某框架結構廠房火災加固后的安全性鑒定

朱孟旭

（福建省永正工程質量檢測有限公司）

0 引言

建筑結構在遭受火災后，為全面掌握火災后建筑結構的損傷狀況，需要對建筑物進行火災后鑒定，以便采取相應的處理措施。火災后結構的損傷評估和鑒定報告作為后期加固處理的技術依據，其準確性直接影響加固后結構安全性是否能滿足相關鑒定標準的要求。本文以某框架結構廠房火災加固后的安全性鑒定為例，詳細闡述了此類加固后工程項目的結構安全性鑒定方法及需要注意的要點。

1 工程概況

某工業廠房位于泉州市洛江區，為三層現澆鋼筋混凝土框架結構，一層層高為4.5m，二、三層層高均為3.8m，建筑物高度約為12.20m，建筑總面積約為4594m2，采用鉆孔灌注樁基礎，于2008 年建成并作為廠房投入使用。該工程于2019 年12 月發生火災，其中一、二層大部分區域為過火區域，三層為高溫煙氣彌漫區域。由于火災影響區域柱、梁、板均存在不同程度的損傷，委托方委托某檢測單位對其進行建筑物火災后鑒定，并出具火災后鑒定報告，后又委托某設計院根據此報告進行加固設計。

2 原火災后鑒定報告及加固設計圖紙復核

2.1 原火災后鑒定報告復核

對原火災后鑒定報告進行現場復核，發現以下問題：

⑴僅對梁、板構件進行損傷評級，未對受損的柱構件進行損傷評級。

⑵梁、板構件評級混亂，評級匯總表中存在部分構件名稱重復，部分板及相鄰次梁混合評定，次梁、板未進行區分評定，部分受損的梁、板的評級存在遺漏。

2.2 其他檢測項目復核

對影響后期加固設計及加固后整體結構安全性鑒定的必要檢測項目進行復核，發現尚有以下幾項遺漏：

⑴未體現其他非火災因素引起的構件損傷狀況，如現場檢查發現未過火區域部分梁、柱構件存在箍筋銹蝕，混凝土保護層存在較大面積剝落現象。

⑵因本工程原為未批先建的項目，除有地勘報告及設計圖紙外，無任何監督及竣工驗收資料，而原鑒定報告未體現對原結構的設計圖紙進行現場核對的情況，未對原結構的施工質量進行檢測、核查。

⑶未對火災后結構側向位移進行檢測。

2.3 加固設計圖紙復核

對原加固設計圖紙進行復核，發現原設計圖紙只對原鑒定報告中體現的損傷構件進行加固設計，未對原報告中遺漏的受損構件進行加固設計。

3 現場補充檢測、承載力驗算及補充加固設計

3.1 現場補充檢測

根據原火災鑒定報告及加固設計圖紙的復核結果，對原鑒定報告中的檢測內容進行補充檢測。

3.1.1 構件損傷評級補充、復核對該廠房原建筑、結構平面布置進行復核，所檢各層建筑、結構布置與原設計相符。依據T/CECS 252-2019《火災后工程結構鑒定標準》對柱構件的損傷評定進行補充，對原梁、板評級進行現場重新復核、細化，對未評定的過火受損梁、板進行補充評定。根據火場殘留物狀況、構件損傷情況等推定，一、二層多數過火構件最高溫度曾達到500～700℃，少數構件表面最高溫度大于800℃。本工程各層構件損傷初步鑒定各評級數量見表1，其中一層柱及二層梁、板構件損傷評級平面分布示意圖見圖1。

圖1 一層柱及二層梁、板構件損傷評級平面分布示意圖

表1 構件損傷初步鑒定各評級數量匯總

3.1.2 原結構施工質量檢測

抽取部分梁、板、柱構件進行界面尺寸量測，所檢原結構梁、柱截面尺寸及樓板厚度與設計基本相符。抽取部分輕微過火或未過火混凝土柱、梁，剝開混凝土表面粉刷層，采用回彈法對梁、柱混凝土強度進行檢測，所檢原結構柱現齡期混凝土強度推定值為25.2～29.0MPa，所檢原結構梁現齡期混凝土強度推定值為25.2～36.8MPa，均滿足原設計要求。所檢原結構柱、梁主筋直徑、主筋根數與原設計基本相符，所檢原結構柱、梁箍筋分布基本符合設計及規范要求，所檢樓板底筋分布基本與設計相符。

3.1.3 火災后主體結構側向位移量測

對火災后上部主體結構的側向位移進行量測，結果表明現階段各測點側移方向無明顯一致性，各測點側向位移值均未超過GB 50144-2019《工業建筑可靠性鑒定標準》規定的側向位移限值要求。

3.2 原設計圖紙、加固設計圖紙驗算復核

根據補充檢測結果并結合原設計圖紙、加固圖紙對結構的承載能力進行驗算分析，發現部分一、二層柱實際配筋無法滿足驗算結果，而加固設計圖紙未對此部分柱進行加固設計。

3.3 補充加固設計

將以上現場檢測及驗算結果反饋給加固設計院，與設計院充分溝通、反復核對后，由原加固設計院對原設計方案進行修改、補充。

4 加固后檢測內容及檢測結果

4.1 加固后建筑、結構布置檢查

經現場勘查，該工程現狀各層結構的加固情況基本與設計相符。主體結構現場主要加固施工內容有如下：對因爆炸而斷裂和偏出、配筋不足、柱頭施工縫開裂、過火損傷評級為III 級及以上、箍筋銹蝕及保護層剝落的柱構件分別采用置換法、外包型鋼加固法、擴大截面法等方法進行處理；對過火損傷評級為III 級及以上、箍筋銹蝕及保護層剝落的梁構件分別采用置換法、碳纖維布加固法、粘鋼加固法進行處理；對過火損傷評級為III 級及以上板構件分別采用置換法、碳纖維布加固法進行處理；過火損傷評級為IIb 級的輕微受損梁、板構件，根據情況，應先鏟除混凝土構件表面損傷層，采用高強度聚合物砂漿進行修補，再用碳纖布進行補強。

