某冷库工程火灾后检测鉴定方法研究及应用

程琤 李星震

摘要：火灾后钢筋混凝土结构的检测鉴定是根据火灾的工程不同部位所受火灾的影响程度不同，结合现场调查及构件材料混凝土、钢筋的检测结果，对火灾后混凝土结构构件损伤程度的分析研究，是后续建筑加固处理的依据与根本。通过某冷库工程实例，从诸多检测方法中选出较为合适有效节约成本又精确地检测方法进行检测鉴定方法研究。

Abstract： The detection and identification of reinforced concrete structures after a fire is the analysis and research on the damage degree of concrete structural members after fire based on the different degrees of fire impact on different parts of the fire project and combined with field investigation and test results of concrete and steel reinforcement of component materials， which is the basis and foundation for subsequent building reinforcement treatment.Through a cold storage project，from many detection methods， a more suitable， effective， cost-saving and accurate detection method is selected to carry out detection and identification method research.

关键词：火灾鉴定;检测方法;结构损伤

Key words： fire identification;detection method;structural damage

中图分类号：TU746.3                                    文献标识码：A                                  文章編号：1006-4311（2019）14-0135-03

1  概述

某冷库工程，在内保温工程施工过程中发生火灾，造成五层、六层部分结构受损。根据现场火灾受损范围及区域，对该建筑五层、六层12-19、A-N轴范围内结构进行调查和检测，对火灾后混凝凝土结构构件损伤程度分析，为房屋结构后期加固提供相关依据。

1.1 建筑概况

该建筑位于徐州市泉山区火花社区内，一期项目总占地面积6229.02m2，总建筑面积31897.86m2。该建筑共六层（局部一层），无地下室。其中1-19×A-K轴为冷藏间，1-19×L-N轴为穿堂。冷藏间和穿堂为六层高层建筑，层高5.1m，建筑高度32m。按火灾危险性分类冷库为丙类，建筑设计耐火等级为二级。其他建筑物设计耐火等级二级。冷藏间五层，六层顶棚、外墙内保温保温材料均采用泡型自熄型聚氨酯现场喷涂，厚度220mm。穿堂板底、梁表面、柱顶已经完成粉刷。

1.2 上部承重结构概况

该建筑冷藏间为六层板柱-抗震墙结构，上部承重结构的竖向承重体系为现浇钢筋混凝土板柱-抗震墙，水平承重体系为现浇钢筋混凝土楼（屋）面梁和现浇钢筋混凝土楼（屋）面板。冷藏间五层和六层钢筋混凝土柱、墙、楼（屋）面梁、楼（屋）面板的混凝土设计强度为C35，钢筋强度等级为HRB400。五层和六层柱的主要截面为600mm×600mm。五层和六层墙的主要厚度为300mm。五层和六层楼（屋）面梁的主要截面为500mm×400mm。五层和六层楼（屋）面板厚250mm。冷藏间设计楼面均布活荷载标准值为20kN/m2。

该建筑穿堂为六层框架-抗震墙结构，上部承重结构的竖向承重体系为现浇钢筋混凝土框架-抗震墙，水平承重体系为现浇钢筋混凝土楼（屋）面梁和现浇钢筋混凝土楼（屋）面板。穿堂五层和六层钢筋混凝土柱、墙、楼（屋）面梁、楼（屋）面板的混凝土设计强度为C30，钢筋强度等级为HRB400。五层和六层柱的主要截面为600mm×600mm。五层和六层墙的主要厚度为300mm。五层和六层楼（屋）面梁的主要截面为300mm×600mm，350mm×600mm，250mm×550mm。五层和六层楼（屋）面板厚120mm。穿堂设计楼面均布活荷载标准值为15kN/m2，电梯机房活荷载设计标准值7kN/m2，楼梯活荷载设计标准值3.5kN/m2。

