某框架结构房屋火灾的受损分析

葛勇，严春风，谢绍云

（1重庆泉河建筑工程有限公司，重庆404500；2四川省建设厅，四川成都610041）

某框架结构房屋火灾的受损分析

葛勇1，严春风2，谢绍云1

（1重庆泉河建筑工程有限公司，重庆404500；2四川省建设厅，四川成都610041）

火灾对房屋结构会造成不同程度的损伤，对灾损的科学分析是加固修复的前提。论文详实介绍了房屋的梁、板及附属设施等受灾情况，对受灾房屋结构进行了损伤分析与评估，并结合结构受损情况，提出了原则处理建议，为同类工程案例分析与加固提供参考。

框架结构；火灾检测；受损分析；处理意见

1　概况

某别墅住宅楼为四层薄壁异型柱框架结构，一梯两户，共四户，每户为跃层结构（外貌见图1）。该房屋相关情况如下：（1）房屋平面近似“矩形”，总长度为20.1m，总宽度为11.7m，建筑面积约1000m2（见图2-图3）；（2）基础为人工挖孔桩基础，基础持力层全部置于中风化岩石上；（3）梁、柱、现浇板混凝土设计强度等级均为C30；（4）工程抗震设防烈度为6度，结构安全等级为二级[1]。

图1　房屋外貌

图2　三层（标高5.97m）结构示意图

图3　四层（标高8.97m）结构示意图

住户对房屋（5-8轴线范围）进行了装修，并基本结束准备入住时，该室内发生了火灾，火灾后欲重新进行装修，装修实施前需对房屋现状进行火灾的影响分析。

2　火灾情况检测

2.1火灾情况

房屋起火前已装修完毕。根据现场情况和公安消防支队“火灾事故认定书”可知火灾相关情况：三层（5）-（6）/（D）-（F）轴线范围为厨房，当日22时40分，靠近（5）/（D）-（F）轴线墙体的位置由于电冰箱内部故障起火，引燃周围可燃物引发了火灾；燃烧物主要为电器、装修好的橱柜和吊顶等材料，整个火灾持续时间约为35min。

2.2房屋受损情况

根据火灾相关情况，起火点燃烧后，火焰主要从（F）轴线的墙上窗和客厅的落地窗窜出。现场对房屋现状情况进行了查看，结果如下。

2.2.1过火后残留物情况

进入现场查看时，火灾残留物大部分已清理。过火部位的房屋外表面窗框已被拆除，外墙面局部瓷砖脱落，表面被烟熏成黑色，房间内塑料插座被烧变形和部分残存PVC线管变形（见图4），客厅钢夹层构件表面油漆被烧脱落呈红褐色，但钢构件未见弯曲变形等异常情况，入户防盗门表面被烧脱漆（图5），但能正常闭合。

图4　插座过火后的情况

图5　防盗门过火后的情况

2.2.2过火后结构受损情况

火灾影响范围受损较严重构件为现浇板，现浇板底部混凝土脱落深度约为50mm，板钢筋外露，板钢筋表面为红褐色，但未出现弯曲变形情况（见图6）。其他部位现浇板底未见混凝土脱落、裂缝等异常情况。梁、柱抹灰层未完全脱落，局部部位为烟熏黑色，混凝土表面敲击声较清脆。梁表面未见开裂、混凝土脱落及下挠等异常情况，柱未见开裂、混凝土脱落及倾斜等异常情况（梁、柱外貌见图7）[2]。

图6　板底混凝土脱落、露筋

图7　梁、柱外观

其他房屋内梁、板、柱表面大都为烟熏黑色，未见混凝土开裂、脱落等异常情况。该房内的墙体为多孔砖填充墙，墙体表面抹灰有脱落，砖未发现开裂等异常情况。

3　构件受损分析

3.1火灾温度

火灾现场温度不仅与燃烧物的数量和种类有关，而且与燃烧时间也有重要关系，可根据火灾后的现场残留物状况和构件的外观特征来判定火灾温度。

（1）根据火灾现场烧损物判定塑料软化温度约290℃；铝合金变形温度为650℃；钢材扭曲、变形温度＞700℃。

（2）根据火灾后混凝土表面颜色及外观特征判定，除起火部位混凝土脱落、露筋外，其他部位混凝土构件梁、板、柱表面抹灰层未完全脱落；表面烟熏黑色，敲击声较响亮，未出现裂缝，可判定火灾温度在300～500℃之间。

