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混凝土結(jié)構(gòu)火災(zāi)后檢測技術(shù)要點(diǎn)原因分析01 引言 近年來,建筑火災(zāi)的發(fā)生逐漸呈上升的趨勢,直接危害人類的生命財(cái)產(chǎn),同時(shí)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)本身產(chǎn)生不利影響。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在遭受火災(zāi)后,結(jié)構(gòu)材料性能發(fā)生變化,受損構(gòu)件的承載力、變形、耐久性、抗震性能受到不同程度的削弱,混凝土結(jié)構(gòu)的可靠性大大降低存在安全隱患[1]。 2023年11月某鋼廠預(yù)配料室發(fā)生火災(zāi),造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損傷; 2021年3月安徽省某工廠廠房發(fā)生火災(zāi),致一人失聯(lián); 2021年5月陜西省某結(jié)構(gòu)住宅樓發(fā)生火災(zāi),致兩人死亡; 2022年1月某車間廠房發(fā)生火災(zāi),造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損傷; 2015年4月某鋼廠車間生產(chǎn)線廠房發(fā)生火災(zāi),造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損傷。 02 火災(zāi)后建構(gòu)筑物存在的典型問題 1.建筑結(jié)構(gòu)耐久性問題: (1)高溫環(huán)境會(huì)加速建筑材料的老化和退化過程。 (2)火災(zāi)誘發(fā)的結(jié)構(gòu)變開和裂縫會(huì)破壞建筑材料的完整性,為外界侵蝕介質(zhì)的滲入提供通道,加劇材料劣化速率。 (3)火災(zāi)還會(huì)改變建筑材料的化學(xué)組成和微觀結(jié)構(gòu),引發(fā)一系列耐久性問題[2]。 2.建筑材料性能問題: 火災(zāi)高溫環(huán)境會(huì)對(duì)建筑材料的物理、化學(xué)和力學(xué)性能產(chǎn)生顯著影響。當(dāng)溫度超過300℃時(shí),大多數(shù)建筑材料的強(qiáng)度和剛度開始明顯下降。例如混凝土材料在高溫下會(huì)發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng),如水化產(chǎn)物的分解、骨料與水泥漿體的相變等,導(dǎo)致其強(qiáng)度和彈性模量大幅降低。高溫還會(huì)加劇鋼筋與混凝土間的熱不兼容效應(yīng),削弱兩者的粘結(jié)性能,進(jìn)而影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的整體性能[3]。 3.結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性問題: 火災(zāi)會(huì)導(dǎo)致建筑材料性能退化,還會(huì)顯著影響建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。火災(zāi)高溫環(huán)境下,結(jié)構(gòu)構(gòu)件會(huì)產(chǎn)生較大的溫度變形和應(yīng)力重分布,引發(fā)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的非線性演化,進(jìn)而改變結(jié)構(gòu)的變形模式以及失穩(wěn)模式。對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),火災(zāi)高溫會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度和剛度的退化,削弱構(gòu)件的抗彎和抗剪性能,引發(fā)梁端裂縫和塑性鉸區(qū)的提前出現(xiàn),進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)的延性和魯棒性[4]。 綜上所說,火災(zāi)后建構(gòu)筑存在很多問題,無法確定結(jié)構(gòu)安全,所以后續(xù)如需繼續(xù)使用,需要檢測鑒定,確定結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀及處理措施。 03 火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)的檢測鑒定 中冶建筑研究總院有限公司主編的《火災(zāi)后工程結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》T/CECS 252-2019[5], 規(guī)定了火災(zāi)后鑒定評(píng)估內(nèi)容,主要包括: 1.火作用分析應(yīng)根據(jù)火作用調(diào)查與檢測結(jié)果,進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件過火溫度分析。結(jié)構(gòu)構(gòu)件過火溫度分析應(yīng)包括推定火災(zāi)溫度過程及溫度分布,推斷火災(zāi)對(duì)結(jié)構(gòu)的作用溫度及分布范圍,判斷構(gòu)件受火溫度; 2.結(jié)構(gòu)構(gòu)件專項(xiàng)檢測分析應(yīng)根據(jù)詳細(xì)鑒定的需要,對(duì)受火與未受火結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材質(zhì)性能 、結(jié)構(gòu)變形節(jié)點(diǎn)連接、結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力等進(jìn)行專項(xiàng)檢測分析; 3.結(jié)構(gòu)分析與構(gòu)件校核應(yīng)根據(jù)受火結(jié)構(gòu)材質(zhì)特性、幾何參數(shù)、受力特征和調(diào)查與檢測結(jié)果,進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析計(jì)算和構(gòu)件校核; 4.詳細(xì)鑒定評(píng)級(jí)應(yīng)根據(jù)受火后結(jié)構(gòu)分析計(jì)算和構(gòu)件校核分析結(jié)果,按國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體的安全性鑒定評(píng)級(jí)或可靠性鑒定評(píng)級(jí)。 1.火災(zāi)局部最高溫度判定:火災(zāi)中直接受火灼燒的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面曾經(jīng)達(dá)到的溫度及范圍可根 據(jù)混凝土表面顏色、裂損剝落、錘擊反應(yīng)等進(jìn)行推斷; 2.火災(zāi)后現(xiàn)狀調(diào)查:根據(jù)現(xiàn)場檢測情況調(diào)查確定火災(zāi)影響區(qū)域、可燃物、混凝土構(gòu)件損傷現(xiàn)狀; 3.火災(zāi)后結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強(qiáng)度檢測:根據(jù)《鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》JGJ/T3842016,通過鉆取混凝土芯樣進(jìn)行強(qiáng)度檢測火災(zāi)后混凝土抗壓強(qiáng)度變化情況; 4.火災(zāi)后對(duì)鋼筋力學(xué)性能的檢測:在混凝土構(gòu)件上現(xiàn)場取樣送到實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行材料性能測試。取樣一般在構(gòu)件受損嚴(yán)重的地方截取標(biāo)準(zhǔn)試件或者選擇混凝土構(gòu)件燒傷外露的鋼筋。為了防止截取鋼筋影響結(jié)構(gòu)的承載能力,取樣前要對(duì)支撐一下構(gòu)件,加固完結(jié)構(gòu)之后再拆除支撐。 5.火災(zāi)后混凝土構(gòu)件燒傷深度檢測:通過對(duì)過火區(qū)域內(nèi)的混凝土構(gòu)件受損表面進(jìn)行敲擊、開鑿、鉆芯和碳化深度測量等手段進(jìn)行相關(guān)檢測,觀察混凝土表面疏松、脫落程度,混凝土表面顏色變化等反映出構(gòu)件的損傷深度。 04 結(jié)語 建筑物遭受火災(zāi)后,必須對(duì)建筑物的受損程序進(jìn)行詳細(xì)檢測鑒定。弄清火災(zāi)規(guī)模的大小和范圍,受損部位和受損程度,根據(jù)火場的溫度,對(duì)結(jié)構(gòu)受損程度提出正確評(píng)估和分析,以便正確妥善地確定建筑物的修復(fù)加固方案,保證結(jié)構(gòu)的安全。對(duì)火災(zāi)后受損混凝土結(jié)構(gòu)的檢測與鑒定是一項(xiàng)重要的技術(shù)工作,一方面能夠準(zhǔn)確評(píng)估火災(zāi)后結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受損程度,另一方可以為加固修復(fù)提供準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)依據(jù)。 |