某建筑火災(zāi)后結(jié)構(gòu)損傷檢測與鑒定評(píng)級(jí)探析

陳 淼

（安徽省建設(shè)工程測試研究院有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230051）

1 工程概況

某建筑為五層現(xiàn)澆鋼筋混凝土廠房，其中層高均為4.5米，建筑面積7322m2，已于2009年完工，主要應(yīng)用于服裝產(chǎn)業(yè)。根據(jù)火災(zāi)事故認(rèn)定書得知，一層生產(chǎn)車間由于電氣短路造成火災(zāi)事故，總過火面積約為1830m2。.

2 火災(zāi)調(diào)查

一層火災(zāi)電梯間受外墻阻隔，未受到火災(zāi)影響，且建筑柱、梁角等部位的混凝土出現(xiàn)開裂現(xiàn)象、脫落現(xiàn)象，部分縱筋暴露，且部分混凝土酥脆，敲打聲音較為沙啞。綜上所述，車間內(nèi)部的火災(zāi)溫度超過800°，且局部溫度上升到1200°。二層電梯間結(jié)構(gòu)表面有熏黑現(xiàn)象，未能起火燃燒，且外墻窗戶已經(jīng)爆裂，少量物品已被燒毀，形成滴狀物，車間柱、梁板等墻面存在漆面脫落現(xiàn)象，最終確定局部為火災(zāi)溫度低于800°。三層至五層未發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷。室內(nèi)溫度低于200°。建筑火災(zāi)只發(fā)生在一樓和二樓，對(duì)于二樓以及二樓以上影響不大，通過對(duì)燃燒物質(zhì)的狀態(tài)分析，總結(jié)出建筑火災(zāi)的發(fā)生范圍，以及影響程度，從而對(duì)相關(guān)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行有效的分析和檢驗(yàn)。

3 結(jié)構(gòu)檢測

3.1 建筑結(jié)構(gòu)布置檢查

根據(jù)施工現(xiàn)場的相關(guān)內(nèi)容發(fā)現(xiàn)，建筑的施工結(jié)構(gòu)與原設(shè)計(jì)圖紙相符。

3.2 使用質(zhì)量抽查

通過對(duì)未受火災(zāi)影響的建筑部位的框架柱、梁等建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行鉆芯取樣檢測鑒定，發(fā)現(xiàn)二層至五層的混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度滿足相應(yīng)要求，且建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)強(qiáng)度未受火災(zāi)的影響而降低。同時(shí)對(duì)建筑的受到火災(zāi)影響的框架柱、梁、板等建筑構(gòu)件進(jìn)行X射線掃描檢測，最終結(jié)果顯示與原設(shè)計(jì)需求相符。滿足施工質(zhì)量要求。

3.3 殘余狀態(tài)材料的力學(xué)檢測能力

1）混凝土剩余承載力與損傷深度測定：通過對(duì)一層混凝土相關(guān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行取樣檢測，發(fā)現(xiàn)一層灼燒內(nèi)柱側(cè)面的損傷程度約為20mm～44mm，二層損傷程度約為10～25mm，三層、四層、五層無損傷。通過對(duì)損傷層面進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，結(jié)果顯示，混凝與抗壓等級(jí)達(dá)到35MPa～54MPa，其建筑強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C25。2）鋼筋殘余力學(xué)性能檢測：由于一二層被灼燒嚴(yán)重，且多處鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在鋼筋裸露現(xiàn)象，因此為了檢測鋼筋的殘余應(yīng)力，對(duì)灼燒鋼筋進(jìn)行截取，進(jìn)行多種型號(hào)的測試和檢驗(yàn)，最后結(jié)果顯示，相關(guān)鋼筋的殘余應(yīng)力性能滿足國家標(biāo)準(zhǔn)HRB335以及HPB235的相關(guān)要求。

4 鑒定評(píng)級(jí)

4.1 初步鑒定評(píng)級(jí)

基于 《建筑結(jié)構(gòu)火災(zāi)后鑒定標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)內(nèi)容，對(duì)該建筑進(jìn)行火災(zāi)影響的全面評(píng)級(jí)鑒定，主要鑒定建筑構(gòu)件的外觀與形態(tài)進(jìn)行有效評(píng)級(jí)，例如：火災(zāi)發(fā)生后，對(duì)建筑外部是否造成顏色和狀態(tài)的變化，類似混凝土開裂以及油煙等一系類影響。

4.2 詳細(xì)鑒定評(píng)級(jí)

