摘要：根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、火災(zāi)損傷程度以及所需加固的部位，結(jié)合火災(zāi)后結(jié)構(gòu)構(gòu)件的初步鑒定評(píng)級(jí)，歸納了受火后鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的常用加固方法。結(jié)合工程實(shí)例，遵循“強(qiáng)調(diào)概念設(shè)計(jì)、構(gòu)造為主、計(jì)算為輔”的原則，給出具體加固設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)；火災(zāi)；損傷；加固

引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、城市規(guī)模的日益擴(kuò)大、城市人口的集中，我國(guó)火災(zāi)發(fā)生的頻率也存在上升的趨勢(shì)，造成了很大的人員傷亡和直接經(jīng)濟(jì)損失，而建筑火災(zāi)可能導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)破壞或功能失效還可能引發(fā)更大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。受火災(zāi)后的建筑物是否還有修復(fù)價(jià)值以及如何修復(fù)，是災(zāi)后人們關(guān)注的一個(gè)重要問(wèn)題。長(zhǎng)期以來(lái)主要憑經(jīng)驗(yàn)及主觀判斷，或加以修復(fù)，或推倒重建。這種以主觀經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)的修復(fù)加固方案，其產(chǎn)生的效果有三種情況[1]：

（1）方案合理：當(dāng)主觀判斷與客觀實(shí)際相一致時(shí)，能夠滿足建筑物修復(fù)后的使用要求；

（2）措施過(guò)頭：當(dāng)主觀判斷與客觀不一致，并過(guò)于保守時(shí)，將造成人力、財(cái)力的過(guò)度浪費(fèi)，而且影響建筑物的使用功能和使用年限；

（3）方案不合理：當(dāng)主觀判斷偏差，加固措施不當(dāng)時(shí)，會(huì)使受損結(jié)構(gòu)留下安全隱患。

以上三種情況，后兩種比較普遍，而第一類情況也缺少科學(xué)性。

鑒于以上分析，合理評(píng)估火災(zāi)后建筑材料、構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的損傷程度，針對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件不同的損傷程度，確定受損結(jié)構(gòu)的可靠度水平，提出經(jīng)濟(jì)適用而又能滿足使用要求的加固方法是十分必要的，對(duì)于提高結(jié)構(gòu)的綜合抗災(zāi)能力、降低維修費(fèi)用以及人們的心理承受能力、未來(lái)災(zāi)害損失期望、后續(xù)使用結(jié)構(gòu)所能獲得的經(jīng)濟(jì)效益等都將產(chǎn)生巨大的影響。

1 工程概況

某廠房首層為框架結(jié)構(gòu)，二層為框架柱鋼屋面結(jié)構(gòu)?？偨ㄖ娣e為8132.4m2，首層層高6.95m，二層為坡屋頂18.525m～20.325m。建筑平面呈長(zhǎng)方形（如圖1），尺寸為73.8m×54m。于2011年初建和投入使用，一切正常。該建筑物失火前為紙品倉(cāng)庫(kù)。

2012年04月09日凌晨約4點(diǎn)10分，該建筑物的鄰近建筑發(fā)生火災(zāi)，火勢(shì)蔓延至該建筑物導(dǎo)致該建筑物首層、二層發(fā)生火災(zāi)，發(fā)生火災(zāi)后，現(xiàn)場(chǎng)以噴水方式滅火，持續(xù)約7個(gè)小時(shí)左右，燃燒溫度約為300℃～800℃。首層、二層所堆放的紙品及裝飾材料、吊頂?shù)热勘粺龤?，墻體不同程度被高溫?zé)熁鹧咀茻?，建筑物外部蒸汽管道彎曲變形，?nèi)裝修燒毀，電線管路破壞，電梯損壞。業(yè)主考慮生產(chǎn)任務(wù)較多，迫切需要盡快恢復(fù)生產(chǎn)，我們受業(yè)主委托，進(jìn)場(chǎng)勘查，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和剩余承載力計(jì)算結(jié)果，對(duì)受損構(gòu)件進(jìn)行加固處理。