1.3 火灾概况

根据《火灾事故认定书》，火灾事故基本情况：徐州市消防支队指挥中心接到报警称某在建工地发生火灾，具体位于徐州雨润置业有限公司农副产品全球采购中心24#冷库，此次火灾主要烧毁冷库保温材料等物品。起火部位主要集中在24#冷库五层东南侧区域，该区域靠北侧有两个入库门，偏北侧入库门区域受火严重，起火原因为切割产生高温火花引燃可燃气体。

冷库内保温材料采用泡型自熄型硬质聚氨酯，厚220mm，基本燃尽。穿堂内可燃物较少，主要受冷库内产生的高温烟气影响。冷库仅有两个门洞（2.4m×2.7m）和一个施工预留洞口（6.6m×5.0m）。大部分位置通风条件较差。

事故造成五层、六层12-19×A-N轴范围内结构受损。经现场查勘，确定该建筑火灾影响区域为五层、六层的12-19×A-N轴范围内，其中五层柱及以上结构构件为结构烧灼损伤区域，五层楼面结构为温度作用损伤区域。

2  火灾结构的检测鉴定技术依据

结合该工程的实际火灾受损情况，本着准确有效的方法，主要依据现场的设计图纸及消防火灾灾害认定书，同时结合相关火灾鉴定的检测鉴定规范。

3  结构烧灼损伤状况检查及检测

3.1 结构烧灼区域损伤及变形检查

根据调查可见，构件的损伤部位主要有：剪力墙迎火面、柱帽、柱的角部、现浇板底部、梁底和迎火面，主要与火源、可燃物及构件的受火面有关。

受火区域不同，造成各种混凝土构件出现不同程度的损伤。离火源较近混凝土板保护层大面积剥落，局部露筋。柱顶被保温材料覆盖的部分混凝土大部分剥落，个别柱帽露筋。柱中下部分离燃火点较远局部混凝土剥落，混凝土表面被熏黑。检查时还发现靠近14-15、A处屋檐混凝土部分剥落，钢筋部分裸露。检查过程中未发现结构发生明显变形和粗裂缝网，见表1。

3.2 柱、墙、梁、板混凝土强度检测

该建筑主体结构已建造完成。本次检测鉴定的范围是火灾影响区域五层、六层的12-19×A-N轴承重结构（包括五层楼面结构即四层顶板结构）。构件数量统计如表2所示。

结合构件受损情况，根据以下情况按照《建筑结构检测技术标准》GB/T 50344-2004不同类别A、B、C类等，根据构件尺寸及现场情况分为芯样直径100mm和75mm，均匀分布在火损严重～火损轻微构件中，本次检测总共抽取了56个构件使用钻芯法测其抗压强度，每层28个。根据初步调查将检测区域根据损伤程度分为三个区域，在每个区域分别取柱、板、墙、梁，保证检测数据的代表性和全面性。芯样的加工尽量保留原面，对于原表面不平整部分采取机床研磨，磨除厚度10mm～40mm之间，芯样的实测抗压强度值尽可能还原火灾后砼强度情况。

由于火灾时间的情况，除去表面受损的混凝土情况，其他混凝土强度均满足满足设计要求，检测结果如表3。

3.3 柱、墙、梁、板混凝土碳化深度检测

凿孔法检测混凝土碳化深度，在构件中选取选取3个能反映不同条件及不同混凝土质量的测区，测区应均匀布置;测区距构件边角的距离应大于2.5倍保护层厚度;成孔后务必将孔中碎屑清除干净，否则影响测试结果;酚酞试剂变紫色则未碳化，未改变颜色则已经碳化;各测点碳化深度检测读数应精确至0.25mm，测区碳化深度值di及平均碳化深度值dm应精确至0.5mm。

混凝土碳化深度抽样检测结果表明：过火严重区构件混凝土碳化深度较大;过火轻微区域、烟熏区域构件混凝土碳化深度较过火严重区较小，检测结果如表4。

3.4 钢筋强度里氏硬度法检测

采用里氏硬度法检测钢筋硬度，在里氏硬度值测量前，应对钢筋表面进行打磨处理，可用钢锉或角磨机等设备打磨钢筋表面，除去表面锈斑、油漆，再分别用粗、细砂纸打磨钢筋表面，直至露出金属光泽;测点在测试钢筋内均匀分布，任意兩压痕中心之间距离应大于3mm，同一测点只能测试一次。每一测区应测试5个值，每一测点的里氏硬度值精确至1。数据分散不应超过平均值的±15HL。

