【摘要】對某住宅樓火災后的建筑結(jié)構(gòu)進行現(xiàn)場檢測,根據(jù)檢測結(jié)果進行安全性鑒定,并出具相應的加固處理意見,為處理類似工程提供參考。
【關(guān)鍵詞】火災后建筑結(jié)構(gòu);框架結(jié)構(gòu);檢測;安全性鑒定
1 工程概況
某住宅樓為一棟九層混凝土框架結(jié)構(gòu),建筑面積為4930.86m2,于2005年12月20日竣工以后作住宅使用至今。該樓開間跨度主要為3.5m和5.2m,進深跨度主要為6.0m,框架柱主要截面尺寸為400×600個400×700,框架梁主要截面尺寸為200×550和200×600。該火災起火地點在首層2梯樓梯間,可燃物主要是停放在樓梯間的12臺摩托車,火災持續(xù)時間約45分鐘,平面布置圖見圖1。
2結(jié)構(gòu)構(gòu)件初步鑒定評級
2.1現(xiàn)場初步調(diào)查
根據(jù)委托方提供的民用建筑火災事故調(diào)查表,起火地點在首層2梯樓梯間,可燃物主要是停放在樓梯間的12臺摩托車,起火時間為2013年3月28號6時10分,起始只有一臺摩托車起火,6時30分12臺摩托車全部燃燒,6時43分消防官兵到場噴水滅火,6時55分火被撲滅,火災持續(xù)時間約45分鐘。
本次現(xiàn)場勘查是在火災發(fā)生約29天后進行,過火構(gòu)件主要分布于首層13~15×A~B和樓梯間13~14×B~C,現(xiàn)場部分樓板出現(xiàn)局部混凝土保護層脫落,局部露筋的現(xiàn)象,框架柱、框架梁混凝土大部分表面被黑色覆蓋;火場殘留摩托車鐵骨架,鐵電箱和鐵欄門,首層樓梯間窗戶玻璃有軟化現(xiàn)象,火場殘留狀況詳見附件2照片。
2.2火作用調(diào)查
火災可燃物和起火點主要位于首層13~15×A~B開間,由于樓梯間C×13~14處開有窗戶,所以火勢由13~15×A~B開間處往樓梯間處竄,主要受火構(gòu)件分布在首層13~15×A~B和首層樓梯間13~14×B~C處,火災持續(xù)時間約45分鐘。根據(jù)火場殘留物狀況,窗戶玻璃軟化、油漆燒光,鐵欄門有扭曲變形,混凝土表面顏色、裂損剝落等可以推斷本次火場最高溫度為700℃以上。
2.3結(jié)構(gòu)觀察檢測、構(gòu)件初步鑒定評級
依據(jù)《火災后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標準》(CECS 252: 2009)的第6.1.2條、第6.2.1條、第6.2.2條和第6.2.3條對柱、梁、樓板的損傷狀態(tài)進行初步鑒定評級,評級情況見附件3。結(jié)果表明,該建筑物受火影響部分有4個框架柱、6個梁和3個樓板(梯板)的損傷狀態(tài)等級為Ⅱb級,1個樓板的損傷狀態(tài)等級為Ⅲ級;其余受火影響的框架柱、梁、樓板的損傷狀態(tài)等級均為Ⅱa級。
3 現(xiàn)場檢測結(jié)果
3.1構(gòu)件損傷情況檢測
現(xiàn)場對受火災損傷的構(gòu)件露筋、混凝土剝落和裂縫等情況進行全面檢查,結(jié)果表明,直接過火區(qū)域內(nèi)首層柱、二梁板大部分混凝土表面被黑色覆蓋或成粉紅色,表面輕微裂縫網(wǎng),個別梁板出現(xiàn)混凝土脫落、露筋現(xiàn)象;此外現(xiàn)場對損傷等級評為Ⅱb級、Ⅲ級的具有代表性的混凝土構(gòu)件的碳化深度進行檢測,抽檢3個柱2個梁,共計抽檢5個構(gòu)件。結(jié)果表明,框架柱混凝土碳化深度介于8.5mm~25.0mm之間,梁混凝土碳化深度介于14.7mm~15.0mm之間,構(gòu)件的混凝土碳化深度尚未超過其混凝土保護層厚度;綜合構(gòu)件混凝土強度檢測結(jié)果,構(gòu)件表面存在一定燒傷現(xiàn)象。
3.2結(jié)構(gòu)變形情況檢測
現(xiàn)場對評為IIb級、Ⅲ級并且具備觀測條件的混凝土構(gòu)件的變形進行檢測,本次抽檢了1框架柱和1框架梁,結(jié)果表明抽檢的框架柱和框架梁均無明顯變形。
3.3混凝土強度檢測
混凝土在高溫作用下會發(fā)生溫度損傷,混凝土的抗壓強度、粘結(jié)強度、彈性模量等主要指標都會下降。冷卻方式對混凝土強度也有較大影響,用冷水突然冷卻的混凝土強度比自然冷卻的混凝土強度降低約5%~10%。
