丁志強 劉其華 劉定強
房屋火災后損傷程度分為四級:一級為輕度損傷,只是表面裝飾部分遭受損壞,或表面損傷輕微,結構基本完好;二級為中度損傷,損傷深度達到混凝土保護層,使保護層部分剝落,但受拉主筋未受損傷,構件整體性好,變形不超過規(guī)范規(guī)定值;三級為嚴重損傷,混凝土保護層大片剝落、主筋外露,粘結力破壞,構件明顯變形;四級為嚴重破壞,混凝土構件表面大面積損傷剝落、嚴重開裂,結構變形很大,構件遭到嚴重破壞,已成為危險構件。
某商住樓為底框—磚混結構,平面布置如下所述:1層為鋼筋混凝土底層框架結構,作為商業(yè)門面及倉庫用房。2層 ~6層為住宅。樓板均采用混凝土現(xiàn)澆樓板,住宅砌體采用 MU15磚和M 10砂漿砌筑,底層框架混凝土強度為 C30。該商住樓 2002年6月竣工,使用中將底層作為擱置廢舊輪胎的倉庫。
2010年 6月 29日中午一只煙頭將商住樓引燃,火災始于該樓底層前部,煙頭引燃門外一個編織袋,進而引燃院內門面房里堆積的數(shù)百個廢舊輪胎,火勢迅速蔓延至整棟樓房,并將部分玻璃和鋁合金窗熔化,大火持續(xù)燃燒 4.5 h才被撲滅,雖無人員傷亡,但 20多家住戶受到影響,造成重大財產損失。為了盡快確定商住樓過火后是否還能安全使用,需對火災后的主體結構進行檢測鑒定。
因燃燒發(fā)生在底層,故第二層的樓面梁、板和底層的柱損傷十分明顯。柱上抹灰層普遍炸裂、脫落,部分柱的混凝土保護層出現(xiàn)龜裂,個別柱燒傷程度達到 30mm~50mm。第二層梁底保護層普遍燒酥,梁底部位損傷最為嚴重,梁側面燒酥程度較底部輕,但出現(xiàn)大面積龜裂和裂縫,剝開表層發(fā)現(xiàn),少數(shù)裂縫深入梁核心混凝土。個別梁燒傷十分嚴重,其剛度明顯降低。第二層頂樓板普遍完好。底層頂樓板的板底混凝土普遍燒酥、大面積脫落,大部分空心板孔洞外露,空心板的預應力鋼筋也出現(xiàn)大面積外露、松弛現(xiàn)象,使空心板喪失了承載能力。
從過火范圍來看,第二層頂樓板幾乎無損傷,底層柱由下而上損傷逐步加重,底層梁比第二層柱嚴重,第二層現(xiàn)澆板比該樓層樓面梁嚴重,梁柱的棱角部位比平面部位嚴重,梁柱自表面向里損傷逐漸減輕。其主要原因是不同構件接觸火苗的部位不同、受火面大小不同和構件自身的薄厚不同所致。第二層樓板的損傷比框架梁柱損傷嚴重,主要原因是火災時鋼筋混凝土空心板直接承受火荷載,而且板的厚度比較小,其鋼筋混凝土保護層也比較小,所以鋼筋混凝土樓板是火災中最薄弱的環(huán)節(jié)?;馂臅r,鋼筋混凝土樓板中鋼筋受高溫作用而強度降低,鋼筋與混凝土之間的粘結力完全失效,從而使板的截面抵抗矩降低,板的剛度下降,撓度增加,裂縫增多,進而導致板的完全破壞。
對商住樓住宅部分各層墻體檢查時發(fā)現(xiàn),第二層和第三層因火災而引起的裂縫較多,尤其是第二層更明顯,大多數(shù)裂縫都貫穿墻體兩面。最大裂縫達 2.0mm,裂縫走勢和分布無規(guī)律可循,但水平向裂縫很少,門窗洞口一般均出現(xiàn)裂縫。由于外墻被直接從第二層竄出的火苗燒烤,其變形較內墻較快且大,裂縫也比內墻多。第四層墻體裂縫只有個別大于 0.5mm。隨著樓層的增加,溫度影響越來越小,墻體裂縫也逐漸減少。
按照CECS 03∶2007鉆芯法檢測混凝土強度技術規(guī)程的要求,取與梁柱混凝土澆筑方向垂直的方向,鉆取混凝土芯樣,經過加工,剔除芯樣燒傷部分后,試壓發(fā)現(xiàn):框架梁的混凝土立方抗壓強度為21MPa~22.8MPa,框架柱的混凝土立方抗壓強度為22.7MPa~34.5MPa,兩者均不能達到原設計的安全度。
JGJ T23-2001回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程明確規(guī)定了回彈法不適用于火災后混凝土的測強。這是因為遭受火災后的混凝土不符合混凝土質量內外一致的前提。但是,遭受火災混凝土表面的硬度能夠反映出其遭受火災損傷的程度。利用回彈法對于火災后損傷混凝土抗壓強度進行檢測,必須先找出回彈法測強修正系數(shù),采用回彈規(guī)程的方法及測強曲線得出火災后混凝土抗壓強度,再用回彈法測強修正系數(shù)進行修正?,F(xiàn)場使用HT225全自動數(shù)字回彈儀,得到以下數(shù)值:底層左邊柱回彈值10組 47,46,46,40,44,41,44,42,46,45;底層右邊柱回彈值 10組50,47,45,46,45,42,45,41,41,46。
結論:底層左、右邊混凝土柱回彈平均值分別為 44.1和 44.8,而原底層框架混凝土強度僅為 C30,故火災后的混凝土柱強度基本滿足原設計承載力要求。
根據(jù)初始調查、現(xiàn)場檢測和結構構件抗力驗算的結果,對結構構件的受損程度進行綜合評定為房屋火災后損傷程度三級(C級局部危房)。進行房屋安全分析后,確定對該房屋1層~2層進行加固處理;3層 ~6層中修。
實踐證明,火災后房屋結構的可靠性評定應在全面調查、檢測、驗算后,考慮各部分結構構件的關聯(lián)程度,依據(jù) GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標準和 JGJ 125-99危險房屋鑒定標準,經綜合分析論證做出科學的結論。
[1] 張鳳維,任翠青.火災作用下空間桁架結構響應分析[J].山西建筑,2010,36(7):45-46.