某建筑结构火灾损伤鉴定及加固方案实例

（重庆市建筑科学研究院，重庆400016）

某建筑结构火灾损伤鉴定及加固方案实例

邓小波

（重庆市建筑科学研究院，重庆400016）

火灾后建筑结构的损伤鉴定较为复杂，要准确地鉴定出损伤程度也较为困难。该文从火灾情况、受损构件外观特征、火场温度确定、混凝土烧伤、钢筋烧伤、截面尺寸烧伤等几方面对某建筑结构火灾损伤进行鉴定评估分析，根据评估的受损程度提出加固处理方案，为今后类似工程事故的鉴定及加固处理提供借鉴。

建筑结构；构件；火灾温度；火灾损伤；鉴定；加固

1 工程概况

某33层高层建筑，框支剪力墙结构，±0.000m以下为车库及其他商业用房，± 0.000m以上为住宅。在建工程，2009年9月9日下午18：00左右，该工程-1层（18）-（21）/（A）-（E）轴（标高-2.10m）范围发生火灾，致使该范围内梁、板、柱受到了不同程度的烧伤，为了及时掌握火灾对该范围内梁、板、柱的损伤情况，须对其进行检测鉴定，并提出相应的加固处理方案。

2 鉴定情况

2.1 火灾情况

根据现场踏勘和调查，该工程正处施工期，火灾发生前该工程主体已完工，正进行装饰装修及管道安装，火灾区域梁、板、柱未抹灰；该区域在火灾时，用作临时库房，室内主要堆放物为安全帽、振动电机、电焊条、对拉杆、白水泥、旧电源线、铝合金尺工具等。发生火灾后，经消防官兵用冷水进行扑救，发生大火至扑灭，火灾持续时间约20min左右，当时的室外温度约37℃。平面位置见图1。

表1 外观特征检测结果

表2 火灾后构件损伤检测结果及受损程度评估表

2.2 构件受损外观特征描述

根据现场调查及《火灾后建筑结构鉴定标准》CECS252-2009[1]要求，主要受损构件为-1层（18）-（21）/（A）-（E）轴（标高-2.10m）框架梁、板、柱，其中板损伤最为严重。火灾后受损构件外观特征分类描述结果见表1所示。

2.3 火场温度确定

通过下述三种方法来确定火场温度。

2.3.1 通过燃烧时间确定火场温度[2]

T=T0+345lg(8t+1)=37+345lg (8×20+1)=798℃。

2.3.2 通过残留物烧损特征判断火场温度

进入现场检测鉴定时，火灾现场残留物已清理干净。据相关人员介绍：着火区的安全帽全部燃烧，旧电源线胶皮全部燃烧，货架和铝合金尺工具已经变形（未溶化）。发生燃烧的物质为高分子有机材料，依据《火灾后建筑结构鉴定标准》推测，火灾温度接近650℃。

2.3.3 根据构件烧损的外观特征判断火场温度

根据混凝土表面颜色、裂损剥落、锤击反应等表观特征（表1），依据《火灾后建筑结构鉴定标准》的判别标准，确定火场温度见图1，各构件表面温度见表2。

2.4 火灾后混凝土烧损分析

为了了解火灾对框架混凝土性能的影响情况，按《钻芯法检测混凝土强度技术规程》CECS03:2007[3]技术要求，在火灾影响较为严重和不严重的梁、板、柱中分别钻取混凝土芯样进行抗压强度试验，芯样直径70mm（加工芯样时已将烧损部分切除，因此得到的强度不含烧损部分）。钻芯法检测评定结果表明：框架柱（19/E）混凝土抗压换算强度代表值为52.5MPa，转换层大梁（18-20/E）混凝土抗压换算强度代表值为53.6MPa，现浇板混凝土抗压换算强度代表值为52.3MPa，均满足设计要求。

2.5 火灾后钢筋烧损分析

2.5.1 冷轧带肋钢筋烧损分析

为了了解火灾后板筋的烧损情况，在板中切取了两组9（CRB550）进行了钢筋的力学性能试验，力学性能检测结果表明，钢筋的力学性能不满足要求，抗拉强度损失了约28%。

2.5.2 热轧钢筋烧损分析

钢筋混凝土梁、柱采用的是热轧钢筋，火灾对热轧钢筋的烧损影响分析系根据构件截面的温度场，采用《火灾后建筑结构鉴定标准》的判别标准进行判断，火灾后构件钢筋强度折减系数判断结果见表2。

2.6 火灾后截面尺寸烧损分析

混凝土构件截面烧伤深度检测，采用滴1%酚酞酒精溶液的方法进行，检测结果见表2。

3 构件受损程度评估

根据混凝土构件火灾后的外观特征、火灾温度、烧灼损伤、变形、开裂等指标，对受损构件的受损程度综合分析后作出评估，受损构件评估结果表2。

4 加固方案

按《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006[4]技术要求采用如下方式对受损的板、梁、柱受损构件进行加固处理。