火災(zāi)發(fā)生后，建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的詳細(xì)評(píng)定內(nèi)容是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的壓強(qiáng)測試，以及對(duì)實(shí)體建筑的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行剩余承載力的有效分析，進(jìn)而得出相應(yīng)的有效結(jié)論。通過對(duì)建筑結(jié)構(gòu)、構(gòu)件施工質(zhì)量、鋼筋殘余專業(yè)的檢測結(jié)果，結(jié)合建筑設(shè)計(jì)圖，構(gòu)建建筑的BIM結(jié)構(gòu)檢測模型，以revit軟件為主要構(gòu)建平臺(tái)。

4.3 結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件承載力的復(fù)核、分析

通過對(duì)建筑鋼筋的損傷深度以及殘余混凝土強(qiáng)度等內(nèi)容進(jìn)行有效檢測，綜合檢測結(jié)果，應(yīng)用SATWE軟件，進(jìn)行建筑鋼筋的結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力復(fù)核計(jì)算、分析。

1）確定計(jì)算參數(shù)，將地震作用、風(fēng)荷載、恒定荷載、活荷載等計(jì)算參數(shù)輸入到系統(tǒng)軟件之中。2）材料強(qiáng)度，混凝土強(qiáng)度，按照過火結(jié)構(gòu)構(gòu)件的殘余混凝土強(qiáng)度以及未灼燒的結(jié)構(gòu)構(gòu)件混凝土強(qiáng)度均按照C25設(shè)計(jì)。3）復(fù)核建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)分析，通過反復(fù)驗(yàn)算，得出建筑一二層建筑中，燃燒建筑柱、梁等結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)剛度不規(guī)則，同時(shí)樓層抗剪承載力沒有發(fā)生突變，在地震效應(yīng)的作用下，建筑結(jié)構(gòu)的X向與Y向的最大彈性層間接位移角度，分別為1/627以及1/584，均滿足相關(guān)規(guī)定要求，未超過標(biāo)準(zhǔn)值1/550。

通過相關(guān)詳細(xì)計(jì)算得知，建筑底層框架中軸壓比為1.02～1.37左右，而二層軸框架中柱軸壓比為0.98～1.38，均超過規(guī)范的相關(guān)要求，滿足三級(jí)框架結(jié)構(gòu)的限制0.85的標(biāo)準(zhǔn)條件。同時(shí)經(jīng)過進(jìn)一步鑒定和研究，發(fā)現(xiàn)建筑一層中部分框架柱的承載能力不足，其承載能力鑒定系數(shù)為0.55～0.82，低于三級(jí)框架結(jié)構(gòu)0.85的標(biāo)準(zhǔn)條件，最后根據(jù)火災(zāi)后相關(guān)框架柱、梁等構(gòu)件的承載測試，滿足 《火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)于火災(zāi)后混凝土構(gòu)件承載力評(píng)定等級(jí)b的標(biāo)準(zhǔn)。由于三層以上未受到火災(zāi)的影響，進(jìn)而對(duì)相關(guān)內(nèi)容的測定發(fā)現(xiàn)，其所有框架柱、梁等建筑構(gòu)件均滿足規(guī)范中的設(shè)定條件，因此符合相應(yīng)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。

4.4 鑒定結(jié)論

1）初步鑒定，除二層開間以及電梯間外，二層樓板均屬于Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，三層絕大多數(shù)樓板屬于Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，部分屬于Ⅱb標(biāo)準(zhǔn)。2）框架梁二層以上主要為Ⅱb標(biāo)準(zhǔn)，部分二層建筑構(gòu)件屬于Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其中極為輕微損傷或者未發(fā)生火災(zāi)影響的建筑構(gòu)件為Ⅱa標(biāo)準(zhǔn)。未受火災(zāi)影響的框架柱以及框架梁均為b級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。3）可靠性鑒定。通過以上建筑內(nèi)容的有效測定以及對(duì)建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有效評(píng)定，進(jìn)而梳理出建筑的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語

綜上所示，通過對(duì)某建筑火災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)定分析，結(jié)合相關(guān)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度分析、應(yīng)力分析、殘余材料性能分析等一系類的檢測條件為主要參考系數(shù)，經(jīng)相關(guān)檢測評(píng)定等級(jí)規(guī)范的具體內(nèi)容，進(jìn)行對(duì)比總結(jié)，從而得出建筑的最終結(jié)構(gòu)有效評(píng)定等級(jí)。