張志偉 李彥輝 郭 治
(河北建研科技有限公司,河北石家莊050021)
某建筑物為二層磚混結(jié)構(gòu)建筑物,位于涿州市城區(qū)西南角.該建筑物為預(yù)制板(局部現(xiàn)澆板)裝配式樓面,建筑面積約240m2,該建筑2004年10月份竣工.該樓首層為商鋪,二層為自住用房.
該建筑物著火區(qū)域主要為一層1-4×A-D范圍內(nèi),燃燒物主要為木門窗、油、橡膠等.消防中隊(duì)接到報(bào)警后出動(dòng)消防車到現(xiàn)場滅火,火災(zāi)持續(xù)約1小時(shí)左右,一層內(nèi)部所放汽車電池、油、輪胎等被燒毀.火災(zāi)波及一層1-4×A-D區(qū)域,部分混凝土構(gòu)件裸露、酥裂,部分墻體產(chǎn)生裂縫,墻面不同程度被高溫?zé)煔庋狙?建筑物部分外墻瓷磚被灼燒脫落(見照片1)、熏黑,二層1-2×B-D軸范圍內(nèi)地面瓷磚空鼓、裂縫,室內(nèi)五個(gè)木門和七個(gè)窗戶被燒毀,一層內(nèi)裝修燒毀,二層2-4×A-C軸范圍內(nèi)的部分內(nèi)裝修在滅火時(shí)受損,電線管路破壞、高溫?zé)煔鈱?dǎo)致電線絕緣層受損.
嚴(yán)重受火區(qū),一層1-2×B-D和2-4×C-D區(qū)域,一層1-2×B-D區(qū)域內(nèi)混凝土樓板顏色為淺黃色,并存在裂縫,樓面瓷磚空鼓、開裂;2-4×A-C軸預(yù)制板底部分結(jié)構(gòu)層混凝土嚴(yán)重酥裂、脫落,鋼筋裸露;3× A-C軸梁抹灰酥裂、脫落;1×B-D軸墻體存在寬度約為3mm左右的豎向貫通裂縫.依據(jù)現(xiàn)場情況推斷嚴(yán)重受火區(qū)火災(zāi)溫度約為500~700℃.
輕度受火區(qū),一層1-2×A-B和2-4×C-D區(qū)域,該區(qū)域內(nèi)墻體抹灰被熏黑.依據(jù)現(xiàn)場情況推斷嚴(yán)重受火區(qū)火災(zāi)溫度約為300~500℃.
未受火區(qū),一層4-5×A-D和二層1-5× A-D區(qū)域,該區(qū)域內(nèi)混凝土構(gòu)件顏色外表未出現(xiàn)明顯變化,墻面未見明顯變化.
經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查,發(fā)現(xiàn)該建筑物一層和二層墻體存在裂縫,裂縫主要分布在嚴(yán)重受火區(qū).
對一層混凝土梁及現(xiàn)澆板,采用酒精酚酞溶液檢測混凝土碳化深度,并檢測受火程度.具體檢測結(jié)果見表1.
表1 混凝土構(gòu)件碳化深度、受火深度匯總表(單位:mm)
現(xiàn)場在一層3×A-C軸梁鉆取芯樣,從一層3×A-C軸梁取芯情況分析,該梁混凝土燒傷深度約為15mm.
抽取一、二層混凝土梁各1榀,圈梁各2榀,共計(jì)6榀,采用鉆芯法檢測現(xiàn)齡期混凝土強(qiáng)度,檢測結(jié)果見表2.
表2 混凝土強(qiáng)度檢測結(jié)果匯總表
共抽取8面墻體,采用回彈法檢測磚強(qiáng)度,采用貫入法檢測砌筑砂漿強(qiáng)度.具體檢測結(jié)果見表3、表4.
表3 砌體中磚強(qiáng)度檢測結(jié)果
表4 砌筑砂漿強(qiáng)度檢測結(jié)果
對一、二層混凝土梁,采用HILTI鋼筋探測儀檢測其配筋情況及保護(hù)層厚度;尺量其截面尺寸.檢測結(jié)果見表5.
