某框架結(jié)構(gòu)房屋火災(zāi)的受損分析

葛勇，嚴(yán)春風(fēng)，謝紹云

（1重慶泉河建筑工程有限公司，重慶404500；2四川省建設(shè)廳，四川成都610041）

某框架結(jié)構(gòu)房屋火災(zāi)的受損分析

葛勇1，嚴(yán)春風(fēng)2，謝紹云1

（1重慶泉河建筑工程有限公司，重慶404500；2四川省建設(shè)廳，四川成都610041）

火災(zāi)對(duì)房屋結(jié)構(gòu)會(huì)造成不同程度的損傷，對(duì)災(zāi)損的科學(xué)分析是加固修復(fù)的前提。論文詳實(shí)介紹了房屋的梁、板及附屬設(shè)施等受災(zāi)情況，對(duì)受災(zāi)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行了損傷分析與評(píng)估，并結(jié)合結(jié)構(gòu)受損情況，提出了原則處理建議，為同類(lèi)工程案例分析與加固提供參考。

框架結(jié)構(gòu)；火災(zāi)檢測(cè)；受損分析；處理意見(jiàn)

1　概況

某別墅住宅樓為四層薄壁異型柱框架結(jié)構(gòu)，一梯兩戶(hù)，共四戶(hù)，每戶(hù)為躍層結(jié)構(gòu)（外貌見(jiàn)圖1）。該房屋相關(guān)情況如下：（1）房屋平面近似“矩形”，總長(zhǎng)度為20.1m，總寬度為11.7m，建筑面積約1000m2（見(jiàn)圖2-圖3）；（2）基礎(chǔ)為人工挖孔樁基礎(chǔ)，基礎(chǔ)持力層全部置于中風(fēng)化巖石上；（3）梁、柱、現(xiàn)澆板混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)均為C30；（4）工程抗震設(shè)防烈度為6度，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)[1]。

圖1　房屋外貌

圖2　三層（標(biāo)高5.97m）結(jié)構(gòu)示意圖

圖3　四層（標(biāo)高8.97m）結(jié)構(gòu)示意圖

住戶(hù)對(duì)房屋（5-8軸線范圍）進(jìn)行了裝修，并基本結(jié)束準(zhǔn)備入住時(shí)，該室內(nèi)發(fā)生了火災(zāi)，火災(zāi)后欲重新進(jìn)行裝修，裝修實(shí)施前需對(duì)房屋現(xiàn)狀進(jìn)行火災(zāi)的影響分析。

2　火災(zāi)情況檢測(cè)

2.1火災(zāi)情況

房屋起火前已裝修完畢。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和公安消防支隊(duì)“火災(zāi)事故認(rèn)定書(shū)”可知火災(zāi)相關(guān)情況：三層（5）-（6）/（D）-（F）軸線范圍為廚房，當(dāng)日22時(shí)40分，靠近（5）/（D）-（F）軸線墻體的位置由于電冰箱內(nèi)部故障起火，引燃周?chē)扇嘉镆l(fā)了火災(zāi)；燃燒物主要為電器、裝修好的櫥柜和吊頂?shù)炔牧希麄€(gè)火災(zāi)持續(xù)時(shí)間約為35min。

2.2房屋受損情況

根據(jù)火災(zāi)相關(guān)情況，起火點(diǎn)燃燒后，火焰主要從（F）軸線的墻上窗和客廳的落地窗竄出。現(xiàn)場(chǎng)對(duì)房屋現(xiàn)狀情況進(jìn)行了查看，結(jié)果如下。

2.2.1過(guò)火后殘留物情況

進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)查看時(shí)，火災(zāi)殘留物大部分已清理。過(guò)火部位的房屋外表面窗框已被拆除，外墻面局部瓷磚脫落，表面被煙熏成黑色，房間內(nèi)塑料插座被燒變形和部分殘存PVC線管變形（見(jiàn)圖4），客廳鋼夾層構(gòu)件表面油漆被燒脫落呈紅褐色，但鋼構(gòu)件未見(jiàn)彎曲變形等異常情況，入戶(hù)防盜門(mén)表面被燒脫漆（圖5），但能正常閉合。

圖4　插座過(guò)火后的情況

圖5　防盜門(mén)過(guò)火后的情況

2.2.2過(guò)火后結(jié)構(gòu)受損情況

火災(zāi)影響范圍受損較嚴(yán)重構(gòu)件為現(xiàn)澆板，現(xiàn)澆板底部混凝土脫落深度約為50mm，板鋼筋外露，板鋼筋表面為紅褐色，但未出現(xiàn)彎曲變形情況（見(jiàn)圖6）。其他部位現(xiàn)澆板底未見(jiàn)混凝土脫落、裂縫等異常情況。梁、柱抹灰層未完全脫落，局部部位為煙熏黑色，混凝土表面敲擊聲較清脆。梁表面未見(jiàn)開(kāi)裂、混凝土脫落及下?lián)系犬惓Ｇ闆r，柱未見(jiàn)開(kāi)裂、混凝土脫落及傾斜等異常情況（梁、柱外貌見(jiàn)圖7）[2]。

