鋼框架結構廠房火災后結構檢測鑒定研究

摘 ? ?要：通過對某廠房火災后鋼結構受損情況調查，進而判斷火災溫度，并對相關材料進行檢測，更好為火災后續(xù)的處理工作提供依據(jù)。基于此，本文從工程概況、現(xiàn)場勘察檢測到最終得出檢測結果，對鋼結構廠房火災受損的構件進行檢測，確定火災范圍以及火場殘留物情況，以期為相關事故的發(fā)生提供參考。

關鍵詞：鋼結構;廠房;火災;結構檢測

1 ?引言

基于建筑行業(yè)發(fā)展迅猛，城市建筑建設規(guī)模不斷擴大，與此同時伴隨著工程事故的發(fā)生，嚴重威脅人們生命財產安全，造成極大的經濟損失，尤其廠房火災事故頻繁發(fā)生，因此，相關部門需要加強對鋼結構災后受損情況的檢測和鑒定，確保提升鋼結構使用性能，減少廠房安全隱患，降低火災事故發(fā)生幾率，提高廠房的安全水平。

2 ?火災現(xiàn)場調查與火災溫度的判定

2.1 ?材料變化和構件變化

廠房構件材料種類眾多，一旦發(fā)生火災，各構件將出現(xiàn)變形、卷曲等現(xiàn)象，在具體進行火災現(xiàn)場勘察時，需要結合實際情況確定鋼結構變形位置以及變形后的形態(tài)特征，并將其作為重要的鋼結構受損判斷依據(jù)，進一步判斷火災溫度。

2.2 ?溫度判定方法

在溫度判定上可以根據(jù)火災現(xiàn)象的殘留物進行判斷，根據(jù)廠房材料燒毀形變進行判定，火災溫度超過200℃時，鋼材料表面的涂層會被燒毀，超過300℃時，會導致鋼構件發(fā)生彎曲的現(xiàn)象，溫度超過700℃時，部分材料會發(fā)生軟化現(xiàn)象。相關人員在檢測過程中需要具體結合鋼結構燒毀情況作出具體的判斷，需要對構件在荷載壓力下產生的臨界壓屈力進行計算，并將常溫下和火場溫度下的同類構件進行比較，從而更好判斷鋼結構性能，并作出相應的措施。

3 ?廠房火災后結構檢測鑒定分析

3.1 ?工程概況

某廠房工程建設中包含1棟鋼結構車間，為常見的廠房建筑方式，鋼結構框架柱混凝土強度為C35級，框架梁板混凝土強度為C28級，鋼梁主材料我Q345B，由于導熱油管破裂問題引起火災，對廠房危害性極大，鋼結構車間中部分構件和配套設施受損，后果較為嚴重，造成極大的經濟損失，影響廠房正常生產活動。

3.2 ?災后調查

相關人員進行現(xiàn)場勘察發(fā)現(xiàn)，廠房的屋蓋發(fā)生垮塌和變形現(xiàn)象，防火土層被燒毀，部分鋼梁在高溫作用下產生不同程度的變形和扭曲現(xiàn)象，火災現(xiàn)場殘留著部分未燒盡的紙箱和木質物品。因上部梁板垮塌，排架柱、圍護墻發(fā)生傾斜現(xiàn)象，柱角和墻角出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象，軸鋼梁及相關連接件防火涂層完全被燒毀，廠房（4～2/10）/（E～J）軸鋼梁翼緣板變形明顯，廠房F軸ST梁涂層燒毀，4～2/F軸ST梁彎曲明顯;廠房（8～2/8）/（E～J）軸檀條鍍鋅層有滴狀物現(xiàn)象，扭曲變形問題嚴重。（6～1/8）/（E～J）軸屋面彩鋼板被灼燒呈黑色，燒毀、破損面積較大。廠房（7～2/10）/H軸排架柱、連系梁、填充梁抹灰層出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，部分抹灰涂層被燒光。

3.3 ?溫度判定

針對廠房火災現(xiàn)場溫度判定環(huán)節(jié)，必須嚴格根據(jù)國際標準制定的ISO 834標準升溫表達式進行判斷，表達式：T=T0+345lg（8t+1）。廠房火災現(xiàn)場7層G/4柱焊縫處出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，鋼管壁漆皮出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象;儲油罐的防火設施被燒壞，連接油罐的防火保溫棉出現(xiàn)部分燒毀現(xiàn)象;7層G4層墻面出現(xiàn)燒黑的現(xiàn)象，并呈現(xiàn)黃褐色，鋼管鼓起高度0.8cm左右，7層2/E柱被黑灰覆蓋，柱體下部分漆被燒毀，敲擊漆皮掉落嚴重;7層3/E柱下部分被黑灰覆蓋，輕微變形，柱上部鼓起2mm;7層4/E柱體下部分呈黑色，上半部分漆皮燒毀。

