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【摘要】文章依托工程实例,对火灾事故发生后钢筋混凝土结构的受损鉴定进行了分析,并在此基础上针对结构的受损程度提出了相应的修复加固方法。期望通过本文的研究能够对火灾事故发生后钢筋混凝土结构安全性、稳定性及耐久性的提升有所帮助。
【关键词】火灾;钢筋混凝土;损伤;加固
火灾会对钢筋混凝土结构造成一定损伤,由此导致结构整体使用性能被破坏。为进一步确定结构受损情况,给灾后修复加固提供依据,需要在事后对结构进行损伤鉴定。鉴于此,本文以某工程实例为依托,对火灾事故发生后,钢筋混凝土结构受损情况进行鉴定,并以此提出修复加固方法。
1工程概况
某建筑结构为综合体建筑,由四个部分组成,分别用A、B、C、D表示,建筑整体呈矩形,共分为三层,总建筑面积约为15760㎡,总高度为15.7m,各部分之间均设有变形缝,其宽度在130-300mm之间不等。各个部分的结构详情如表1所示。
某日凌晨1点左右,该建筑发生火灾,6点左右,明火被扑灭。有关部门进行现场勘查后发现,引起火灾的主要原因为建筑内吊顶装饰材料燃烧,整个建筑内绝大部分均有过火痕迹,火灾总过火面积将近12600㎡,仅有极少数房间未受到火灾波及。
2火灾事故发生后钢筋混凝土结构的受损鉴定及修复加固
2.1结构损伤鉴定
2.1.1初步鉴定。对火灾后钢筋混凝土结构进行初步鉴定后得出如下结果:①框架柱。柱身上多处存在烟灰,局部地方的混凝土被全部烧光,表面呈粉红色,并伴随轻微的裂缝网,锤击时会发出较响或较闷的声音,混凝土的表面有比较明显的痕迹,并且局部地方的混凝土有粉碎现象,轻微露筋。受力钢筋的粘结性能有所降低且略有变形,混凝土表面呈灰白色,并伴随有粗糙的裂缝网,箍筋外露,最大的烧损深度约为30mm左右。②梁。其表面多呈浅黄色,伴随有多条竖向贯通的裂缝,部分梁体有斜向剪切裂缝,梁底及梁侧的混凝土保护层大面积脱落,箍筋外露,少数梁的主筋外露,最大烧损深度约为35mm左右。③预制空心板。部分出现塌落或裂缝现象,并基本丧失承载力,内部预应力筋受高温影响,应力有不同程度的松弛,安全隐患较为严重,鉴于此,将火灾现场内所有预应力空心板均评定位Ⅳ级。
2.1.2待拆除构件的确定。通过对火灾现场进行实地勘查后发现,C区中部楼梯天井附近的预制板构件及少数梁构件烧损程度非常严重,已经失去加固的价值,有关单位经过研究之后决定对其进行拆除处理。
2.1.3鉴定评级。按照火灾对钢筋混凝土结构的影响程度及结构构件的表面现象,并结合现场检测分析结果,对结构构件进行评级,具体分为b、c、d三级,其中b级为符合国家现行规范标准最低下限要求,对安全不构成严重影响,且能够使用,但需要采取相应的加固措施;c级为与国家现行的规范标准要求不符,影响安全和正常使用,必须采取加固措施;d级严重影响安全,必须立即进行加固或拆除。依据上述评级标准,对该建筑火灾后的鉴定评级如下:
①b级。结构构件混凝土强度符合设计要求;混凝土表面颜色变化不大或未发生变化;构件表面混凝土小面积剥落且无主筋外露现象;烧伤影响深度≤40mm;烧损深度不大于20mm;无裂缝或仅有少量的收缩裂缝。这个级别的构件均属于轻度受损构件,一般只需要对其进行封闭处理。
②c级。结构构件混凝土强度在设计强度等级的80-100%之间;表面局部有剥落现象,并伴随少量露筋;烧伤影响深度≤60mm;烧损深度在20-40mm之间;存在温度裂缝,且宽度不超过0.3mm。这个级别的构件属于中度受损构件,需要对其进行修补或补强。。
③d级。结构构件混凝土强度在设计强度等级的60-80%之间,表面有较大面积的混凝土剥落现象,且受力主筋局部外露;有受力裂缝;烧伤影响深度在60-80mm之间,烧损深度在40-70mm之间。这个级别的构件属于严重受损构件,必须对其进行加固处理。
