某框架结构厂房综合楼火灾后结构检测鉴定

王卫英 李鑫茂 施兴林 刘程程

(1.青岛理工大学工程质量检测鉴定中心 山东青岛 266033;2.中国海洋大学工程学院 山东青岛 266100)



某框架结构厂房综合楼火灾后结构检测鉴定

王卫英1李鑫茂1施兴林1刘程程2

(1.青岛理工大学工程质量检测鉴定中心 山东青岛 266033;2.中国海洋大学工程学院 山东青岛 266100)

结合实际工程，详细描述了某框架结构厂房综合楼火灾后的现场情况。首先对火灾后厂房综合楼的火灾影响区域进行了划分，对火场温度进行了初步判断；其次详细研究了火灾后过火区域及受影响区域的混凝土柱、梁、板构件的受损情况及强度等级，分析了火灾后构件的参与性能及承载能力，并结合《火灾后建筑结构鉴定标准》(CECS252-2009)的相关规定对火灾后的构件进行损伤初步评定和详细评定；最后探讨了对该厂房综合楼火灾后混凝土构件的处理方案及建议。

火灾调查;构件损伤;鉴定分析;承载力分析;处理方案

1 工程概述

本工程位于山东省某沿海城市，2层(局部三层)的钢筋混凝土框架结构，建于2007年。2012年9月，该厂房综合楼于14:00发生火灾，时间持续约为1h。2012年10月，受托对该厂房综合楼进行了上部结构火灾后的受损情况检测鉴定。检测人员到现场时，部分燃烧物已经被清理，火灾区域的部分混凝土梁、柱、板构件已经进行了粉刷。

2 检测鉴定主要内容

火灾后建筑结构鉴定调查和检测的内容应包括火灾影响区域调查与确定、火场温度过程及温度分布推定、结构现状检查与检测[1]。针对该工程具体检测工作如下：

(1)查阅原结构设计图纸及结构设计相关资料，并进行核实。对结构所能承受的火灾作用能力做出初步判断，为现场检测做好准备工作。

(2)对结构所能承受的火灾作用能力做出初步判断。根据厂房物件情况(可燃性及货物数量等)、火灾现场残留物状况和结构表面的表观现象确定每个区间的火灾程度；根据火灾严重程度，将火灾厂房分成不同的区域，检测过程中区别对待。

(3)火灾后结构构件初步鉴定。根据现场构件的表观现象，对于直接暴露于火焰或高温烟气的结构构件的烧灼损伤状况进行检测；根据构件火灾后表面颜色、裂缝、锤击反应和构件变形等指标对构件的损伤程度进行评级。

(4)火灾后结构构件详细鉴定。对于结构火灾初步鉴定评级为Ⅱb级和Ⅲ级的构件需进行详细鉴定。利用火灾后结构材料的残余性能，对结构进行计算，确定其火灾后结构杆件承载能力，按照标准进行评级。

(5)根据检测结果给出检测鉴定报告。

3 火灾现场基本情况调查

调查过程中重点检查了该厂房的起火点、过火区域、过火面积及结构内物品存放布置情况。这些内容是火场温度判定的主要内容。

综合调查后对火灾影响区域进行了基本的划分，主要的受灾影响区域有两处：

第一处：一层的2-4/B-(1/F)区域。该区域内的着火点是(1/2)-3/C-(1/C)处的监控室，并直接引起(1/2)-3/(2/B)-C处的档案室燃烧。该处主要是地面的PVC层全部烧焦，梁1-3/C、梁3/C-D和梁3/B-C处的梁底抹灰层部分脱落，屋面板被熏黑且板底出现露筋，装修用的隔断全部烧毁，具体见图1～图3。

第二处：一层的2-8/A-B区域。该区域的着火点是5/B柱子处。该处主要是柱5/B周围的木隔断装饰烧坏，柱5/B和6/B表面的粉刷层脱落，梁5-6/B和梁6/A-B表面的粉刷层脱落，5-6/B处门上的玻璃破碎但是未熔化，金属防火门已经变形，门上油漆已经脱落，具体见图4～图6。

根据以上内容，对火灾现场的区域划详见图7。

4 火灾后鉴定评级

4.1 现场构件损伤初步鉴定

根据现场调查可以得出，一层2-4/B-(1/F)过火区现场残留物表明地面PVC被烧焦，梁1-3/C、梁3/C-D和梁3/B-C处的梁底抹灰层部分脱落，混凝土屋面板底出现露筋，故根据相关规范初步判定该2-4/B-(1/F)区域内的火场温度可达到800℃。