本次检测总共抽测了36个构件的钢筋硬度，每层18个。根据初步调查将检测区域根据损伤程度分为两个区域，在每个区域分别取柱、板、墙、梁，保证检测数据的代表性和全面性。结果如下：

参考GB/T 1172-1999表2换算，所测五层冷藏间构件的钢筋里氏硬度值介于453 HLD～490 HLD之间，抗拉强度换算值介于576～686MPa之间;所测五层穿堂构件的钢筋里氏硬度值介于464 HLD～491 HLD之间，抗拉强度换算值介于606～689MPa之间;所测六层冷藏间构件的钢筋里氏硬度值介于454 HLD～492 HLD之间，抗拉强度换算值介于579～692MPa之间;所测六层穿堂构件的钢筋里氏硬度值介于451 HLD～486 HLD之间，抗拉强度换算值介于570～670MPa之间。

3.5 钢筋力学性能检测

本次检测现场抽样5组热轧带肋钢筋（每组5根），送样至实验室检验火灾后钢筋力学性能。抽样部位为五层顶板，损伤情况为Ⅳ级，为主过火区，抽样钢筋部位保护层均脱落。所抽检五组钢筋力学工艺性能：屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、冷弯性能均符合标准中规定的要求。

4  温度作用损伤或损坏检查

现场随机抽测五层楼面板14-15×C-D，16-17×C-D，16-17×E-F，采用取芯法测混凝土的抗压强度，所测板的砼芯样抗压强度值介于43.1～56.4MPa之间。

现场随机抽测五层楼面板14-15×C-D，16-17×C-D，16-17×E-F，测混凝土的碳化深度，所测板的碳化深度介于3.00～4.00mm之间。

经现场全面检查，五层楼面结构混凝土颜色基本未变，无火灾裂缝，锤击声音响亮，未发现结构损伤。

5  火灾后结构构件的评定

根据构件烧灼损伤、变形、开裂（或断裂）程度，火灾后结构构件的初步鉴定评级应参考表5所列标准。

5.1 五层12-19×A-N轴范围火灾后结构构件的评定

六层楼面板、楼面梁、五层柱、柱帽、五层墙等损伤状态等级依据《火灾后建筑结构鉴定标准》（CECS252： 2009）第6.2.1条评定，具体构件损伤情况统计见表6。

5.2 六层12-19×A-N轴范围火灾后结构构件的评定

六层顶面板、顶面梁、柱、柱帽、墙等损伤状态等级依据《火灾后建筑结构鉴定标准》（CECS252：2009）第6.2.1条评定，具体构件损伤情况详见表7。

6  结论

由于火灾事故的偶发性，通常不能在火灾当时就检测出结构表面温度，且一些传统的鉴定方法并不适用于火灾后的混凝土强度检测，火灾后结构的安全鉴定工作具有一定的特殊性。然而，建筑火灾后的诊断工作是结构受损修复加固处理的前提和依据，只有通过科学的诊断，确定火灾建筑物的损伤程度，才能更好的对受灾建筑进行合理修复处理。

通过外观观感进行定性检查和试验研究进行定量检查，对某冷库火灾后厂房结构安全性鉴定的工程实例进行分析，对受损结构进行综合评判。主要采用了混凝土碳化深度法、里氏硬度法法和钻芯法等多种方法和手段。经检测，该建筑烧灼损伤区Ⅳ级损伤构件12个，Ⅲ级损伤构件168个，Ⅱb级损伤构件432个，Ⅱa级损伤构件78个;温度作用区混凝土颜色基本未变，无火灾裂缝，锤击声音响亮，未发现结构损伤。

参考文献：

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[3]张洪源，田砾，陈静茹，等.某超市火灾后结构的鉴定及加固[J].工业建筑，2014（3）：169-172.