分析火災(zāi)溫度作用過(guò)程。現(xiàn)場(chǎng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材質(zhì)性能、節(jié)點(diǎn)連接、結(jié)構(gòu)變形、承載能力進(jìn)行檢測(cè)分析，根據(jù)實(shí)
際檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析計(jì)算，確定受損建筑的損傷等級(jí)，并依據(jù)鑒定結(jié)果提出建筑結(jié)構(gòu)加固措施。
【關(guān)鍵詞】火災(zāi)；檢測(cè)；鑒定；加固
【中圖分類號(hào)】TU312．3 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 B 【文章編號(hào)】 1001—6864(2016)03-0091一O2
商業(yè)建筑遭受火災(zāi)后，由于其結(jié)構(gòu)多樣性(結(jié)構(gòu)
形式包括砌體、混凝土、鋼結(jié)構(gòu))、裝飾的復(fù)雜性及擺
放和堆積的貨品雜亂，往往對(duì)建筑整體結(jié)構(gòu)和局部構(gòu)
件產(chǎn)生較大損傷和變形。所以在此類建筑的災(zāi)后鑒
定工作中，要認(rèn)真分析建筑內(nèi)火災(zāi)溫度作用過(guò)程和建
筑內(nèi)燃燒環(huán)境。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析，查找自身失
效構(gòu)件，保證承重結(jié)構(gòu)整體工作性能。防止火災(zāi)后建
筑重新投入使用后，失效構(gòu)件造成二次安全事故。本
研究火災(zāi)后商業(yè)建筑結(jié)構(gòu)安全鑒定具有重要意義。
1 工程概況
被鑒定建筑物是一座3層商廈，3層商廈的建筑
平面呈“L”型，南側(cè)部分為3層，北側(cè)部分為一層。沿
南側(cè)3層部分的軸線長(zhǎng)度為42m，軸線寬度為9m。除
⑧至⑩軸為醫(yī)藥攤位外，其余均為服裝攤位。
沿北側(cè)一層部分的建筑平面為矩型，軸線長(zhǎng)為
33．6m，軸線寬為16m，由兩跨組成，全部為服裝攤位。
磚}昆結(jié)構(gòu)，主要豎向承重構(gòu)造是輕合鋼層架、木檁條、
木板、珍珠巖保溫、鐵皮屋面防水。一層低跨部分屋
蓋構(gòu)造是木屋架、木檁條、木板、鐵皮屋面防水。
一層的層高為4．5m，二、三層的層高為4．1m。梁
下約1m處有輕鋼龍骨10mm厚石膏板吊頂，梁面有
20ram厚水泥砂漿抹灰層。一層柱有20mm厚水泥砂
漿抹灰層，抹灰層外鑲有帶木質(zhì)底板的鏡面玻璃。
2004年11月投入使用。
2013年12月14 Et 1時(shí)17分，該建筑一層百貨區(qū)
貨品區(qū)起火，消防隊(duì)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，該建筑一樓全部被
火勢(shì)包圍，火勢(shì)處于猛烈燃燒階段。2時(shí)45分，火勢(shì)
得到有效控制，5時(shí)30分室內(nèi)殘火徹底被撲滅。
2 火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)鑒定
(1) 初步鑒定。建筑物一層的商品全部燒毀。
室內(nèi)木塑板，木檁條以及木屋架基本燒盡，現(xiàn)場(chǎng)僅留
有少量燒焦的殘留物。屋面防水鐵皮已坍落下來(lái)，保
溫珍珠巖散落地面。一層屋面輕鋼龍骨嚴(yán)重變形，兩
跨的石膏板吊頂全部坍落。
兩跨間鋼筋混凝土柱的裝飾物全部燒損。三層
部位的吊頂全部坍落，輕鋼龍骨嚴(yán)重變形，部分已脫
落。臨街一側(cè)鋼筋混凝土柱的柱面裝飾物燒損較輕，
且尚未脫落。背街一側(cè)鋼筋混凝土柱的柱面裝飾物
燒損較重。一層頂板及梁已熏黑。在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)
已燒變形的玻璃，但未見玻璃有流淌現(xiàn)象。
(2) 構(gòu)件檢測(cè)：構(gòu)件檢測(cè)方法按照GEts252(火
災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》，2009中規(guī)定進(jìn)行，為便于比
較分析，檢測(cè)值記錄為受火災(zāi)影響構(gòu)件檢測(cè)結(jié)果與未