4.1 板加固

4.1.1 加固方法

（1）严重受损板和中度受损板：采用板底浇筑细石钢筋凝土加固方法处理。

（2）轻度受损板：采用抹压环氧砂浆的方法进行修补。

4.1.2 施工工艺

（1）板底浇筑细石钢筋凝土加固

a在受损板顶部开孔，孔径不小于100mm，孔间距不小于1000mm，用作细石混凝土浇筑。

b板底烧伤混凝土层处理。剔除板底烧伤深度范围内的混凝土层，用钢丝刷刷去浮浆，用高压清水冲洗板底。

c用电锤板底打洞，将d8膨胀螺栓固定在板底（间距600mm，梅花型布置），然后绑扎9冷轧带肋钢筋（冷轧带肋钢筋纵横向间距为100mm，新增钢筋两端植入梁内100mm），并将新增钢筋网片固定在膨胀螺栓上（钢筋配置如图2所示）。

图2板底混凝土加固图

d板底支模板,板底新增细石混凝土厚度50mm。

e浇筑混凝土（比原设计提高一个等级），混凝土要求有足够的流动性。

f混凝土养护。养护时间不得少于7d。

（2）板底抹压环氧砂浆修补

将板底烧损层剔除，用钢丝刷刷去浮浆，用高压清水冲洗板底。环氧砂浆抹压修补配合比，环氧∶二丁酯∶乙二胺∶砂∶水泥=100∶10∶12∶107∶167。对于板底细微裂缝，采用水泥净浆直接封闭处理。

4.2 梁加固

4.2.1 加固方法

（1）严重受损梁和中度受损梁：采用梁底及侧面浇筑细石钢筋凝土加固方法处理。

（2）轻度受损梁：采用梁底及侧面抹压环氧砂浆的方法进行修补。

4.2.2 施工工艺

（1）梁底及梁侧浇筑细石钢筋凝土加固

a梁底及梁侧烧伤混凝土层处理。剔除梁底及梁侧烧伤深度范围内的混凝土层，用钢丝刷刷去浮浆，用高压清水冲洗梁底及梁侧。

b用电锤在板底及梁两侧柱钻孔植筋，绑扎钢筋（钢筋配置如图3、图4所示）。

图3梁底及梁侧混凝土加固图

图4 1-1剖面图

c梁底及侧面支模板,混凝土厚度要求梁侧50 mm、梁底80 mm。

d浇筑混凝土（比原设计提高一个等级），混凝土要求有足够的流动性。

图5柱加固图

e混凝土养护。养护时间不得少于7天。

（2）梁底及梁侧抹压环氧砂浆修补

将梁底及侧面烧损层剔除，用钢丝刷刷去浮浆，用高压清水冲洗梁底及侧面。环氧砂浆抹压修补配合比，环氧∶二丁酯∶乙二胺∶砂∶水泥=100∶10∶12∶107∶167。若梁底及侧面存在细微裂缝，采用水泥净浆直接封闭处理。

4.3 柱加固

4.3.1 加固方法

加固构件：19/E柱，采用柱侧面浇筑细石钢筋凝土加固方法处理。

4.3.2 施工工艺

（1）柱侧烧伤混凝土层处理。剔除柱侧烧伤深度范围内的混凝土层，用钢丝刷刷去浮浆，用高压清水冲洗梁底及梁侧。

（2）绑扎钢筋，柱新增主筋锚入桩内（钢筋配置如图5所示）。

（3）柱侧面支模板,混凝土厚度100mm。

（4）浇筑混凝土（比原设计提高一个等级），混凝土要求有足够的流动性。

（5）混凝土养护。养护时间不得少于7d。

5 结语

该工程火灾后，经加固施工处理并投入使用了6年，至今整体结构状况良好，未发现影响结构安全和使用的情况，表明鉴定方法和加固方案正确、可行，为今后类似事故的鉴定与加固处理积累了经验,有一定的借鉴作用。

[1]中冶建筑研究总院总院有限公司，上海市建筑科学研究院.CECS252-2009火灾后建筑结构鉴定标准[S].北京：中国计划出版社，2009.

[2]公安部天津消防研究所.GB/T9978-2008建筑构件耐火试验方法[S].北京：中国标准出版社,2009.

[3]中国建筑科学研究院.CECS03:2007钻芯法检测混凝土强度技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2007.

[4]四川省建筑科学研究院.GB50367-2006混凝土结构加固设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2006.

责任编辑：孙苏，李红

A Case Study of Damage Appraisal and Reinforcement Schemes of a Building Structure after Fire Disaster

Damage appraisal for building structures after fire disaster is quite complex,so it is rather difficult to accurately appraise damage degrees. This paper appraises,evaluates and analyzes the fire damages on some building structure from aspects of fire disaster situations,appearance features of damaged elements,fire field temperatures determination,concrete burns,steel bar burns and section size burns etc,with reinforcement schemes based on damage degrees presented for reference.

building structure;components;fire disaster temperature;fire damages;appraisal;reinforcement

TU37

：A

：1671-9107（2016）11-0054-04

10.3969／j.issn.1671-9107.2016.11.054

2016-08-01

邓小波（1976-），男，四川泸州人，本科，工程师，主要从事建筑工程质量监测鉴定工作。