火灾灾后钢筋混凝土结构鉴定与加固研究

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1、52低温建筑技术2010年第6期(总第l44期)火灾灾后钢筋混凝土结构鉴定与加固研究尚亚妮(陕西省建筑科学研究院．西安710000)【摘要】火灾不仅造成人类生命和财产巨大损失，对建筑结构本身的损伤和破坏也非常严重。结合具体的工程实例，重点对火灾后钢筋混凝土结构的检测方法、火灾损伤等级综合鉴定标准以及修复加固设计方案等进行了研究和探讨，提出了一些有效的方法和建议，为今后的建筑火灾实际工程研究和修复加固设计提供参考。【关键词】火灾；钢筋混凝土；力学性能；加固【中图分类号】TU746【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2010)06—0052—

2、03近年来，火灾给人类社会带来了巨大灾难和损失。全世度。由于火灾后受损结构需要进一步修复和加固，因此，一界每年火灾经济损失达到社会生产总值的0．2％，死亡l0般用于混凝土质量的检验方法大多是采用非破损和破损检余万人，还会造成巨大的社会和政治影响。就我国而言，每验相结合方法，如：敲击法、回弹法、超声波法、钻芯法等。年约发生20万起火灾，建筑火灾一般要占火灾总数的95％除此之外受损的其它结构的检测方法如表1所示。左右。在我国，钢筋混凝土结构和砖混结构形式占绝大多数，建筑物火灾主要是发生在混凝土结构的火灾-1]。因此研表1火灾后受损结构检测方法究火灾在混凝

3、土结构鉴定与加固有其重要的作用。检测内容检测方法1火灾后钢筋混凝土材料力学性能和剩余承载力计算混凝土构件烧伤深度超声法、凿孔法试验表明，钢筋和混凝土随温度升高其力学性能会发生混凝土爆裂外观检查明显变化。火灾高温作用下，钢筋与混凝土之间的粘结强混凝土裂缝数量、走向、宽度、深度外观检测法、超声法度受到很大的破坏。钢筋和混凝土由于物理和化学变化结构变形水准仪法、标杆法、拉线法而使材料的力学性能有很大的降低，使结构构件也显示了不混凝土强度的检测回弹法一钻芯法相结合同损伤程度的破坏。因此，分析并计算构件的剩余承载能力构件性能试验现场负荷试验非常重要。通过国内外

4、一些方法的对比，混凝土结构受火后钢筋性能取样测试的方法的承载力计算方法是：①根据温度场计算结果，把受火构件截面划分为若干个条带(单元)，分别求得每个单元的温度，2．2受损等级鉴定并确定钢筋处的温度；②对应各单元的温度，确定高温下钢灾后将现场的全部调研和检测结果形成结构灾后损伤筋与混凝土的强度折减系数，然后计算各单元的截面承载状况报告，对结构受损程度做出正确评估。钢筋混凝土结构力。整个截面的承载力应为各单元截面承载力之和。损伤等级评定标准如表2所示。钢筋混凝土结构在火灾高温下承载力与钢筋强度关系3工程实例分析极大。其强度降低情况曲线如图1所示。该工程为

5、某市的百货大楼，1999年建成并投入使用，大厦建筑面积2000m2，占地面积约1500m2。该建筑为钢筋混凝土框架结构，平面形状呈“V”型，建筑共分为7层，地下室+为超市，1—5层为商场，6层为餐厅与影院。3．1火灾现场检测及鉴定结果(1)火灾现场检测：火灾于2008年夏天发生，由于夏天气温较高，商场全为易燃物，灭火历史4小时。商场基本全部过火，地下室钢结构超市在火灾中钢柱及钢梁严重扭曲变形坍塌。商场可燃物已烧尽，部分铝合金窗框被烧熔断，玻璃软化卷曲，局部玻璃烧化，角钢货架严重扭曲；梁、板及柱混凝土脱落露筋现象较普遍；吊顶的石膏板烧成粉末脱落，轻钢龙

6、骨严重扭曲；大厦大部分外墙墙面全部熏黑，铝合金窗的玻璃全炸碎，部分铝合金窗框烧损变形。(2)火灾温度的判定：建筑物外观检测结果如表3(以第三层为例)。尚亚妮：火灾灾后钢筋混凝土结构鉴定与加固研究53表2钢筋混凝土结构损伤等级评定标准表4混凝土损伤结果损伤等级评定标准一级装饰面层损伤：构件表面出现细小裂缝或装饰面层损伤有少许脱落；存有少量温度收缩裂缝；强度未变。抹灰或防护面层损伤：混凝土保护层有局部剥落，构二级件表面颜色发生明显变化，呈现浅黄色或粉红色；混损伤凝土强度为原强度的95％以上。构件保护层损伤：构件迎火面的保护层有大面积剥三级落，钢筋少部分外

7、露，有轻微屈服，混凝土强度为原损伤强度的70％～95％。损伤钢筋修复加固构件内部损伤：构件迎火面保护层有严重剥落，混凝等级强度损失／％机械性能变f匕／％方案四级土与钢筋的黏结局部破坏严重，混凝土强度为原强损伤度的50％一70％。构件整体损坏：混凝土严重剥落，构件截面积严重减五级小，钢筋外露，与失去黏结性能，混凝土强度为原强损伤度的50％以下。(1)受损混凝土构件加固量计算：火灾受损构件的加固量AR是指受损构件加固至满足使用功能要求时所需增加的承载能力。具体计算公式与所采用的加固方法有关，用通式表示即为：AR=Ⅱ·R—R(2)式中，R为加固后构件满足使

8、用要求的承载力；R为火灾受损构件的剩余承载力，按本章第一节所述方法计算；A为加固方法修正系数。一般情况下a：