除上述三个级别的构件外,还有一种是需要立即拆除的构件,即混凝土强度低于设计强度等级60%以下,表面混凝土被较大面积烧光,且受力主筋严重外露;构件变形;锚固区被破坏;结构承载力丧失。
2.2火灾后钢筋混凝土结构的修复加固方法
通过现场勘查并结合鉴定结果,经业内专家分析论证后认为该建筑结构可以修复和加固。按照灾后现场的具体情况,在对比各种加固方法的技术先进性和经济性之后,最终确定出如下加固方案:将原结构内的所有预制板构件全部拆除,重新进行混凝土浇筑;对框架柱采取钢绞线喷射混凝土外包钢,加大截面进行加固;对梁采取包钢、粘钢和粘贴碳布的方法进行加固;对局部现浇混凝土板采取粘贴碳布的方法进行加固;对于局部抗震性能不足的部位,采取增设屈曲约束支撑的方法提高结构抗震性。
2.2.1框架柱的加固。对A和D两个区域内受损的框架柱采取如下加固方法:先将柱上松散或存在缺陷部分的混凝土剔除掉,使其露出坚实表面,随后在其上附加钢绞线网片,再喷射C25混凝土;对C区的框架柱采用外包钢的加固方法,具体如下:先对钢板与混凝土构件的粘合面进行打磨,对钢板进行拼装焊接,灌胶粘结即可。
2.2.2梁的加固。A、C、D三个区内的框架梁均出现了承载力不足的情况,其中还有少部分梁柱节点的混凝土出现严重剥落,故此决定采用包钢、粘钢和粘贴碳布的方法进行加固处理。
2.2.3楼板加固。由于楼板的受损情况比较严重,故此将A、B、D三个区的楼板全部拆除,C区二层楼板拆除,然后进行重新浇筑。
结论:
综上所述,本文以工程实例为依托,分析了火灾后钢筋混凝土结构的受损鉴定情况,并以鉴定结果为依据,提出了修复加固方法。经过修复加固后,该建筑结构的安全性、稳定性得到了提升。期望通过本文的研究可以为同类工程提供借鉴。
参考文献
[1]张大长,吕志涛.火灾对 RC、PC 构件材料性能的影响[J].南京建筑工程学院学报,2012(9):88-90.
[2]段文玺.建筑结构的火灾分析与处理——混凝土和钢筋的高温特性[J].工业建筑,2013(2):75-77.
[3]陈洪水.混凝土加固技术在火灾后建筑修复中的应用[J].施工技术,2013(2):47-48.
【关键词】火灾;钢筋混凝土;损伤;加固
火灾会对钢筋混凝土结构造成一定损伤,由此导致结构整体使用性能被破坏。为进一步确定结构受损情况,给灾后修复加固提供依据,需要在事后对结构进行损伤鉴定。鉴于此,本文以某工程实例为依托,对火灾事故发生后,钢筋混凝土结构受损情况进行鉴定,并以此提出修复加固方法。
1工程概况
某建筑结构为综合体建筑,由四个部分组成,分别用A、B、C、D表示,建筑整体呈矩形,共分为三层,总建筑面积约为15760㎡,总高度为15.7m,各部分之间均设有变形缝,其宽度在130-300mm之间不等。各个部分的结构详情如表1所示。
某日凌晨1点左右,该建筑发生火灾,6点左右,明火被扑灭。有关部门进行现场勘查后发现,引起火灾的主要原因为建筑内吊顶装饰材料燃烧,整个建筑内绝大部分均有过火痕迹,火灾总过火面积将近12600㎡,仅有极少数房间未受到火灾波及。
2火灾事故发生后钢筋混凝土结构的受损鉴定及修复加固
2.1结构损伤鉴定
2.1.1初步鉴定。对火灾后钢筋混凝土结构进行初步鉴定后得出如下结果:①框架柱。柱身上多处存在烟灰,局部地方的混凝土被全部烧光,表面呈粉红色,并伴随轻微的裂缝网,锤击时会发出较响或较闷的声音,混凝土的表面有比较明显的痕迹,并且局部地方的混凝土有粉碎现象,轻微露筋。受力钢筋的粘结性能有所降低且略有变形,混凝土表面呈灰白色,并伴随有粗糙的裂缝网,箍筋外露,最大的烧损深度约为30mm左右。②梁。其表面多呈浅黄色,伴随有多条竖向贯通的裂缝,部分梁体有斜向剪切裂缝,梁底及梁侧的混凝土保护层大面积脱落,箍筋外露,少数梁的主筋外露,最大烧损深度约为35mm左右。③预制空心板。部分出现塌落或裂缝现象,并基本丧失承载力,内部预应力筋受高温影响,应力有不同程度的松弛,安全隐患较为严重,鉴于此,将火灾现场内所有预应力空心板均评定位Ⅳ级。