圖6　板底混凝土脫落、露筋

圖7　梁、柱外觀

其他房屋內(nèi)梁、板、柱表面大都為煙熏黑色，未見(jiàn)混凝土開(kāi)裂、脫落等異常情況。該房?jī)?nèi)的墻體為多孔磚填充墻，墻體表面抹灰有脫落，磚未發(fā)現(xiàn)開(kāi)裂等異常情況。

3　構(gòu)件受損分析

3.1火災(zāi)溫度

火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)溫度不僅與燃燒物的數(shù)量和種類(lèi)有關(guān)，而且與燃燒時(shí)間也有重要關(guān)系，可根據(jù)火災(zāi)后的現(xiàn)場(chǎng)殘留物狀況和構(gòu)件的外觀特征來(lái)判定火災(zāi)溫度。

（1）根據(jù)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)燒損物判定塑料軟化溫度約290℃；鋁合金變形溫度為650℃；鋼材扭曲、變形溫度＞700℃。

（2）根據(jù)火災(zāi)后混凝土表面顏色及外觀特征判定，除起火部位混凝土脫落、露筋外，其他部位混凝土構(gòu)件梁、板、柱表面抹灰層未完全脫落；表面煙熏黑色，敲擊聲較響亮，未出現(xiàn)裂縫，可判定火災(zāi)溫度在300～500℃之間。

（3）根據(jù)國(guó)際ISO834標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線推算火災(zāi)發(fā)生時(shí)自然溫度T0取為20℃，火災(zāi)經(jīng)歷時(shí)間約為35min（該時(shí)間包含發(fā)現(xiàn)火災(zāi)到撲滅火災(zāi)的全部時(shí)間，大火持續(xù)時(shí)間應(yīng)小于該時(shí)間），由公式T-T0=3451g（8t+1）推算出火災(zāi)溫度T為865℃。

綜上所述，該住戶(hù)室內(nèi)過(guò)火范圍內(nèi)火場(chǎng)溫度綜合判定約在290～900℃范圍內(nèi)[3]。

3.2受損分析

（1）樓板受損分析。樓板處于最不利位置，受火焰的直接燒烤，一般在十幾分鐘內(nèi)溫度即可由20℃上升到600℃。由于板底的混凝土表面溫度急劇上升，混凝土又具有熱惰性的特點(diǎn)，因此板損傷一般較為嚴(yán)重。起火部位現(xiàn)澆板受損嚴(yán)重，板底混凝土脫落、露筋，已影響了該部位板承載力，其他部位的現(xiàn)澆板未發(fā)現(xiàn)混凝土脫落、開(kāi)裂和露筋現(xiàn)象[4]。

（2）梁和柱受損情況分析。梁一般處于火場(chǎng)的正上方，與火焰接觸面較大，多為三面受火狀態(tài)，受火焰的直接燒烤，梁底面受損一般較為嚴(yán)重。柱一般處于與火焰平行的方向，中上部受外焰燒烤，下部一般受內(nèi)焰燒烤，有單面受火、兩側(cè)受火以及三側(cè)和四側(cè)受火等多種狀態(tài)。根據(jù)火焰的特點(diǎn)，外焰溫度較內(nèi)焰溫度高，因此柱的中上部受損較嚴(yán)重。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)查看和火災(zāi)情況：梁、柱中上部表面大部分為煙熏黑色、表面抹灰層未完全脫落、未出現(xiàn)開(kāi)裂和混凝土脫落等異常情況。由于旁邊有大開(kāi)間窗戶(hù)和客廳落地窗，起火后大部分火勢(shì)從窗戶(hù)竄出，對(duì)梁、柱未造成明顯的損傷[3]。

4　小結(jié)

（1）火災(zāi)起火部位現(xiàn)澆板受損嚴(yán)重，板底混凝土脫落、露筋，已影響了該部位板承載力，其他部位的現(xiàn)澆板未發(fā)現(xiàn)混凝土脫落、開(kāi)裂和露筋現(xiàn)象。

（2）位于火場(chǎng)的正上方梁與火焰接觸面較大，多為三面受火狀態(tài)，梁底面受損一般較為嚴(yán)重。柱中上部受外焰燒烤，下部一般受內(nèi)焰燒烤，柱的中上部受損較嚴(yán)重。

（3）起火部位上部現(xiàn)澆板加固處理：將燒疏松混凝土清理后，調(diào)正板外露鋼筋，然后用高一標(biāo)號(hào)的細(xì)石混凝土修補(bǔ)，最后當(dāng)后補(bǔ)混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%后粘貼碳纖維布進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理[4]。

[1]中華人民共和國(guó)建設(shè)部.GB50010-2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.

[2]中華人民共和國(guó)建設(shè)部.GB/T 50344-2004建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004.

[3]中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì).CECS252:2009火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2009.

[4]中華人民共和國(guó)建設(shè)部.JGJ/T23-2011回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.

責(zé)任編輯：孫蘇，李紅

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，重慶人，博士研究生，高級(jí)工程師，主要從事土木工程建設(shè)管理工作。

嚴(yán)春風(fēng)（1968-），男，江西九江人，工學(xué)博士，高級(jí)工程師，主要從事建設(shè)管理工作。

謝紹云（1968-），男，重慶人，大學(xué)本科，高級(jí)工程師，主要從事工程建筑管理工作。