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摘要：随着现代化建筑的发展，高层建筑的不断涌现，火灾带来的危害越来越大，建筑物火灾后承载能力评价显得尤为重要。本文以兰州某公寓发生火灾为实例，对火灾后现场受损情况进行分析与检测，对火灾后混凝土结构的承载能力进行了分析，并对受灾构件如何加固提出了处理措施，保证了结构后期安全使用。
关键词：火灾温度；结构承载能力；维修加固
随着社会的进步和现代化建筑的发展，以及城市人口密度的增大，建筑物也开始向着空间发展，因此火灾带来的危害也越来越大。本文以兰州某公寓为例，介绍火灾后钢筋混凝土结构的检测方法、承载能力评价和灾后混凝土结构加固措施。
1、火灾现场宏观调查
通过火灾现场结构表面特征及燃烧残留物烧损特征，判断火场的最高温度约为1000℃，各分区详细受损情况及温度如下：
Ⅰ区：该区域内混凝土构件表面颜色以灰白色为主；梁、柱表面裂纹多，且较长、较宽，角部剥落严重、表面空鼓疏松较严重，部分构件局部箍筋外露；板底混凝土大面积脱落，底部钢筋外露；金属拉杆断裂或变形严重，喷淋管变形或从接头处烧断。判定该区域内火灾温度在850℃以上；
Ⅱ区：该区域内构件混凝土表面颜色以浅黄色、灰白色为主；梁底、柱迎火面表面布满裂纹，角部开始剥落、表面空鼓疏松，无露筋现象；板底局部混凝土脱落，底部钢筋外露；板底接线盒烧焦，喷淋管变形或从丝扣处烧开。判定该区域内火灾温度在550～850℃；
Ⅲ区：该区域内构件混凝土表面颜色以暗红色为主，除部分构件局部表面有细小裂缝外（裂缝宽度在0.05mm～0.1mm之间），表面基本无脱落、疏松、漏筋等现象。判定该区域内火灾温度在150～550℃；
Ⅳ区：该区域内构件混凝土表面被烟熏黑，无脱落、疏松、空鼓、漏筋等现象。判定该区域内火灾温度在150℃以下。
2、混凝土结构受损情况
2.1混凝土强度
根据灾后现场的实际情况，对受损伤的构件采用回弹法，结合钻芯法进行混凝土强度检测，结果如下：
Ⅰ区：现龄期混凝土强度推定值，柱为20.3～34.7MPa，梁为28.5～35.8MPa，板为23.6～31.7MPa。
Ⅱ区：现龄期混凝土强度推定值，柱为29.2MPa，梁为30.2～43.1MPa，板为34.8～43.1MPa。
Ⅲ区：现龄期混凝土强度推定值，柱为28.9MPa，梁为35.0～37.9MPa，板为41.0MPa。
Ⅳ区：现龄期混凝土强度推定值，柱为37.1～43.8MPa，梁为32.8～39.5MPa，板为31.8～39.0MPa。
根据回弹法检测结果（直接检测数值仅供参考），结合钻芯法检测综合判定：受火影响较重区域的结构构件混凝土强度表面损失较大，内部混凝土强度与基本完好或受火影响轻微区域的强度差别不大。
2.2钢筋强度检测
根据灾后现场的实际情况和火灾现场损伤情况，在受损现浇板内截取部分受力钢筋进行力学性能试验，具体试验结果如下：
Ⅰ区：板底截取了20根试件进行力学性能试验。拉伸强度试验共16根，有10根（占62.5%）抗拉强度低于规范要求，其余6根（占37.5%）抗拉强度满足规范要求；伸长率试验14根，其中有2根（占14.3%）伸长率低于规范要求，其余12根（占85.7%）伸长率满足规范要求；冷弯性能试验4根，全部满足规范要求。
Ⅱ区：7-8×D-E板底共截取2根试件进行力学性能试验。2根抽检钢筋的抗拉强度均满足规范要求，而伸长率不满足规范要求。
力学性能不合格的区域集中在6-7×C-D、6-7×1/E-F、7-8×E-1/E范围内，其主筋抗拉强度在410-514MPa之间，而规范要求不小于550MPa。由此可见，受火影响严重区域现浇板中的主筋冷轧带肋钢筋的强度有明显的降低。
考虑到梁、柱钢筋保护层厚度较大，灾后现场除后浇带位置处现浇梁以外，其余位置处梁、柱主筋均无外露情况，梁、柱的主筋均为较粗的热轧钢筋，火灾时燃烧的时间较短，宏观调查亦未发现梁、柱的主筋灾后有任何变形情况，梁、柱主筋在火灾时的强度不致有本质的影响。
2.3梁、柱混凝土烧伤影响深度