受火災(zāi)構(gòu)件檢測(cè)值進(jìn)行對(duì)比后數(shù)值?，F(xiàn)場(chǎng)一層部分
構(gòu)件檢測(cè)數(shù)據(jù)如表1所示。
3 結(jié)構(gòu)安全分析
(1) 火災(zāi)溫度作用過(guò)程認(rèn)定。火從窗外進(jìn)入建
筑物后，首先點(diǎn)燃一層南跨內(nèi)的貨品，由于貨品為易燃
品，且與空氣接觸面積很大，故迅速燃燒。在強(qiáng)對(duì)流和
輻射作用下，室內(nèi)溫度驟然躥升，室內(nèi)可燃物受熱分解
后的可燃?xì)怏w增多，聚集在天棚之下。當(dāng)可燃?xì)怏w達(dá)轟
燃點(diǎn)時(shí)，引發(fā)室內(nèi)全部可燃物瞬間全面燃燒。由于轟燒
沖擊波的作用，吊頂石膏板首先毀壞，火勢(shì)向上發(fā)展。
在整個(gè)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，火勢(shì)首先達(dá)到最猛烈的是一層南跨部
水文及造型的影響，形成了小跨徑的連續(xù)剛構(gòu)形式。 [3]JTG D62—2004，公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)
范[S]．
參考文獻(xiàn)
[1] 姚玲森．橋梁工程[M]．北京：人民交通出版社，2011：235．
[2] 王利紅．中等跨度預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)若干問(wèn)題研究
[D]．武漢：武漢理工大學(xué)，2003：1—5．
[收稿B期] 2015—12—07
[作者簡(jiǎn)介] 羅春鵬(1987一)，男，遼寧省岫巖人，工學(xué)碩士
工程師，從事城市道路與橋梁設(shè)計(jì)工作。
低溫建筑技術(shù) 2016年第3期(總第213期)
位，該處離火源近，木屋架迅速燃燒。
表1 火災(zāi)后混凝土構(gòu)件檢測(cè)結(jié)果
在南跨木屋蓋被毀，屋面鐵皮坍落后，在該處形
成了與大氣相連的通道，于是火勢(shì)從由南北蔓延的發(fā)
展階段急速轉(zhuǎn)為從北向南蔓延的猛烈燃燒階段，在火
勢(shì)由北向南轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，一層部位北跨屋面在火勢(shì)
的作用下，木檁條、木塑板猛烈燃燒，在上、下兩側(cè)火
勢(shì)的共同作用下，將組合鋼梁燒變形后落地，于是整
個(gè)一層兩跨的屋面均成為了煙氣的通路。
此時(shí)火災(zāi)已進(jìn)入衰減熄滅階段，未燃燒完的可燃
物繼續(xù)燃燒，煙氣從一層屋頂排出，直至尚未用水燒
滅的火焰全部燃燒完為止。由上述分析可知，火場(chǎng)溫
度在一層部位最高，受火勢(shì)最重的構(gòu)件為一層部位的
梁柱及三層部位的內(nèi)側(cè)柱。在火場(chǎng)找到了已軟化變
形但未流淌的片狀玻璃，由此可推斷，火場(chǎng)的溫度為
700～750℃ ，另外從一層高跨組合鋼梁變形分析，其火
場(chǎng)溫度也是在750℃左右。
(2) 鋼筋混凝土構(gòu)件火損狀況分析。混凝土中
水泥石由水化硅酸鈣、水化氫氧化鈣及水化鋁酸鈣組
成，在火燒高溫作用下，水化硅酸鈣、水化氫氧化鈣脫
水對(duì)水泥石晶架有破壞作用，因此強(qiáng)度會(huì)降低，強(qiáng)度
的降低程度取決于混凝土所受溫度。
關(guān)于混凝土受熱溫度的判斷方法，在各種受熱溫
度下混凝土強(qiáng)度和鋼筋強(qiáng)度的折減系數(shù)等問(wèn)題國(guó)內(nèi)
外均做了大量的實(shí)驗(yàn)研究，由于受火災(zāi)后，混凝土均
未發(fā)生顏色改變，因而判斷混凝土所受溫度低于
300oC，在200％左右，按《火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》
規(guī)范中附錄F中評(píng)定，混凝土強(qiáng)度折減系數(shù)取0．75，
鋼筋強(qiáng)度的折減系數(shù)取0．85。對(duì)于三層部位一層的
內(nèi)側(cè)柱和一層梁凡是未產(chǎn)生空鼓開裂的均按上述受
損程度進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，依據(jù)計(jì)算結(jié)果確定處理方法。
