某框架結構廠房綜合樓火災后結構檢測鑒定

王衛英 李鑫茂 施興林 劉程程

(1.青島理工大學工程質量檢測鑒定中心 山東青島 266033;2.中國海洋大學工程學院 山東青島 266100)

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某框架結構廠房綜合樓火災后結構檢測鑒定

王衛英1李鑫茂1施興林1劉程程2

(1.青島理工大學工程質量檢測鑒定中心 山東青島 266033;2.中國海洋大學工程學院 山東青島 266100)

結合實際工程，詳細描述了某框架結構廠房綜合樓火災后的現場情況。首先對火災后廠房綜合樓的火災影響區域進行了劃分，對火場溫度進行了初步判斷；其次詳細研究了火災后過火區域及受影響區域的混凝土柱、梁、板構件的受損情況及強度等級，分析了火災后構件的參與性能及承載能力，并結合《火災后建筑結構鑒定標準》(CECS252-2009)的相關規定對火災后的構件進行損傷初步評定和詳細評定；最后探討了對該廠房綜合樓火災后混凝土構件的處理方案及建議。

火災調查;構件損傷;鑒定分析;承載力分析;處理方案

1 工程概述

本工程位于山東省某沿海城市，2層(局部三層)的鋼筋混凝土框架結構，建于2007年。2012年9月，該廠房綜合樓于14:00發生火災，時間持續約為1h。2012年10月，受托對該廠房綜合樓進行了上部結構火災后的受損情況檢測鑒定。檢測人員到現場時，部分燃燒物已經被清理，火災區域的部分混凝土梁、柱、板構件已經進行了粉刷。

2 檢測鑒定主要內容

火災后建筑結構鑒定調查和檢測的內容應包括火災影響區域調查與確定、火場溫度過程及溫度分布推定、結構現狀檢查與檢測[1]。針對該工程具體檢測工作如下：

(1)查閱原結構設計圖紙及結構設計相關資料，并進行核實。對結構所能承受的火災作用能力做出初步判斷，為現場檢測做好準備工作。

(2)對結構所能承受的火災作用能力做出初步判斷。根據廠房物件情況(可燃性及貨物數量等)、火災現場殘留物狀況和結構表面的表觀現象確定每個區間的火災程度；根據火災嚴重程度，將火災廠房分成不同的區域，檢測過程中區別對待。

(3)火災后結構構件初步鑒定。根據現場構件的表觀現象，對于直接暴露于火焰或高溫煙氣的結構構件的燒灼損傷狀況進行檢測；根據構件火災后表面顏色、裂縫、錘擊反應和構件變形等指標對構件的損傷程度進行評級。

(4)火災后結構構件詳細鑒定。對于結構火災初步鑒定評級為Ⅱb級和Ⅲ級的構件需進行詳細鑒定。利用火災后結構材料的殘余性能，對結構進行計算，確定其火災后結構桿件承載能力，按照標準進行評級。

(5)根據檢測結果給出檢測鑒定報告。

3 火災現場基本情況調查

調查過程中重點檢查了該廠房的起火點、過火區域、過火面積及結構內物品存放布置情況。這些內容是火場溫度判定的主要內容。

綜合調查后對火災影響區域進行了基本的劃分，主要的受災影響區域有兩處：

第一處：一層的2-4/B-(1/F)區域。該區域內的著火點是(1/2)-3/C-(1/C)處的監控室，并直接引起(1/2)-3/(2/B)-C處的檔案室燃燒。該處主要是地面的PVC層全部燒焦，梁1-3/C、梁3/C-D和梁3/B-C處的梁底抹灰層部分脫落，屋面板被熏黑且板底出現露筋，裝修用的隔斷全部燒毀，具體見圖1～圖3。

第二處：一層的2-8/A-B區域。該區域的著火點是5/B柱子處。該處主要是柱5/B周圍的木隔斷裝飾燒壞，柱5/B和6/B表面的粉刷層脫落，梁5-6/B和梁6/A-B表面的粉刷層脫落，5-6/B處門上的玻璃破碎但是未熔化，金屬防火門已經變形，門上油漆已經脫落，具體見圖4～圖6。

根據以上內容，對火災現場的區域劃詳見圖7。

4 火災后鑒定評級

4.1 現場構件損傷初步鑒定

根據現場調查可以得出，一層2-4/B-(1/F)過火區現場殘留物表明地面PVC被燒焦，梁1-3/C、梁3/C-D和梁3/B-C處的梁底抹灰層部分脫落，混凝土屋面板底出現露筋，故根據相關規范初步判定該2-4/B-(1/F)區域內的火場溫度可達到800℃。

一層2-8/A-B過火區域內的柱5/B和6/B表面的粉刷層脫落，梁5-6/B和梁6/A-B表面的粉刷層脫落，5-6/B處門上的玻璃破碎但是未熔化，金屬防火門已經變形，門上油漆已經脫落，故根據相關規范初步判定該2-8/A-B區域內的火場溫度可達到700℃。

綜合以上信息，并結合《火災后建筑結構鑒定標準》(CECS252-2009)中表6.2.1、表6.2.2和表6.2.3中的相關規定對火災后的構件進行損傷初步評定，結果見圖8～圖9。