2.3.1通过对上述各火灾温度场内的受损构件表面进行敲击、开凿，检查其疏松程度，观察混凝土颜色变化等，能较直观地反映出构件的烧伤深度，检查结果如下：
Ⅰ区：板混凝土的损伤深度在25mm～35mm之间，局部达40mm；梁混凝土的损伤深度角部在35mm～60mm之间，局部达100mm，底部和侧面损伤深度在10mm～15mm之间，局部达25mm；柱混凝土的损伤深度角部在45.4mm～70.4mm之间，局部达77.9mm，柱面损伤深度在10mm～25mm。
Ⅱ区：板混凝土的损伤深度在5mm～25mm之间，局部达35mm；梁混凝土的损伤深度角部在10mm～20mm之间，局部达30mm，底部和侧面损伤深度在5mm～16mm之间，局部达23mm；柱混凝土损伤深度角部在5mm～20mm之间，局部达25mm，柱面损伤深度在10mm以内。
Ⅲ区：梁、板、柱混凝土间局部受损，损伤深度在0.5mm～2mm之间。
Ⅳ区：混凝土基本无损伤。
2.3.2超声波检测方法推算所得的损伤深度分别为：框架柱7×F的东侧面损伤层深度为34.12mm，西侧面为20.85mm，南侧面为6.3mm；框架柱6×F的东侧面损伤层深度为20.1mm；框架梁7～8×F底面損伤层深度为22.18mm。
2.3.3钻芯法检测方法与超声法检测结果基本上是符合的。
3、结构受损分区
根据上述对火灾影响区域内构件宏观的表面敲击及开凿的检查情况，结合回弹法、钻芯法对混凝土强度的检测结果、截取钢筋试件的力学性能试验，以及钻芯法和超声法对混凝土结构构件的烧损程度的检测结果，综合判定构件的损伤程度，大致可分为4个区： 严重受损区：对应于温度场中的Ⅰ区，主要包括框架柱F×6、F×7、E×6，框架梁F×6～7、F×7～8、E～F×6、E～F×7、E×6～7、D×6～7，梁1/E×6～8、C～F×1/6、E～F×1/7，现浇板E～F×6～7、E～F×7～8、C～D×6～7、E～D×6～7。
中等受损区：对应于温度场中的Ⅱ区，主要包括框架柱E×6，框架梁E×1/5～6、F×1/5～6、F～1/F×6、F～1/F×7、F～1/F×8、E×7～8、D～E×7，梁1/E×1/5～6、F～1/F×1/6、F～1/F×1/7、D～E×1/7，现浇板E～F×1/5～6、F～1/F×1/5～6、F～1/F×6～7、F～1/F×7～8、D～E×7～8。
轻微受损区：对应于温度场中的Ⅲ区，主要包括框架柱D×6，框架梁1/F～G×6、1/F～G×7，梁1/F～G×1/6、1/F～G×1/7，现浇板1/F～G×1/5～6、F～1/F×6～7、F～1/F×7～1/7。
基本完好区：对应于温度场中的Ⅳ区，主要包括框架柱G×6、G×7、C×7、C×8、D×8、E×8、F×8，框架梁E×1/5～6、F×1/5～6、F～1/F×6、F～1/F×7、F～1/F×8，梁G×5～1/7、D×5～6、F×5～1/5、E×5～1/5、C×6～8、D×7～8、C～F×8，现浇板C～D×7～8、1/B～C×6～8、C～E×5～6、E～G×5～1/5。
4、加固维修措施
4.1基本完好区和轻微受损区的受损构件，可仅做局部的表面处理。
4.2中等受损区的受损构件，需进行适当的修补或加固，对受损混凝土表面凿除后用同混凝土强度等级相同配合比和水泥砂浆进行修补。
4.3严重受损区的受损构件，须在采取安全措施的前提下，进行结构加固或部分拆除，对钢筋外露构件酥松混凝土凿除后，采用增大界面法进行加固，对加固钢筋可考虑采用植筋方式处理，对钢筋未外露构件，将表面酥松混凝土凿除后用同混凝土强度等级相同配合比和水泥砂浆进行修补，对楼板混凝土凿除后重新浇筑。
参考文献：
1、《建筑结构检测技术标准》GB/T50344—2004
2、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2002
3、《混凝土结构設计规范》GB50010—2002
4、《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21：2000
