某居民樓火災后結構安全性檢測與分析

牛子鉉

(安徽理工大學，安徽 淮南 232001)

1 工程概況

1.1 項目現狀

某居民樓始建于2011年，為7層磚混結構，平面形狀為矩形，該建筑結構形式簡明，承重體系明確，主體由磚砌墻體承重，墻體均為燒結普通磚砌筑，水泥砂漿抹面，并做有白灰面層，該建筑為現澆混凝土樓板、平屋面，設置有圈梁及構造柱，該建筑設置有現澆混凝土樓梯兩部。由于該建筑局部遭受火災侵害，災后建筑安全狀況不明，對該建筑進行了安全(可靠)性檢測。該居民樓正面外觀狀況良好，未見有明顯破損，如圖1所示；背面3層及以上局部受火，具體狀況如圖2所示。

圖1 某居民樓正面整體外觀

圖2 某居民樓背面受火狀況

1.2 項目檢測示意圖(見圖3)

圖3 檢測示意圖

2 常規安全(可靠)性檢測

某居民樓結構安全性檢測：對該建筑墻體、鋼筋混凝土梁和可進入房間進行實地查驗并記錄相關現狀，包括：磚體強度、砌筑砂漿強度、混凝土構件強度等情況進行檢測。

2.1 鋼筋混凝土強度檢測

根據該建筑物建筑結構類型及現場實際情況，依據國家標準《建筑結構檢測技術標準》(GB/T50344-2004)[1](以下簡稱《建標》)及《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》(JGJ/T23-2011)[2](以下簡稱《回彈法》)，對該工程混凝土構件進行隨機抽樣，采用ZC3-A型混凝土回彈儀對混凝土構件進行回彈檢測。選取該建筑所有混凝土構件為一個檢測單元，每一單元選取不少于3個構件，每一構件選取10個測區，每個測區檢測16個測點。由于該建筑建設年代久遠，碳化程度較深，故均按碳化深度>6 mm進行計算；并依據《回彈法》對該建筑物現齡期混凝土構件，進行單構件強度推定；依據《民用建筑可靠性鑒定標準》(GB 50292-2015)[3](以下簡稱《民標》)附錄K對構件強度進行齡期修正，修正系數選取為0.98，對該建筑混凝土構件強度進行評定。依據《回彈法》對該建筑物現齡期混凝土構件，進行單構件強度推定；依據《民標》對構件強度進行齡期修正。

其中需要用到的計算公式包括:

測區平均回彈值：

構件測區強度平均值：

構件強度推定値：

fcu，e= mf cu-1.645 Sf cu

構件齡期修正值：

fcu，t= αn·fcu，e

式中，Rm為測區平均回彈值，各測區16個回彈值，去除3個最大、3個最小值所得測區平均值，精確到0.1；Ri為構件測區第i個測點的回彈值；mf cu為構件測區混凝土強度換算值的平均值，精確至0.1 MPa；n為構件測區數，此處取10；f cu，i為第i個測區混凝土強度換算值，精確至0.1 MPa；fcu，e為構件混凝土強度推推定值，精確至0.1 MPa；Sf cu為構件測區混凝土強度換算值的標準差，精確至0.0001 MPa；fcu，t為構件測區混凝土強度齡期修正值，精確至0.1 MPa；αn為齡期修正系數。

經回彈檢測，該建筑現澆鋼筋混凝土梁抗壓強度較低，未達到現行規范要求的C20等級，其最大值為19.4 MPa，最小值為9.8 MPa，平均值為14.1 MPa。

2.2 砌筑砂漿強度檢測

根據該建筑物建筑結構類型及現場實際情況，依據國家標準《建標》及《砌體工程現場檢測技術標準》(GB/T50315-2011)[4](以下簡稱《砌標》)，對該工程砌筑砂漿進行隨機抽樣，采用ZC5型砂漿回彈儀對砌筑砂漿進行回彈檢測。選取該建筑所有砌體構件為一個檢測單元，每一單元選取不少于6個測區(構件)，每一測區(構件)選取10個測位，每個測位檢測12個測點；并依據《砌標》中給出的計算和評定標準，對該建筑砌筑砂漿強度進行評定。

需要用到的計算公式包括:

測位平均回彈值：

測位砂漿強度換算值：

f2ij=6 .34×10-5×R3.60

測區砂漿強度平均值：

檢測單元砂漿強度平均值：

檢測單元砂漿強度取下列公式中的較小值：

經檢測，兩棟建筑砌筑砂漿強度較差，未達到M2.5等級，21號樓各構件砌筑砂漿強度最大值為1.65 MPa，最小值為0.54 MPa，平均值為0.91 MPa；西小樓各構件砌筑砂漿強度最大值為3.43 MPa，最小值為1.41 MPa，平均值為2.16 MPa。