4.2 過火區構件殘留強度檢測及驗算

由于火災過程中混凝土表面溫度較高，高溫作用下，混凝土內部的氫氧化鈣和碳酸鈣發生化學反應生成氧化鈣、二氧化碳和水，從而導致混凝土表面開裂、脫落，為此根據《火災后建筑結構鑒定標準》(CECS 252:2009)第4.3.4條“通過測量火災前混凝土強度等級，通過溫度場推定結構材料性能的方式確定，并且通過取樣檢驗修正。

對未過火區域混凝土構件回彈檢測結果(表1)，結果顯示為過火區域的混凝土柱、梁、板構件強度均達到設計C35的強度要求，表1中混凝土強度已綜合考慮齡期等進行修正[2]。

表1 未過火區域的混凝土強度檢測結果

根據本文4.1中火場溫度的判定可知，一層柱6/B底部取的芯樣(圖10)可以看出，柱底的表面顏色灰青，并接近正常，可以判斷該過火區底部的溫度<200℃；梁4-5/B的芯樣(圖11)和梁5/A-B的芯樣(圖12)可以看出，梁表面的混凝土顯淺黃；5-6/B處門上油漆脫落，且該金屬防火門已經變形，可判斷該區域的上部溫度可達到700℃～800℃。

根據《火災后建筑結構鑒定標準》(CECS 252:2009)附錄F：火災后混凝土強度折減系數中的表F.0.1-3可知，火災后過火區域混凝土強度折減系數為0.4，結合取芯試壓結果，火災后過火區域混凝土殘余強度柱、梁及板均可取為C20。

根據《火災后建筑結構鑒定標準》(CECS 252:2009)附錄G：高溫時和高溫冷卻后鋼筋強度折減系數中的表G.0.1-2可知，火災后鋼筋高溫冷卻后強度折減系數為0.85。

通過上述分析可知，火災后過火區域混凝土強度可取C20，鋼筋設計強度為原設計強度的85%。

4.3 火災后構件詳細鑒定結果

利用火災后結構材料的殘余性能，采用PKPM2010鑒定加固模塊對結構進行整體分析計算[3]，確定其火災后結構桿件承載能力[4-5]，根據火災后結構桿件承載能力同結構作用的比值關系，將初步鑒定中評定為ⅡB級和Ⅲ級的構件進行詳細鑒定，評定為B、C和D三級。具體評級標注詳見圖13～圖14。

B級：基本符合國家現行標注下弦水平要求，尚不影響安全，尚可正常使用，宜采取適當措施。

C級：不符合國家現行標準要求，在目標使用年限內影響安全和正常使用，應采取措施。

D級：嚴重不符合國家現行標準要求，嚴重影響安全，必須及時或立即加固或拆除。

5 處理方案及建議

依據《火災后建筑結構鑒定標準》(CECS 252-2009)中的相關規定對該廠區綜合樓的處理方案及建議如下：

(1)該廠房綜合樓火災初步鑒定結果中評定級別為Ⅱa級的構件承載能力滿足結構安全性要求，可不采取措施或僅采取提高結構耐久性的措施。其中評定級別為Ⅱb和Ⅲ級的構件承載能力不滿足結構安全性要求，應采取加固或局部處理措施。

(2)該廠房綜合樓火災詳細鑒定結果中評定級別為b級的構件承載能力尚不影響結構安全性，應采用提高結構耐久性或局部處理和外觀修復措施。

(3)該廠房綜合樓火災詳細鑒定結果中評定級別為C級的構件承載能力不滿足結構安全性要求，需進行加固處理。

[1] CECS 252:2009 火災后建筑結構鑒定標準[S].北京：中國計劃出版社，2009.

[2] GB 50367-2013 混凝土結構加固設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2013.

[3] GB 50010-2010 建筑結構荷載規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2010.

[4] 王海,應曉霖.某框架結構廠房火災后的鑒定及加固處理方案[J].建筑技術，2013，44(11):984-986.

[5] 李哲.火災后混凝土結構的檢測技術研究[D].杭州：浙江大學，2011.

Test and appraisal of a frame structure building after fire

WANGWeiying1LIXinmao1SHIXinglin1LIUChengcheng2

(1.Centre for engineering test & appraisal QTECH,Qingdao,266033;2.College of Engineering, Ocean University of China,Qingdao,266100)

The site of a frame-structural comprehensive building suffered from a serious fire, is investigated and analyzed in this article.Three main steps are included: firstly, affected zones of this building by fire are properly distinguished, and the fire temperature is much clear now; and then the damaged level of columns, beams and plates of this building, caused by the fire is investigated, and the contribution and load-bearing capacity are then analyzed as well.In terms of Standard for building structure after fire (CECS252-2009), general and detailed appraisals are then concluded for each member of the fire-affected building.Finally, solutions and suggestions on these fire-affected members are proposed.

Fire investigation; Component damage; Appraisal and analysis; Capacity analysis; Solving scheme

王衛英(1978.5- ),女,工程師。

E-mail:307315238@qq.com

2016-06-13

TU312+.3

A

1004-6135(2016)10-0038-04