根據(jù)火災現(xiàn)場殘留物、燃燒時間及混凝土構件表面破損現(xiàn)象進行判斷，根據(jù)鋼筋外露情況、混凝土灼燒顏色、錘擊反應、裂縫等現(xiàn)象進行綜合考量。經檢測此廠房火場局部區(qū)域的溫度高達750攝氏度，相關勘測人員在具體檢測過程中，結合鋼結構各構件受損傷的程度進行判斷，并將各區(qū)域進行明確的劃分，充分考慮在火災中受損傷嚴重區(qū)域的鋼結構情況以及火災波及的整個區(qū)域，進一步推定區(qū)域最高溫度，實際檢測中發(fā)現(xiàn)，鋼柱燒斷，鋼梁出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，混凝土板顏色呈現(xiàn)紅褐色，墻體磚呈黃色，墻體表面存在局部開裂現(xiàn)象，輕敲發(fā)現(xiàn)墻皮脫落。嚴格參考《火災后建筑結構鑒定標準》發(fā)現(xiàn)最高溫度在750℃～850℃范圍內;推定混凝土板最高溫度在650℃～800℃范圍內，混凝土內部鋼筋達到350℃。對于部分導熱性能較好的鋼柱，內部溫度近似于最高溫值。部分未直接接近火源的鋼筋溫度在260℃左右，經推斷混凝土內部溫度可達350℃。相關人員在現(xiàn)場調查結束后，需要將勘察的內容做成詳細的記錄，便于為后續(xù)的勘察工作提供參考，對廠房鋼框架梁撓度進行測量，并生成測量報告。另外，檢測中發(fā)現(xiàn)混凝土板燒灼深度在7層2-3/E-F區(qū)域，深度可達22mm。

3.4 ?鑒定結果

由于鋼筋混凝土構件屈服強度、抗拉強度受溫度影響較大，在高溫度的火場環(huán)境中隨著溫度的升高鋼構件強度逐漸降低，對廠房中鋼構件損傷最嚴重的外露鋼筋進行試驗發(fā)現(xiàn)，鋼筋性能在高溫的火場環(huán)境中受影響較大，對鋼筋混凝土強度檢測發(fā)現(xiàn)，高溫環(huán)境下的混凝土芯樣抗壓強度值隨著火場溫度的升高抗壓強度逐漸減低，嚴重影響廠房整體的使用性能。

3.5 ?構件受損

廠房火災后鋼結構構件受損傷程度需要根據(jù)現(xiàn)場混凝土構件損傷、變形、斷裂程度進行判斷，嚴格按照評級標準進行判斷，對于輕微損傷的部件以及在火災中受火災環(huán)境影響較小的構件可以不采取處理措施，對于輕度燒灼的構件，需要采用局部修復的措施，不斷提升鋼構件的使用性能，提升構件自身的抗拉強度;對于中度燒傷的構件、未完全遭到破壞的構件需要采取加固處理的措施進行修補，并將其損傷程度評定為四級;對于損傷嚴重的構件，需要采取安全支護、徹底加固的方式進行處理，并將等級評定為五級。

對于混凝土構件在高溫情況下的變形情況進行損傷程度判斷，發(fā)現(xiàn)混凝土表面出現(xiàn)黑色、土黃色等不同顏色變化，敲擊發(fā)現(xiàn)，受損嚴重部位出現(xiàn)悶、啞等局部地方出現(xiàn)混凝土松動脫落、鋼筋外露現(xiàn)象，鑒定中發(fā)現(xiàn)被火燒毀的混凝土表面出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，在溫度影響下的鋼筋混凝土握裹力明顯降低。

砌筑的構件受火災情況影響的程度不同，出現(xiàn)抹灰脫落、灰縫砂漿燒傷情況不同，局部出現(xiàn)變形、傾斜等現(xiàn)象，塊材在壓力作用下裂縫損傷嚴重。由于鋼材本身耐火性較差，鋼材在300攝氏度高溫環(huán)境下，屈服程度有所降低，鋼材受熱膨脹，是引起廠房坍塌的導火線，危害性極大。

（1）鋼結構檢測鑒定步驟制定目標和內容，全面掌握火災現(xiàn)場房屋結構和構造。（2）開展火災現(xiàn)場檢查工作過程中，需要明確了解火災發(fā)生的原因、時間及燒傷的范圍和廠房結構的整體形態(tài)，相關人員需要明確標定火災位置，并采用具有針對性的措施進行撲救。將火場殘留物進行比對分析，了解鋼結構變形情況。（3）根據(jù)鋼結構性能進行分析，逐步推定此次廠房火災的溫度值，并計算出最高的溫度值，從而更好掌握鋼結構構件的承載力情況，根據(jù)材料實際使用性能進行判斷，明確分析影響鋼構件受損的各方因素，從而減少廠房安全隱患的發(fā)生。

4 ?結論

綜上所述，廠房火災事故危害極大，在具體進行鋼結構受損程度的判斷和鑒定過程中，需要做好火場的勘察工作，采用科學合理的計算方法進行溫度判定，并嚴格按照各項制度標準進行鋼構件受損級別的評定，根據(jù)各構件使用性能進行分析，全面提升廠房鋼結構性能，保證廠房正常運轉。

參考文獻：

[1] 高波，梅仁杰，張強，黃健.某廠房火災后結構檢測鑒定[J].工程質量，2020（2）：75～78.

[2]程偉.火災災后結構損傷的檢測鑒定分析[J].安徽建筑，2019（12）：215～216+220.

作者簡介：

周俊（1988-）男，安徽六安，碩士 ，工程師，研究方向結構檢測鑒定。