2.1.2待拆除构件的确定。通过对火灾现场进行实地勘查后发现,C区中部楼梯天井附近的预制板构件及少数梁构件烧损程度非常严重,已经失去加固的价值,有关单位经过研究之后决定对其进行拆除处理。
2.1.3鉴定评级。按照火灾对钢筋混凝土结构的影响程度及结构构件的表面现象,并结合现场检测分析结果,对结构构件进行评级,具体分为b、c、d三级,其中b级为符合国家现行规范标准最低下限要求,对安全不构成严重影响,且能够使用,但需要采取相应的加固措施;c级为与国家现行的规范标准要求不符,影响安全和正常使用,必须采取加固措施;d级严重影响安全,必须立即进行加固或拆除。依据上述评级标准,对该建筑火灾后的鉴定评级如下:
①b级。结构构件混凝土强度符合设计要求;混凝土表面颜色变化不大或未发生变化;构件表面混凝土小面积剥落且无主筋外露现象;烧伤影响深度≤40mm;烧损深度不大于20mm;无裂缝或仅有少量的收缩裂缝。这个级别的构件均属于轻度受损构件,一般只需要对其进行封闭处理。
②c级。结构构件混凝土强度在设计强度等级的80-100%之间;表面局部有剥落现象,并伴随少量露筋;烧伤影响深度≤60mm;烧损深度在20-40mm之间;存在温度裂缝,且宽度不超过0.3mm。这个级别的构件属于中度受损构件,需要对其进行修补或补强。。
③d级。结构构件混凝土强度在设计强度等级的60-80%之间,表面有较大面积的混凝土剥落现象,且受力主筋局部外露;有受力裂缝;烧伤影响深度在60-80mm之间,烧损深度在40-70mm之间。这个级别的构件属于严重受损构件,必须对其进行加固处理。
除上述三个级别的构件外,还有一种是需要立即拆除的构件,即混凝土强度低于设计强度等级60%以下,表面混凝土被较大面积烧光,且受力主筋严重外露;构件变形;锚固区被破坏;结构承载力丧失。
2.2火灾后钢筋混凝土结构的修复加固方法
通过现场勘查并结合鉴定结果,经业内专家分析论证后认为该建筑结构可以修复和加固。按照灾后现场的具体情况,在对比各种加固方法的技术先进性和经济性之后,最终确定出如下加固方案:将原结构内的所有预制板构件全部拆除,重新进行混凝土浇筑;对框架柱采取钢绞线喷射混凝土外包钢,加大截面进行加固;对梁采取包钢、粘钢和粘贴碳布的方法进行加固;对局部现浇混凝土板采取粘贴碳布的方法进行加固;对于局部抗震性能不足的部位,采取增设屈曲约束支撑的方法提高结构抗震性。
2.2.1框架柱的加固。对A和D两个区域内受损的框架柱采取如下加固方法:先将柱上松散或存在缺陷部分的混凝土剔除掉,使其露出坚实表面,随后在其上附加钢绞线网片,再喷射C25混凝土;对C区的框架柱采用外包钢的加固方法,具体如下:先对钢板与混凝土构件的粘合面进行打磨,对钢板进行拼装焊接,灌胶粘结即可。
2.2.2梁的加固。A、C、D三个区内的框架梁均出现了承载力不足的情况,其中还有少部分梁柱节点的混凝土出现严重剥落,故此决定采用包钢、粘钢和粘贴碳布的方法进行加固处理。
2.2.3楼板加固。由于楼板的受损情况比较严重,故此将A、B、D三个区的楼板全部拆除,C区二层楼板拆除,然后进行重新浇筑。
结论:
综上所述,本文以工程实例为依托,分析了火灾后钢筋混凝土结构的受损鉴定情况,并以鉴定结果为依据,提出了修复加固方法。经过修复加固后,该建筑结构的安全性、稳定性得到了提升。期望通过本文的研究可以为同类工程提供借鉴。
参考文献
[1]张大长,吕志涛.火灾对 RC、PC 构件材料性能的影响[J].南京建筑工程学院学报,2012(9):88-90.
[2]段文玺.建筑结构的火灾分析与处理——混凝土和钢筋的高温特性[J].工业建筑,2013(2):75-77.
[3]陈洪水.混凝土加固技术在火灾后建筑修复中的应用[J].施工技术,2013(2):47-48.