一层2-8/A-B过火区域内的柱5/B和6/B表面的粉刷层脱落，梁5-6/B和梁6/A-B表面的粉刷层脱落，5-6/B处门上的玻璃破碎但是未熔化，金属防火门已经变形，门上油漆已经脱落，故根据相关规范初步判定该2-8/A-B区域内的火场温度可达到700℃。

综合以上信息，并结合《火灾后建筑结构鉴定标准》(CECS252-2009)中表6.2.1、表6.2.2和表6.2.3中的相关规定对火灾后的构件进行损伤初步评定，结果见图8～图9。

4.2 过火区构件残留强度检测及验算

由于火灾过程中混凝土表面温度较高，高温作用下，混凝土内部的氢氧化钙和碳酸钙发生化学反应生成氧化钙、二氧化碳和水，从而导致混凝土表面开裂、脱落，为此根据《火灾后建筑结构鉴定标准》(CECS 252:2009)第4.3.4条“通过测量火灾前混凝土强度等级，通过温度场推定结构材料性能的方式确定，并且通过取样检验修正。

对未过火区域混凝土构件回弹检测结果(表1)，结果显示为过火区域的混凝土柱、梁、板构件强度均达到设计C35的强度要求，表1中混凝土强度已综合考虑龄期等进行修正[2]。

表1 未过火区域的混凝土强度检测结果

根据本文4.1中火场温度的判定可知，一层柱6/B底部取的芯样(图10)可以看出，柱底的表面颜色灰青，并接近正常，可以判断该过火区底部的温度<200℃；梁4-5/B的芯样(图11)和梁5/A-B的芯样(图12)可以看出，梁表面的混凝土显浅黄；5-6/B处门上油漆脱落，且该金属防火门已经变形，可判断该区域的上部温度可达到700℃～800℃。

根据《火灾后建筑结构鉴定标准》(CECS 252:2009)附录F：火灾后混凝土强度折减系数中的表F.0.1-3可知，火灾后过火区域混凝土强度折减系数为0.4，结合取芯试压结果，火灾后过火区域混凝土残余强度柱、梁及板均可取为C20。

根据《火灾后建筑结构鉴定标准》(CECS 252:2009)附录G：高温时和高温冷却后钢筋强度折减系数中的表G.0.1-2可知，火灾后钢筋高温冷却后强度折减系数为0.85。

通过上述分析可知，火灾后过火区域混凝土强度可取C20，钢筋设计强度为原设计强度的85%。

4.3 火灾后构件详细鉴定结果

利用火灾后结构材料的残余性能，采用PKPM2010鉴定加固模块对结构进行整体分析计算[3]，确定其火灾后结构杆件承载能力[4-5]，根据火灾后结构杆件承载能力同结构作用的比值关系，将初步鉴定中评定为ⅡB级和Ⅲ级的构件进行详细鉴定，评定为B、C和D三级。具体评级标注详见图13～图14。

B级：基本符合国家现行标注下弦水平要求，尚不影响安全，尚可正常使用，宜采取适当措施。

C级：不符合国家现行标准要求，在目标使用年限内影响安全和正常使用，应采取措施。

D级：严重不符合国家现行标准要求，严重影响安全，必须及时或立即加固或拆除。

5 处理方案及建议

依据《火灾后建筑结构鉴定标准》(CECS 252-2009)中的相关规定对该厂区综合楼的处理方案及建议如下：

(1)该厂房综合楼火灾初步鉴定结果中评定级别为Ⅱa级的构件承载能力满足结构安全性要求，可不采取措施或仅采取提高结构耐久性的措施。其中评定级别为Ⅱb和Ⅲ级的构件承载能力不满足结构安全性要求，应采取加固或局部处理措施。

(2)该厂房综合楼火灾详细鉴定结果中评定级别为b级的构件承载能力尚不影响结构安全性，应采用提高结构耐久性或局部处理和外观修复措施。

(3)该厂房综合楼火灾详细鉴定结果中评定级别为C级的构件承载能力不满足结构安全性要求，需进行加固处理。

[1] CECS 252:2009 火灾后建筑结构鉴定标准[S].北京：中国计划出版社，2009.

[2] GB 50367-2013 混凝土结构加固设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.

[3] GB 50010-2010 建筑结构荷载规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.

[4] 王海,应晓霖.某框架结构厂房火灾后的鉴定及加固处理方案[J].建筑技术，2013，44(11):984-986.

[5] 李哲.火灾后混凝土结构的检测技术研究[D].杭州：浙江大学，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

王卫英(1978.5- ),女,工程师。

E-mail:307315238@qq.com

2016-06-13

TU312+.3

A

1004-6135(2016)10-0038-04