2.3 普通燒結磚構件強度檢測

根據該建筑物建筑結構類型及現場實際情況，依據《建標》及《砌標》，對該工程普通燒結磚砌筑的砌體構件進行隨機抽樣，使用磚回彈采用ZC4型磚回彈儀進行回彈檢測。選取該建筑所有砌體構件為一個檢測單元，每一單元選取不少于6個測區(構件)，每一測區(構件)選取10個 測位，每個測位檢測5個測點；并依據《砌標》中給出的計算和評定標準，對該建筑燒結磚強度進行評定。

其中需要用到的計算公式包括:

測位平均回彈值：

測位燒結磚強度換算值：

f1ij=2×10-2R2-0.45R + 1.25

測區燒結磚強度平均值：

檢測單元燒結磚強度平均值：

檢測單元燒結磚強度標準差：

檢測單元燒結磚強度變異系數：

δ=S / f1,m

檢測單元磚體抗壓強度標準值(當δ<0.21時)：

f1k=f1,m-1.8 S

式中，R為第j個測位5個回彈值，求得該測位平均回彈值，精確到0.1,；Rm為第j個測位第m個彈擊點的回彈值；f1ij為第i個測區(構件)第j個測位的燒結磚強度值，MPa；f1i為第i個測區(構件)的燒結磚平均強度值，MPa；f1,m為檢測單元測區強度平均值，MPa；n2為檢測單元中測區(構件)總數；S為檢測單元燒結磚強度標準差；

經檢測，兩棟建筑普通燒結磚強度等級達到MU15，21號樓各構件燒結磚強度最大值為23.51 MPa，最小值為15.59 MPa，平均值為20.84 MPa，標準值為16.40 MPa；西小樓各構件燒結磚強度最大值為22.93 MPa，最小值為17.95 MPa，平均值為21.18 MPa，標準值為17.75 MPa。

3 火災檢測

由于該建筑北側家具城發生火災，導致3樓以上北側外墻受到煙火熏烤，并引燃西側4樓、5樓兩戶住宅，致使其受火嚴重。現依據《火災后建筑結構鑒定標準》(CECS252：2009)[5]對該建筑災后狀況進行檢測。檢測內容包括：受火狀況和災后構件狀況及其強度變化。

3.1 受火狀況檢測

經檢測多數受火構件評定結果尚可，僅構件⑤-L-13-15/E評價等級較低(Ⅲ級)；通過對過火房間殘留物的觀察和分析，判斷持續過火溫度應在300 ℃以內，對構件強度影響較小。

3.2 受火與未受火構件強度比較

因該建筑部分房間受火，因此，對同樓層受火與未受火單元進行比較，以確定建筑構件受火后對其強度的影響。同樓層受火與未受火單元構件強度比較如表1所示。

表1 同樓層受火與未受火單元構件強度比較

通過比較同樓層過火與未過火單元構件強度可知，過火對構件強度影響較小。

4 分析與總結

4.1 分 析

經檢測，對于該火災后的居民樓，根據《民用建筑可靠性鑒定標準》(GB50292-2015)，該居民樓燒結磚強度較好(MU20)，砌筑質量較好，但部分燒結磚表現出欠火現象，磚體較為酥脆；砌筑砂漿強度較差，未到達現行規范的相關要求；現澆鋼筋混凝土梁的抗壓強度較低，未達到C20的基本要求，個別構件有明顯缺陷，但澆筑質量尚可。

該居民樓受火較嚴重，但是并未破壞，對構筑物材料性能已經產生較為顯著的影響，對結構的安全及性能產生不利的影響，依據《火災后建筑結構鑒定標準》(CECS252：2009)，該居民樓應該加固或者局部進行更換。

綜上所述，按照《民標》的規定，同時考慮到整棟建筑的地基與基礎沉降、屋面維護能力、上部承重結構的承載能力和維護結構現狀等問題，該火災后的居民樓的整體結構安全性等級綜合評定為“限定使用”級別。

4.2 總 結

本文主要以工程實例為背景，對建筑物火災后的檢測與鑒定的研究過程進行綜述，但是火災后建筑結構的檢測與鑒

定是一項復雜的課題，關于火災溫度的判斷以及整體結構的檢測方法，仍需要進一步深度研究。

[ID:009987]