5、《钻芯法检测混凝土强度技术规程》CECS03：88；
邮寄地址：甘肃省兰州市七里河区兰州理工大学继续教育学院，邮编：730050，电话：13919370150，签收人：罗国霞
关键词：火灾温度；结构承载能力；维修加固
随着社会的进步和现代化建筑的发展，以及城市人口密度的增大，建筑物也开始向着空间发展，因此火灾带来的危害也越来越大。本文以兰州某公寓为例，介绍火灾后钢筋混凝土结构的检测方法、承载能力评价和灾后混凝土结构加固措施。
1、火灾现场宏观调查
通过火灾现场结构表面特征及燃烧残留物烧损特征，判断火场的最高温度约为1000℃，各分区详细受损情况及温度如下：
Ⅰ区：该区域内混凝土构件表面颜色以灰白色为主；梁、柱表面裂纹多，且较长、较宽，角部剥落严重、表面空鼓疏松较严重，部分构件局部箍筋外露；板底混凝土大面积脱落，底部钢筋外露；金属拉杆断裂或变形严重，喷淋管变形或从接头处烧断。判定该区域内火灾温度在850℃以上；
Ⅱ区：该区域内构件混凝土表面颜色以浅黄色、灰白色为主；梁底、柱迎火面表面布满裂纹，角部开始剥落、表面空鼓疏松，无露筋现象；板底局部混凝土脱落，底部钢筋外露；板底接线盒烧焦，喷淋管变形或从丝扣处烧开。判定该区域内火灾温度在550～850℃；
Ⅲ区：该区域内构件混凝土表面颜色以暗红色为主，除部分构件局部表面有细小裂缝外（裂缝宽度在0.05mm～0.1mm之间），表面基本无脱落、疏松、漏筋等现象。判定该区域内火灾温度在150～550℃；
Ⅳ区：该区域内构件混凝土表面被烟熏黑，无脱落、疏松、空鼓、漏筋等现象。判定该区域内火灾温度在150℃以下。
2、混凝土结构受损情况
2.1混凝土强度
根据灾后现场的实际情况，对受损伤的构件采用回弹法，结合钻芯法进行混凝土强度检测，结果如下：
Ⅰ区：现龄期混凝土强度推定值，柱为20.3～34.7MPa，梁为28.5～35.8MPa，板为23.6～31.7MPa。
Ⅱ区：现龄期混凝土强度推定值，柱为29.2MPa，梁为30.2～43.1MPa，板为34.8～43.1MPa。
Ⅲ区：现龄期混凝土强度推定值，柱为28.9MPa，梁为35.0～37.9MPa，板为41.0MPa。
Ⅳ区：现龄期混凝土强度推定值，柱为37.1～43.8MPa，梁为32.8～39.5MPa，板为31.8～39.0MPa。
根据回弹法检测结果（直接检测数值仅供参考），结合钻芯法检测综合判定：受火影响较重区域的结构构件混凝土强度表面损失较大，内部混凝土强度与基本完好或受火影响轻微区域的强度差别不大。
2.2钢筋强度检测
根据灾后现场的实际情况和火灾现场损伤情况，在受损现浇板内截取部分受力钢筋进行力学性能试验，具体试验结果如下：
Ⅰ区：板底截取了20根试件进行力学性能试验。拉伸强度试验共16根，有10根（占62.5%）抗拉强度低于规范要求，其余6根（占37.5%）抗拉强度满足规范要求；伸长率试验14根，其中有2根（占14.3%）伸长率低于规范要求，其余12根（占85.7%）伸长率满足规范要求；冷弯性能试验4根，全部满足规范要求。
Ⅱ区：7-8×D-E板底共截取2根试件进行力学性能试验。2根抽检钢筋的抗拉强度均满足规范要求，而伸长率不满足规范要求。
力学性能不合格的区域集中在6-7×C-D、6-7×1/E-F、7-8×E-1/E范围内，其主筋抗拉强度在410-514MPa之间，而规范要求不小于550MPa。由此可见，受火影响严重区域现浇板中的主筋冷轧带肋钢筋的强度有明显的降低。
考虑到梁、柱钢筋保护层厚度较大，灾后现场除后浇带位置处现浇梁以外，其余位置处梁、柱主筋均无外露情况，梁、柱的主筋均为较粗的热轧钢筋，火灾时燃烧的时间较短，宏观调查亦未发现梁、柱的主筋灾后有任何变形情况，梁、柱主筋在火灾时的强度不致有本质的影响。
2.3梁、柱混凝土烧伤影响深度
2.3.1通过对上述各火灾温度场内的受损构件表面进行敲击、开凿，检查其疏松程度，观察混凝土颜色变化等，能较直观地反映出构件的烧伤深度，检查结果如下：
