基于房屋火灾后结构检测鉴定研究

基于房屋火灾后结构检测鉴定研究

朱日新

广东省建筑科学研究院集团股份有限公司510500

摘要：本文通过介绍某工程实例，讲述了有关房屋火灾后结构检测鉴定的相关内容，仅供参考。

关键词：火灾；检测；鉴定；

1.工程概况

某有限公司车间位于广东省内，首层、二层为钢筋混凝土框架结构，三层为门式刚架（砼柱-变截面H型钢梁）结构，采用柱下独立自基础，建筑面积约为9000㎡，于2003年完工并投入使用，首层主要作为生产车间使用，二、三层作为仓库使用。该车间首层于某日上午发生火灾，大火一直延续了3个半小时，直到下午三点半火苗基本被扑灭。火苗未延伸至二、三层。火灾过火面积超过2000㎡。

2.检测鉴定内容及依据

根据委托方的要求并结合工程的具体情况，本次检测鉴定的主要内容包括以下部分：

（1）现场勘查及火作用调查：通过询问和现场勘察火灾残留状况，观察结构损伤严重程度，了解火灾过程，并根据火灾过程、构件表面状况、火灾残留物状况初步判断结构所受的温度范围和作用时间。

（2）温度作用下结构构件损伤检查，观察构件是否存在构件开裂、变形、位移及损伤，是否存在混凝土疏松、保护层剥落、钢筋外露、锈蚀等现象，判定结构混凝土损伤程度，对构件及结构进行火灾后损伤状况分析。

（3）采用观目测、捶击回声、钻孔等手段，全面检查构件烧灼损伤部位，根据结构构件损伤状态特征，进行结构构件的初步鉴定评级。

（4）采用钻芯法检测火灾后框架柱、梁及楼板的混凝土强度。

（5）采用酚酞试液检测火灾后混凝土构件的碳化深度。

（6）现场截取受火损伤明显的混凝土构件钢筋进行力学与工艺性能检测。

（7）混凝土构件的变形测量：主要检测受灾区域框架柱的垂直度、框架梁、板的挠度。

（8）结构的检测鉴定：结合现场检测和构件承载力分析结果的基础上提出火灾后结构安全性鉴定报告及加固修复意见。

上述检测及鉴定内容依据我国有关规范和标准进行。

3.火灾后现场查勘及构件初步评级

规范《火灾后建筑结构鉴定标准》CECS252：2009［1］根据构件烧灼损伤、变形、开裂程度将火损构件初步鉴定评级分为四类：Ⅱa级、Ⅱb级、Ⅲ级、Ⅳ级。含义及特征如下：

Ⅱa级：轻微或未直接遭受烧灼作用，结构材料及结构性能未受或仅受轻微影响，可不采取措施或仅采取提高耐久性的措施。

Ⅱb级：轻度烧灼，未对结构材料及结构性能产生影响，尚不影响结构安全，应采取提高耐久性或局部处理和外观修复措施。

Ⅲ级：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，对结构安全或正常使用产生不利影响，应采取加固或局部更换措施。

Ⅳ级：破坏，火灾中或火灾后结构倒塌或构件塌落；结构严重烧灼损坏、变形损坏或开裂损坏，结构承载能力丧失或大部分丧失，危及结构安全，必须立即采取安全支护、彻底加固或拆除更换措施。

本次检测是在火灾发生后约半月后进行的，火灾现场已经清理并有临时支护，通过现场火损残留迹象可初步判断火灾发生时的温度分布和构件受损情况。

（1）车间的西面及南面首层部分边（角）柱头（位于梁柱节点下端预留施工缝位置）出现微小水平剪切裂缝，上述构件出现少数倾斜现象，构件评为Ⅲ级。部分边（角）柱头预留施工缝位置混凝土保护层胀开，纵筋向外弯曲变形，个别边（角）柱头预留施工缝位置甚至出现混凝土粉碎，构件评为Ⅳ级。

（2）火灾区域部分首层中柱表面粉刷基本脱落，脱落处混凝土颜色呈土黄色或灰白色，构件混凝土表面存在裂缝网，锤击声音发闷，角部或表面混凝土保护层局部脱落，部分纵筋和箍筋外露，构件评为Ⅱb级。

（3）火灾区域部分二层梁表面粉刷基本脱落，脱落处混凝土颜色呈土黄色或灰白色，构件出现明显下挠变形，梁侧面出现多道竖向裂缝，梁底混凝土保护层脱落严重，主筋和箍筋大面积外露，构件评为Ⅲ级。

