某鋼結構廠房火災后安全性鑒定

劉　翠,姜　巍,周宏庚

(安徽省建筑工程質量監督檢測站,安徽 合肥　230088)

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某鋼結構廠房火災后安全性鑒定

劉翠,姜巍,周宏庚

(安徽省建筑工程質量監督檢測站,安徽 合肥230088)

摘要：近年來，鋼結構已廣泛應用于我國的建筑行業，但其耐火性能差導致火災事故頻發，嚴重影響了鋼結構的發展。為了解火災后鋼結構構件受損程度，必須進行科學的檢測和鑒定。文章結合工程實例,對火災后廠房現場狀況進行描述，并詳細敘述了鋼結構安全性鑒定過程，同時給類似工程提供參考。

關鍵詞：鋼結構；火災；檢測；鑒定

鋼結構由于具有輕質高強、抗震性能優越、工業化裝配程度高、施工周期短等優點，近年來得到快速發展。然而鋼結構耐火性能較差，隨著溫度升高，鋼材的屈服強度、彈性模量迅速降低[1]。近年來，大型火災頻發，給人民生命財產造成嚴重損失。因此，對火災后鋼結構受損情況必須進行科學的檢測和鑒定[2]。本文通過對某鋼結構廠房火災后的檢測鑒定，判定了構件受損程度，為后續修復加固工作提供了可靠的技術支撐。

1工程概況

某鋼結構廠房主體結構為門式剛架結構，下部為柱下獨立基礎，上部設有石膏板吊頂和風道。該廠房于2013年8月21日發生火災，火災持續約3 h，受災區域為33～37/D-F軸線。通過現場調查發現，受災區域四周及35軸線均有黏土磚實心墻體隔斷，通風條件較差。受災嚴重區域通風管道燒毀，吊頂扣件變形，鋼梁彎曲變形、表面涂層燒光，估計火災最高溫度在700 ℃左右[3]。

根據現場檢測鋼構件受火損傷程度，將受災區域劃分為以下三個區域，各區域含義及特征如下(區域分布見圖1)。

(1) A類區域：估計火災溫度在400～700 ℃，通風管道燒毀，吊頂扣件變形，鋼梁彎曲變形。

(2) B類區域：估計火災溫度在150～400 ℃，鋼梁表面涂層有裂紋或脫皮，未出現彎曲變形。

(3) C類區域：估計火災溫度在150 ℃以下，構件表面涂層完好，未出現彎曲變形。

圖1　受災區域結構布置圖

2現場構件及節點連接狀況檢測

2.1構件外觀檢測

現場對鋼構主構件外觀檢測，37軸構件外觀基本無損；36軸梁1～梁4涂層脫落；34軸、35軸梁1～梁5涂層脫落，其中梁2和梁3局部屈曲且整體彎曲變形嚴重。

2.2構件變形測量

利用經緯儀測量鋼柱的柱頂側移，利用全站儀測量鋼梁的撓度。檢測發現鋼柱柱頂側移實測4處，其中3處超出文獻[4]的Ⅲ級要求；對34、35、36軸的梁1～梁6撓度均進行了檢測，其中36軸梁2、梁3和梁4的撓度超出文獻[4]的Ⅲ級要求。

2.3構件力學性能檢測

廠房的主體結構構件在火災后降至常溫，此時材料的殘余力學性能是評估結構損傷程度的主要依據，對于判定結構的安全性和制訂加固方案有重大影響[5]。現場對34/E和35/E鋼柱切割取樣，帶回實驗室進行力學性能實驗，檢測結果滿足文獻[6]中Q345的力學性能要求。

2.4節點連接狀況檢測

通過現場檢測發現，A類、B類區域節點板涂層脫落，部分節點板間隙較大(如：35軸梁4與梁5節點、梁4與中柱節點等)，螺栓松動(如：35軸梁4與梁5節點、梁4與中柱節點、梁1與梁2節點等)，未出現節點板出現較大變形與撕裂現象，未出現焊縫撕裂現象；C類區域節點板基本無影響，涂層基本完好。

3結構計算與構件校核

按照現場實測和設計圖紙，依據文獻[7]，考慮恒載、活載、雪載、風載及地震荷載作用，建立廠房的主體結構模型進行復核驗算(單榀剛架計算簡圖見圖2所示)。

圖2　單榀剛架計算簡圖

經過復核計算，梁4的強度和穩定性不能滿足規范要求，柱4(F軸柱)的平面外穩定性不能滿足規范要求。其余主構件的強度、剛度和穩定性滿足文獻[7-8]的技術要求。

4鑒定評級

依據文獻[4]，火災后鋼結構構件的初步鑒定評級，Ⅱa級構件13件，Ⅱb級構件1件，Ⅲ級構件14件，Ⅳ級構件4件；火災后鋼結構連接的初步鑒定評級，A類區域連接損傷等級為Ⅲ級，B類區域連接損傷等級為Ⅱb級，C類區域連接損傷等級為Ⅱa級。

結合受火鋼構件的力學性能實驗結果和結構分析承載力驗算結果，火災后鋼構件詳細鑒定評級，b級構件19件，c級構件6件，d級構件7件。

5主要鑒定結論及處理意見

通過對火災后廠房調查及分析，給出以下建議：

(1) 立即對構件初步鑒定評級為Ⅳ級的構件采取臨時加固處理措施，防止出現安全事故。

(2) 建議對評級為Ⅳ級的構件進行更換，對Ⅲ級的構件以及d級構件(不包含Ⅳ級構件)進行加固處理或更換，對c級構件進行加固處理。

(3) 建議對A類受損區域的次構件進行更換；對A類、B類受損區域的節點連接高強螺栓進行更換。

(4) 37軸和33軸墻體出現較多裂縫和傾斜，建議對該部分墻體進行維修處理。

(5) 對未更換的構件重新涂裝防腐防火涂料。

(6) 盡快制定災后處理方案，對受災區域主體結構進行修復處理。

(7) 后續使用過程中，做好防火工作，定期對消防設施進行檢查，防患于未然。

6結束語

因鋼結構的耐火性能較差，導致火災頻繁發生。而火災后鋼結構廠房的修復加固工作完全依賴于對結構構件的科學檢測和鑒定。因此，全面了解鋼結構受損現狀，對火災后構件進行受力分析進而合理地評級，為后續修復加固工作提供直接的技術依據。

〔參考文獻〕

[1]李國強,韓林海,樓國彪,等.鋼結構及鋼-混凝土組合結構抗火設計[M].北京：中國建筑工業出版社,2006.

[2]周浪,謝瑜昱,唐钷,等.火災后鋼結構的檢測與評定技術研究[J].建筑科學,2011(S1):112-115.

[3]ISO 834,Fire-resistance Tests-elements of Building Construction[S].

[4]CECS 252：2009,火災后建筑結構鑒定標準[S].

[5]趙國棟,孫會社,于立強,等.某鋼結構廠房火災后結構安全性鑒定與安全措施[J].建筑結構,2010(S1):511-514.

[6]GB/T 1591-2008,低合金高強度結構鋼[S].

[7]CECS 102:2002,門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程[S].

[8]GB 50017-2003,鋼結構設計規范[S].

收稿日期：2016-03-28；修改日期：2016-04-01

作者簡介：劉翠(1985-)，女，安徽亳州人，碩士，安徽省建筑工程質量監督檢測站助理工程師．

中圖分類號：TU391

文獻標識碼：A

文章編號：1673-5781(2016)02-0275-02