現(xiàn)場對該建筑物的框架柱和框架梁的混凝土強度進行了鉆芯檢測,檢測數(shù)量參照《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標準》(GB/T 50344-2004)中B類確定,對損傷等級評定為Ⅱb級的構(gòu)件抽檢3個柱,2個梁,共計抽檢5個構(gòu)件。
一、 構(gòu)件表層混凝土強度
參照上海市標準《火災后混凝土構(gòu)件評定標準》(DBJ08-219-96),現(xiàn)場采用鉆取小芯樣的方法(高徑比小于1.0的芯樣)抽檢該建筑損傷評定等級Ⅱb級的構(gòu)件的表層混凝土抗壓強度,統(tǒng)計分析結(jié)果見表1。
構(gòu)件表層混凝土抗壓強度檢測結(jié)果表明,抽檢的框架柱表層混凝土抗壓強度值介于17.7MPa~20.7MPa之間,抽檢的框架梁表層混凝土抗壓強度值介于24.1MPa ~ 32.3MPa之間,抽檢的2個框架柱芯樣強度不滿足設計強度等級要求,抽檢的框架梁芯樣強度滿足設計強度等級要求。
二、 構(gòu)件內(nèi)部混凝土強度
按照《鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》(CECS03:2007),現(xiàn)場采用鉆芯法鉆取高徑比約等于1.0的芯樣檢測該樓Ⅱb級構(gòu)件內(nèi)部一定深度范圍的混凝土抗壓強度,統(tǒng)計分析結(jié)果見表2。
構(gòu)件內(nèi)部混凝土抗壓強度檢測結(jié)果表明,抽檢框架柱內(nèi)部混凝土抗壓強度值介于18.5 MPa~25.4MPa之間,抽檢框架梁內(nèi)部混凝土抗壓強度值介于22.4 MPa~36.8MPa之間,抽檢的2個框架柱芯樣強度不滿足設計強度等級要求,其余抽檢的框架柱和框架梁芯樣強度均滿足設計強度等級要求。
3.4 鋼筋力學性能和工藝性能檢測
從混凝土保護層脫落,露筋比較嚴重的二層板中截取規(guī)格為A8的1組鋼筋進行試驗,檢測其力學性能和工藝性能。檢測結(jié)果表明,所抽檢鋼筋的力學性能檢驗和彎曲檢驗項目均符合標準要求。
4 結(jié)構(gòu)復核驗算及詳細鑒定評級
結(jié)構(gòu)驗算復核采用PKPM系列軟件,主要計算參數(shù)取值見表3,損傷等級評為Ⅱb級的框架柱混凝土強度按表層芯樣最低強度取值,其余構(gòu)件按照設計強度等級取值。
依據(jù)《火災后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標準》(CECS 252: 2009)的第6.1.3條和6.2.5條,對該建筑損傷狀態(tài)等級為Ⅱb級及以上的構(gòu)件進行承載力驗算,結(jié)果表明,抽檢框架柱均不滿足承載力要求,評為d級;部分抽檢的梁不滿足承載力要求,評為d級,其余抽檢的梁滿足承載力要求,評為b級;抽檢的樓板不滿足承載力要求,評為d級,抽檢的梯板滿足承載力要求,評為b級。
5 處理意見及建議
1、對該建筑物初步鑒定評級為Ⅱa級的構(gòu)件采取提高耐久性措施;對初步鑒定評級為Ⅱb級且詳細鑒定評級為b級的板采取提高耐久性或局部處理和外觀修復措施,對初步鑒定評級為Ⅱb級且詳細鑒定評級為b級的梁采取加固處理措施,對初步鑒定評級為Ⅱb級且詳細鑒定評級為d級的構(gòu)件必須及時或立即加固;對初步鑒定評級為Ⅲ級的構(gòu)件采取加固或局部更換措施。
2、加強結(jié)構(gòu)后續(xù)使用過程中的維護和管理,如發(fā)現(xiàn)構(gòu)件出現(xiàn)耐久性損傷應進行修補處理,未經(jīng)技術(shù)鑒定或設計許可,不得隨意改變結(jié)構(gòu)的用途和使用環(huán)境。
參考文獻
[1] GB/T 50344-2004 建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標準 [S]
[2] CECS03:2007 鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程 [S]
[3] GB 50009-2012 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 [S]
[4] CECS252:2009火災后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標準 [S]