4.2 地基基礎現狀工作狀態檢查

本工程設計采用鉆孔灌注樁基礎，地基基礎未遭受灼燒，現場檢查建筑物基礎周邊地面未見明顯沉陷，上部結構未發現因基礎不均勻沉降引起的裂縫和變形。加固過程中對所加固柱的基礎承臺進行開挖，所檢基礎承臺表面未見明顯開裂、腐蝕、剝落現象。

4.3 主體結構側向位移量測

根據現場實際條件，共布置10 個測點，采用全站儀對火災后上部主體結構的側向位移進行量測，結果表明現階段各測點側移方向無明顯一致性，各測點側向位移值均未超過GB 50144-2019《工業建筑可靠性鑒定標準》規定的側向位移限值要求。

4.4 上部結構構件加固施工質量檢測內容及檢測結果

對加固施工現場鋼筋綁扎完的加大截面及置換的梁、柱、板構件鋼筋配置進行抽檢，結果表明所檢原結構柱、梁主筋直徑、主筋根數與原設計基本相符，所檢原結構柱、梁箍筋分布基本符合設計及規范要求，所檢樓板鋼筋分布基本與設計相符；對外粘型鋼或鋼板的梁、柱構件的型鋼或鋼板截面尺寸及間距進行抽檢，結果表明所檢外包型鋼或鋼板的梁、柱構件的型鋼或鋼板截面尺寸及間距符合設計要求；對采用碳纖維布加固的梁、板的碳纖維布寬度及間距進行抽檢，結果表明所檢碳纖維布的寬度及間距符合設計要求；對加大截面及置換梁、柱構件截面尺寸進行抽檢，結果表明所檢梁、柱截面尺寸與設計相符；采用樓板測厚儀對置換后樓板厚度進行抽檢，結果表明所檢樓板厚度與設計相符；現場對植筋錨固承載力進行檢測，結果表明所檢植筋錨固承載力符合規范要求；現場對鋼板與混凝土粘結強度進行抽檢，結果表明所檢鋼板與混凝土正拉粘結強度符合規范要求；現場對碳纖維片材與混凝土粘結強度進行抽檢，結果表明所檢碳纖維片粘結強度符合規范要求。

4.5 加固原材料檢測

對構件置換及加大截面用混凝土的同條件及標準養護試塊進行抗壓強度檢測，結果表明試塊強度均滿足設計要求；現場對用于加固用的鋼筋、鋼板進行取樣檢測，結果表明鋼筋及鋼板樣品力學性能和冷彎性能項目符合標準指標要求；現場對用于梁、板加固的碳纖維布進行取樣檢測，結果表明碳纖維布樣品抗拉強度、伸長率、層間剪切強度符合技術規范要求，符合單向高強度型碳纖維布復核材料III 級技術要求；現場對植筋錨固膠、涂布粘鋼結構膠、壓注粘鋼結構膠及碳布浸漬膠進行取樣檢測，結果表明所檢結構膠粘劑所檢項目符合規范技術指標要求。

5 結構承載力驗算與分析（不含地震工況）

根據現場檢測結果、原設計圖紙及加固圖紙，采用PKPM 軟件對加固后結構承載能力進行驗算分析(圖2）。驗算結果表明，該廠房加固后框架、梁、板的承載能力均滿足要求。

圖2 結構三維分析模型

6 鑒定單元安全性評級

綜合考慮地基基礎、上部承重結構、圍護結構系統的等級評定結果，本工程加固后安全性等級評定為二級。

7 抗震性能評估

該工程地處抗震設防烈度7 度(0.10g)區，設計地震分組為第三組，場地類別為II 類，框架抗震構造措施等級為三級，框架抗震等級為三級。經現場檢測并結合設計圖紙資料，該廠房結構體系、材料強度、構件配筋與構造等抗震措施項目均符合規范的要求。該樓在計入地震作用下，驗算結果表明，該廠房框架柱、梁抗震承載力和變形均滿足規范要求，加固后抗震性能滿足規范要求。

8 鑒定結論

本工程加固后安全性等級評定為二級。加固后建筑的抗震性能滿足規范要求。

9 結語

建筑結構火災后的檢測鑒定和加固已廣泛開展，筆者認為在該類型檢測鑒定項目中應注重以下幾方面的工作。

⑴因火災受損的建筑，其損傷構件往往存在數量多、損傷級別各不相同的情況，火災后損傷鑒定應認真、細致，對損傷構件的評級應區分到每一個構件，避免出現遺漏。

⑵火災加固后的建筑，除了要注重施工質量外，同時對于原鑒定報告和加固設計也要給予關注，應對原鑒定報告的檢測內容和鑒定結論、加固設計內容和承載力驗算進行復核。若發現原鑒定報告及加固設計存在檢測、設計內容遺漏及錯誤，在加固施工前應及時補充檢測及補充設計，以確保火災后建筑經加固后的結構安全性滿足規范要求。

⑶火災后的結構加固設計及加固施工必須委托有資質的單位進行，加固施工質量應嚴格按照相關規范的要求，若檢測單位在加固施工前就已介入，應對于加固施工過程中的重要施工節點及隱蔽工程的施工進行必要的現場監督及驗收。