（4）火灾区域多数二层板板底表面粉刷完全脱落，脱落处混凝土颜色呈土黄色或灰白色，板底混凝土大面积脱落，板筋外露、扭曲变形，构件评为Ⅲ级。

（5）首层、二层外墙及楼梯间墙部分被严重熏黑和少量开裂现象，开裂严重处裂缝宽度>3mm。除此之外，车间其他二层框架柱、三层梁板及钢结构屋盖未见明显损伤。

本工程由外观检查（构件混凝土表面变色、爆裂、露筋等明显燃烧现象）及火灾现场残留物的烧损特征（消防水管及电线铁槽弯曲变形、电线外皮及开关盒熔化）等可估计出火灾最高温度超过800℃。

4.现场检测结果

（1）抽检的首层、二层少许柱截面尺寸与设计相比不符，其余抽检的框架柱、梁及屋面H型钢梁截面尺寸满足设计要求。

（2）抽检的部分框架柱、梁及楼板实测钢筋直径与设计不符，但实测钢筋数量及间距基本满足设计要求。

（3）现场采用钻芯法抽检了部分构件的混凝土强度。受火灾影响严重的构件上所取芯样部分出现断裂、破损，混凝土强度无法测定，剩余芯样由于在取芯、切削过程中已对受火灾影响构件表面受高温影响的混凝土进行清除，故芯样混凝土抗压强度值仅代表了构件内部的混凝土强度。检测结果表明，抽检的构件（内部）混凝土抗压强度换算值基本达到构件设计强度等级（柱：C20、梁板：C20）的要求。

（4）现场对混凝土碳化深度进行抽检，受火灾影响的首层柱、二层梁碳化深度处于3～15mm之间，其余未受火灾影响的构件碳化深度处于3～6mm之间。检测结果表明，抽检的构件碳化深度均小于设计混凝土保护层厚度。

（5）现场截取了火灾影响区域的柱构件钢筋1组、梁构件钢筋1组、板构件钢筋2组进行力学和工艺性能试验。结果表明，抽检的1组板钢筋的钢筋屈服强度比钢筋设计值有所降低，钢筋屈服强度损失最大值达10%，其余3组主要受力钢筋力学和工艺性能均满足规范要求。

（6）现场对部分结构构件的垂直度或挠度进行抽检。检测结果表明，受火灾影响区域抽检的首层柱倾斜率范围为0%~1.10%，抽检的二层梁、板挠度范围为1/167~l/770；非受火灾影响区域抽检的部分首层、二层柱垂直度未超过《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002（2011年版），规定的允许偏差8mm。

5.处理意见及建议

根据委托方提供的资料、火灾后结构材料性能分析、现场检测鉴定结果及结构抗震性能分析提出如下建议：对于灾后受损伤的混凝土构件，应根据受损区域不同以及构件的不同进行加固修复。具体如下：

（1）对于损伤等级为Ⅳ级的构件，已经不能承受荷载，失去稳定性，应进行拆除替换。

（2）对于损伤等级为Ⅲ级的构件，根据检测结果及构件的承载力验算结果，采取合适的加固方式进行修复。

（3）对于损伤等级为Ⅱb级、承载力未到达设计要求的构件进行加固补强；对于承载力满足设计要求的Ⅱb级构件应将松散的混凝土凿除掉，清理混凝土的表面，填补高一等级的混凝土，做好钢筋的混凝土保护层，处理好混凝土构件的表面，对于小的裂缝，可以采用高压注浆修补好。

（4）对于损伤等级为Ⅱa级以及被熏黑的构件，一般将表面的粉刷层做好即可。

（5）对车间西南角受损严重的楼梯墙体进行加固补强。对开裂的砖墙进行修复。

参考文献：

[1]CECS252：2009火灾后建筑结构鉴定标准［S］.北京：中国计划出版社，2009.

[2]吴波.火灾后钢筋混凝土结构的力学性能[M].北京：科学出版社，2003.

[3]CECS03：2007钻芯法检测混凝土强度技术规程［S］.北京：中国计划出版社，2007.

[4]GB/T50784－2013混凝土结构现场检测技术标准［S］.北京：中国建筑工业出版社，2013

[5]GB/T50344-2004建筑结构检测技术标准［S］.北京：中国建筑工业出版社，2004