（3）根据国际ISO834标准升温曲线推算火灾发生时自然温度T0取为20℃，火灾经历时间约为35min（该时间包含发现火灾到扑灭火灾的全部时间，大火持续时间应小于该时间），由公式T-T0=3451g（8t+1）推算出火灾温度T为865℃。

综上所述，该住户室内过火范围内火场温度综合判定约在290～900℃范围内[3]。

3.2受损分析

（1）楼板受损分析。楼板处于最不利位置，受火焰的直接烧烤，一般在十几分钟内温度即可由20℃上升到600℃。由于板底的混凝土表面温度急剧上升，混凝土又具有热惰性的特点，因此板损伤一般较为严重。起火部位现浇板受损严重，板底混凝土脱落、露筋，已影响了该部位板承载力，其他部位的现浇板未发现混凝土脱落、开裂和露筋现象[4]。

（2）梁和柱受损情况分析。梁一般处于火场的正上方，与火焰接触面较大，多为三面受火状态，受火焰的直接烧烤，梁底面受损一般较为严重。柱一般处于与火焰平行的方向，中上部受外焰烧烤，下部一般受内焰烧烤，有单面受火、两侧受火以及三侧和四侧受火等多种状态。根据火焰的特点，外焰温度较内焰温度高，因此柱的中上部受损较严重。根据现场查看和火灾情况：梁、柱中上部表面大部分为烟熏黑色、表面抹灰层未完全脱落、未出现开裂和混凝土脱落等异常情况。由于旁边有大开间窗户和客厅落地窗，起火后大部分火势从窗户窜出，对梁、柱未造成明显的损伤[3]。

4　小结

（1）火灾起火部位现浇板受损严重，板底混凝土脱落、露筋，已影响了该部位板承载力，其他部位的现浇板未发现混凝土脱落、开裂和露筋现象。

（2）位于火场的正上方梁与火焰接触面较大，多为三面受火状态，梁底面受损一般较为严重。柱中上部受外焰烧烤，下部一般受内焰烧烤，柱的中上部受损较严重。

（3）起火部位上部现浇板加固处理：将烧疏松混凝土清理后，调正板外露钢筋，然后用高一标号的细石混凝土修补，最后当后补混凝土强度达到80%后粘贴碳纤维布进行补强处理[4]。

[1]中华人民共和国建设部.GB50010-2002混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[2]中华人民共和国建设部.GB/T 50344-2004建筑结构检测技术标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2004.

[3]中国工程建设标准化协会.CECS252:2009火灾后建筑结构鉴定标准[S].北京：中国计划出版社，2009.

[4]中华人民共和国建设部.JGJ/T23-2011回弹法检测混凝土抗压强度技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

责任编辑：孙苏，李红

Damage Analysis of A House of Frame Structure After Fire Disaster

Fire could cause damages of various levels to house structure,so the scientific analysis on damages is the premise of reinforcement and repair. The damage of the beam,plate and annexes of the house is introduced in detail,the house structure is analyzed and evaluated,and combined with the structural damage condition,some treatment suggestions are presented for reference.

frame structure;fire testing;damage analysis;treatment suggestion

TU746

A

1671-9107（2015）07-0045-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2015.07.045

2015-05-27

葛勇（1968-），男，重庆人，博士研究生，高级工程师，主要从事土木工程建设管理工作。

严春风（1968-），男，江西九江人，工学博士，高级工程师，主要从事建设管理工作。

谢绍云（1968-），男，重庆人，大学本科，高级工程师，主要从事工程建筑管理工作。