參照現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)值可知，采用上述方法對(duì)本工程是
偏于安全的?；馂?zāi)除了降低混凝土強(qiáng)度外，混凝土內(nèi)
部水分在高溫高壓下逸出時(shí)會(huì)出現(xiàn)爆裂脫落現(xiàn)象，同
時(shí)在用冷水滅火的過(guò)程，混凝土在高溫下的急驟收縮
也會(huì)使混凝土表面開裂。
(3) 結(jié)構(gòu)計(jì)算。以構(gòu)件實(shí)配鋼筋數(shù)量，混凝土
設(shè)計(jì)強(qiáng)度值按4．2條的方法折減后為已知條件，依據(jù)
現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算表明，三層
部位未空鼓開裂梁、柱的安全性均滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。
一層部位已空鼓、開裂的梁、柱，由于截面較大，
配筋較多，若去掉梁上的砌體，采用彩鋼夾芯板屋面，
經(jīng)計(jì)算可不需加固。但對(duì)破損空鼓部位應(yīng)修補(bǔ)。修
補(bǔ)的方法是鑿除空鼓開裂的部位，清凈附著雜物，澆
水濕潤(rùn)24h，涂界面劑。對(duì)于深度小于25mm的破損面
分層抹1：2水泥砂漿，對(duì)于深度大于25mm的破損面
澆注C30細(xì)石混凝土或水泥基灌漿料。
對(duì)于三層部位的柱建議采用預(yù)應(yīng)力撐桿法進(jìn)行
加固，對(duì)于三層部位的梁建議采用增大截面法加固。
(4) 綜合安全性評(píng)價(jià)。① 三層部位南側(cè)的鋼筋
混凝土柱的承載力在火災(zāi)中未遭受損失，不加固可繼
續(xù)使用；② 三層部位北側(cè)的柱經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)及計(jì)算分析
其安全性滿足現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范要求，因此亦不需進(jìn)行加
固處理；③一層部位的梁柱雖遭受火災(zāi)較重，但采取
減荷措施后采取不加固僅修補(bǔ)的處理辦法；④在修復(fù)
時(shí)必須對(duì)一層所有鋼筋混凝土構(gòu)件的抹灰層和墻面
抹灰層全面檢查，凡有空鼓、開裂及與其層粘結(jié)不牢
的必須鑿掉，以免投入使用后墜落傷人。在檢查抹灰
層時(shí)，若發(fā)現(xiàn)混凝土空鼓、開裂，應(yīng)按(3)的方法加固。
4 結(jié)語(yǔ)
建筑物遭受火災(zāi)后，結(jié)構(gòu)材料性能遭到劣化，導(dǎo)
致結(jié)構(gòu)工作性能下降，耐久性降低，火災(zāi)后對(duì)建筑物
受損程度正確評(píng)定，是對(duì)受災(zāi)建筑物維修及后期服役
的重要前提。在本工程實(shí)踐中，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)初勘，
以及現(xiàn)場(chǎng)全面檢測(cè)數(shù)據(jù)，充分分析了現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)的溫度
作用過(guò)程。參照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合以往火災(zāi)鑒定和相關(guān)
科技成果，對(duì)火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件溫度、結(jié)構(gòu)
整體性進(jìn)行分析評(píng)定。對(duì)今后火災(zāi)后商業(yè)建筑的安
全鑒定具有重要意義。
參考文獻(xiàn)
[1] CECS252：2009，火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S]．
[2] 王安坤，陶里．混凝土建筑物火災(zāi)溫度判別方法概述[J]．工
程質(zhì)量，2005，(3)：38—39．
[收稿日期] 2015—10—14
[作者簡(jiǎn)介] 李治(1977一)，男，哈爾濱人，高級(jí)工程師，研
究方向：建筑工程。

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