2 加固方案的選擇

火災(zāi)后受損建筑結(jié)構(gòu)在經(jīng)過(guò)檢測(cè)與鑒定，并計(jì)算剩余承載力的基礎(chǔ)上，按照加固補(bǔ)強(qiáng)的原則，可以對(duì)受損結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)和加固處理?；炷两Y(jié)構(gòu)的加固技術(shù)可分為直接加固法與間接加固法兩大類[2，3]。

鋼筋混凝土梁、板、柱遭受火災(zāi)后，由于混凝土被燒疏、爆裂、剝落、開(kāi)裂造成強(qiáng)度降低，構(gòu)件的剛度減??；同時(shí)在高溫作用下鋼筋的彈性模量和強(qiáng)度降低，混凝土與鋼筋的粘結(jié)力降低，最終造成構(gòu)件的承載力下降。因此，經(jīng)過(guò)對(duì)火災(zāi)后結(jié)構(gòu)的檢測(cè)和受損程度的鑒定后，應(yīng)提出安全、適用和經(jīng)濟(jì)的修復(fù)加固方案。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法很多，但應(yīng)根據(jù)各種結(jié)構(gòu)類型的特點(diǎn)、火災(zāi)損傷程度以及所需加固的部位，因地制宜地采用不同的修復(fù)加固方案。

火災(zāi)后結(jié)構(gòu)構(gòu)件的初步鑒定評(píng)級(jí)，應(yīng)根據(jù)構(gòu)件燒灼損傷、變形、開(kāi)裂（或斷裂）程度按下列標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定等級(jí)[3]：IIa級(jí)—輕微或未直接遭受燒灼作用，結(jié)構(gòu)材料及結(jié)構(gòu)性能未受火僅受輕微影響，可不采取措施或僅采取提高耐久性的措施；IIb級(jí)—輕度燒灼，未對(duì)結(jié)構(gòu)材料及結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生明顯影響，尚不影響結(jié)構(gòu)安全，應(yīng)采取提高耐久性或局部處理和外觀修復(fù)措施；III級(jí)—中度燒灼尚未破壞，顯著影響結(jié)構(gòu)材料或結(jié)構(gòu)性能，明顯變形或開(kāi)裂，對(duì)結(jié)構(gòu)安全或正常使用產(chǎn)生不利影響，應(yīng)采取加固或局部更換措施；IV級(jí)—破壞，火災(zāi)中或火災(zāi)后結(jié)構(gòu)倒塌或構(gòu)件塌落；結(jié)構(gòu)嚴(yán)重?zé)茡p壞、變形損壞或開(kāi)裂損壞，結(jié)構(gòu)承載能力喪失或大部喪失，危及結(jié)構(gòu)安全，必須或必須立即采取安全支護(hù)、徹底加固或拆除更換措施。

根據(jù)火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果，可確定受損構(gòu)件的損傷等級(jí)。相應(yīng)地火災(zāi)后受損構(gòu)件的損傷程度可分為輕度受損構(gòu)件、中度受損構(gòu)件、嚴(yán)重受損構(gòu)件和危險(xiǎn)構(gòu)件。對(duì)于火災(zāi)后受損程度屬于輕度受損構(gòu)件者，因結(jié)構(gòu)受損較輕，此類結(jié)構(gòu)可采取批改性水泥砂漿面層加固。對(duì)于火災(zāi)后受損程度屬于危險(xiǎn)構(gòu)件者，因構(gòu)件受火燒時(shí)間長(zhǎng)，火災(zāi)溫度高，結(jié)構(gòu)受到實(shí)質(zhì)性的破壞。此類構(gòu)件已失去修復(fù)的可能性，通常采用置換法。采用本方法加固時(shí)，應(yīng)對(duì)原構(gòu)件加以有效的支頂，并對(duì)相關(guān)聯(lián)構(gòu)件進(jìn)行加固處理，防止發(fā)生新的破壞。因此，修復(fù)加固的重點(diǎn)是中度受損構(gòu)件和嚴(yán)重受損構(gòu)件。由于火災(zāi)后構(gòu)件承載力會(huì)有不同程度的降低，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和剩余承載力計(jì)算結(jié)果，對(duì)受損構(gòu)件進(jìn)行加固處理。