表5 混凝土構(gòu)件尺寸、配筋、保護(hù)層檢測結(jié)果匯總表(單位:mm)
根據(jù)檢測結(jié)果,依據(jù)有關(guān)規(guī)范,采用中國建筑科學(xué)研究院開發(fā)的“PKPM”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件對該樓上部結(jié)構(gòu)承載力進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)算.復(fù)核驗(yàn)算具體取值如下:
抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g,設(shè)計(jì)地震分組為第一組.樓面荷載恒荷載取用3.5KN/m2,活荷載取用2.0KN/m2,屋面恒荷載取用5.5KN/m2,活荷載取用0.5KN/m2.砌體砂漿抗壓強(qiáng)度取2.01MPa,磚強(qiáng)度等級(jí)取MU10.一層梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)取用C20,梁截面尺寸采用去除燒傷深度后的剩余截面尺寸,鋼筋直徑采用實(shí)測值.二層梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)取用C25,梁截面尺寸采用實(shí)測截面尺寸,鋼筋直徑采用實(shí)測值.
驗(yàn)算遵照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)、《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50003-2011)和《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010)中有關(guān)規(guī)定進(jìn)行.
驗(yàn)算結(jié)果表明,該建筑物一層2×B-D軸和4×A-C軸墻體抗震承載力不滿足規(guī)范要求,一層3× A-C軸梁的承載力不滿足規(guī)范要求,其他墻體和梁的承載力滿足規(guī)范要求.
結(jié)合以上檢測數(shù)據(jù)和驗(yàn)算結(jié)果,綜合分析認(rèn)為:
(1)因?yàn)闃前宓暮穸容^小且截面慣性矩小,升溫較快,預(yù)制板主筋為冷拔低碳鋼絲,冷加工中所提高的鋼筋抗拉強(qiáng)度,隨著溫度的升高而逐漸降低,產(chǎn)生了應(yīng)力損失,同時(shí)燒傷導(dǎo)致混凝土板底碳化深度增大,鋼筋和混凝土的粘結(jié)力降低,所以火災(zāi)對預(yù)應(yīng)力混凝土板的影響較大.
現(xiàn)場部分預(yù)制板出現(xiàn)混凝土酥裂、鋼筋裸露,現(xiàn)澆板樓板出現(xiàn)裂縫,因此建議對一層頂2-4×A-C軸之間的預(yù)制板作更換處理,對1-2×B-D軸現(xiàn)澆板進(jìn)行加固處理.
(2)火灼燒對主梁的主要影響是燒傷層耐久性和強(qiáng)度的變化,同時(shí)在火災(zāi)發(fā)生時(shí)由于板和梁升溫不同,產(chǎn)生溫度應(yīng)力.現(xiàn)場一層3×A-C的梁受到高溫作用,表面混凝土酥松,應(yīng)對該梁表面處理.
(3)火災(zāi)對砌體的作用由砂漿性能和磚塊材質(zhì)決定,磚砌體在較高的火災(zāi)溫度作用下,砌體中的砂漿和磚的強(qiáng)度降低,從而降低了砌體的強(qiáng)度,影響磚混結(jié)構(gòu)的承載能力;另外砌體內(nèi)外的溫度變化會(huì)使墻體內(nèi)的應(yīng)力發(fā)生變化,當(dāng)墻體內(nèi)局部應(yīng)力大于砌體的抗拉強(qiáng)度時(shí),墻體就會(huì)發(fā)生開裂.該建筑部分墻體存在裂縫,且部分裂縫寬度較大,應(yīng)對存在裂縫的墻體進(jìn)行加固處理.
(4)由于該建筑物一層部分區(qū)域嚴(yán)重?zé)齻?,造成部分混凝土?gòu)件承載力不滿足規(guī)范要求,部分構(gòu)件產(chǎn)生裂縫也對構(gòu)件承載力產(chǎn)生不利影響.依據(jù)《火災(zāi)后混凝土建筑結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)》綜合分析,該建筑物承重結(jié)構(gòu)安全性鑒定等級(jí)為Ⅲ級(jí).
①建議對一層頂2-4×A-C軸之間的預(yù)制板作更換處理,對1-2×B-D軸現(xiàn)澆板進(jìn)行加固處理.
②一層3×A-C軸梁表面混凝土疏松,承載力不滿足規(guī)范要求,應(yīng)對該梁進(jìn)行加固處理.
③部分墻體存在裂縫,影響了構(gòu)件的整體性,一層2×B-D軸和4×A-C軸墻體抗震承載力不滿足規(guī)范要求,應(yīng)對存在裂縫和承載力不滿足規(guī)范要求的墻體進(jìn)行加固處理.
火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)損傷狀態(tài)比較復(fù)雜,檢測鑒定要采取合適的方法,注意各種檢測技術(shù)的結(jié)合使用,提高火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)檢測鑒定的準(zhǔn)確度,提出切實(shí)可行、經(jīng)濟(jì)合理的處理方案.
[1]CECS 252:2009.火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S]
[2]GB/T 50344-2004.建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S]