Ⅰ区：板混凝土的损伤深度在25mm～35mm之间，局部达40mm；梁混凝土的损伤深度角部在35mm～60mm之间，局部达100mm，底部和侧面损伤深度在10mm～15mm之间，局部达25mm；柱混凝土的损伤深度角部在45.4mm～70.4mm之间，局部达77.9mm，柱面损伤深度在10mm～25mm。
Ⅱ区：板混凝土的损伤深度在5mm～25mm之间，局部达35mm；梁混凝土的损伤深度角部在10mm～20mm之间，局部达30mm，底部和侧面损伤深度在5mm～16mm之间，局部达23mm；柱混凝土损伤深度角部在5mm～20mm之间，局部达25mm，柱面损伤深度在10mm以内。
Ⅲ区：梁、板、柱混凝土间局部受损，损伤深度在0.5mm～2mm之间。
Ⅳ区：混凝土基本无损伤。
2.3.2超声波检测方法推算所得的损伤深度分别为：框架柱7×F的东侧面损伤层深度为34.12mm，西侧面为20.85mm，南侧面为6.3mm；框架柱6×F的东侧面损伤层深度为20.1mm；框架梁7～8×F底面損伤层深度为22.18mm。
2.3.3钻芯法检测方法与超声法检测结果基本上是符合的。
3、结构受损分区
根据上述对火灾影响区域内构件宏观的表面敲击及开凿的检查情况，结合回弹法、钻芯法对混凝土强度的检测结果、截取钢筋试件的力学性能试验，以及钻芯法和超声法对混凝土结构构件的烧损程度的检测结果，综合判定构件的损伤程度，大致可分为4个区： 严重受损区：对应于温度场中的Ⅰ区，主要包括框架柱F×6、F×7、E×6，框架梁F×6～7、F×7～8、E～F×6、E～F×7、E×6～7、D×6～7，梁1/E×6～8、C～F×1/6、E～F×1/7，现浇板E～F×6～7、E～F×7～8、C～D×6～7、E～D×6～7。
中等受损区：对应于温度场中的Ⅱ区，主要包括框架柱E×6，框架梁E×1/5～6、F×1/5～6、F～1/F×6、F～1/F×7、F～1/F×8、E×7～8、D～E×7，梁1/E×1/5～6、F～1/F×1/6、F～1/F×1/7、D～E×1/7，现浇板E～F×1/5～6、F～1/F×1/5～6、F～1/F×6～7、F～1/F×7～8、D～E×7～8。
轻微受损区：对应于温度场中的Ⅲ区，主要包括框架柱D×6，框架梁1/F～G×6、1/F～G×7，梁1/F～G×1/6、1/F～G×1/7，现浇板1/F～G×1/5～6、F～1/F×6～7、F～1/F×7～1/7。
基本完好区：对应于温度场中的Ⅳ区，主要包括框架柱G×6、G×7、C×7、C×8、D×8、E×8、F×8，框架梁E×1/5～6、F×1/5～6、F～1/F×6、F～1/F×7、F～1/F×8，梁G×5～1/7、D×5～6、F×5～1/5、E×5～1/5、C×6～8、D×7～8、C～F×8，现浇板C～D×7～8、1/B～C×6～8、C～E×5～6、E～G×5～1/5。
4、加固维修措施
4.1基本完好区和轻微受损区的受损构件，可仅做局部的表面处理。
4.2中等受损区的受损构件，需进行适当的修补或加固，对受损混凝土表面凿除后用同混凝土强度等级相同配合比和水泥砂浆进行修补。
4.3严重受损区的受损构件，须在采取安全措施的前提下，进行结构加固或部分拆除，对钢筋外露构件酥松混凝土凿除后，采用增大界面法进行加固，对加固钢筋可考虑采用植筋方式处理，对钢筋未外露构件，将表面酥松混凝土凿除后用同混凝土强度等级相同配合比和水泥砂浆进行修补，对楼板混凝土凿除后重新浇筑。
参考文献：
1、《建筑结构检测技术标准》GB/T50344—2004
2、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2002
3、《混凝土结构設计规范》GB50010—2002
4、《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21：2000
5、《钻芯法检测混凝土强度技术规程》CECS03：88；
邮寄地址：甘肃省兰州市七里河区兰州理工大学继续教育学院，邮编：730050，电话：13919370150，签收人：罗国霞