目前火災(zāi)后混凝士結(jié)構(gòu)的加固方法較多，在實(shí)際工程應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)火災(zāi)后結(jié)構(gòu)的損傷具體情況，經(jīng)過(guò)分析、研究選擇合理的加固方案。表1為火災(zāi)后鋼筋混凝土構(gòu)件中度受損和嚴(yán)重受損常用的加固方法。

3 結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)

本工程在現(xiàn)場(chǎng)勘查的基礎(chǔ)上，結(jié)合鑒定結(jié)果及相關(guān)資料收集，遵循“強(qiáng)調(diào)概念設(shè)計(jì)、構(gòu)造為主、計(jì)算為輔”的原則，針對(duì)本工程受火災(zāi)損傷程度，本著“安全、適用、經(jīng)濟(jì)”的原則，進(jìn)行修復(fù)設(shè)計(jì)總體布局，合理進(jìn)行截面選型和布置結(jié)構(gòu)構(gòu)件，擬定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則和相應(yīng)的構(gòu)造處理措施，以期更好地恢復(fù)原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的預(yù)定功能。計(jì)算方面：根據(jù)不同損傷等級(jí)的受損構(gòu)件所采用的加固方法，以構(gòu)件加固后的承載力驗(yàn)算為主。首先應(yīng)復(fù)核原設(shè)計(jì)（以竣工圖為準(zhǔn)）的安全度，未過(guò)火部位若原設(shè)計(jì)承載力不足，應(yīng)同步補(bǔ)強(qiáng)。然后參照原設(shè)計(jì)規(guī)范，按加固后的構(gòu)件尺寸和火災(zāi)后檢測(cè)的材料殘余強(qiáng)度取值，復(fù)核已加固構(gòu)件的截面承載力。考慮到未能預(yù)計(jì)的諸多因素，因此宜有較大的安全儲(chǔ)備。構(gòu)造方面：剔除受火燒損的混凝土，對(duì)混凝土裂縫的修補(bǔ)復(fù)原，補(bǔ)強(qiáng)鋼筋的錨固措施，過(guò)量變形鋼筋的更換替代等等。

3.1 框架柱、框架柱加固

對(duì)于梁柱構(gòu)件當(dāng)構(gòu)件損傷評(píng)級(jí)為Ⅱa時(shí)，采取批改性水泥砂漿面層加固；當(dāng)構(gòu)件損傷評(píng)級(jí)為Ⅱb時(shí)，采取高強(qiáng)復(fù)合砂漿鋼絲網(wǎng)加固；當(dāng)構(gòu)件損傷評(píng)級(jí)為Ⅲ時(shí)，對(duì)于柱構(gòu)件采取外包角鋼加固法加固（圖1），對(duì)于梁構(gòu)件，采取粘貼鋼板法加固（圖2）；當(dāng)構(gòu)件損傷評(píng)級(jí)為Ⅳ時(shí)，采取加大截面法加固或置換混凝土加固；

特別要注意的是，施工時(shí)對(duì)燒損的柱表面處理要輕輕鑿掉較為松散的燒疏層，不能振動(dòng)燒損的柱，嚴(yán)防二次倒塌，必要時(shí)采取加固支架等安全措施；在對(duì)梁加固施工前須先卸除梁、板上活荷載，待加固施工結(jié)束后方可加載。

3.2 樓板加固

對(duì)于板構(gòu)件當(dāng)構(gòu)件損傷評(píng)級(jí)為Ⅱa、Ⅱb時(shí)，采取板底批改性水泥砂漿面層加固；當(dāng)構(gòu)件損傷評(píng)級(jí)為Ⅲ時(shí)采取鑿除混凝土重新澆筑。

4 結(jié)語(yǔ)

火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)情況復(fù)雜，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)受損構(gòu)件的實(shí)際燒傷情況隨時(shí)調(diào)整和改進(jìn)加固設(shè)計(jì)構(gòu)造細(xì)節(jié)，同時(shí)應(yīng)考慮在使用期限內(nèi)結(jié)構(gòu)的耐久性。本文對(duì)受火后鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的維修加固方法進(jìn)行了探討，歸納了受火后鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的常用加固方法，提出經(jīng)濟(jì)適用而又能滿足使用要求的加固方法，供工程技術(shù)人員使用，應(yīng)用前景良好。

參考文獻(xiàn)

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[2]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn). GB 50367-2006，混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006.

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