劉　翠,姜　巍,周宏庚

(安徽省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測站,安徽 合肥　230088)

?

某鋼結(jié)構(gòu)廠房火災后安全性鑒定

劉翠,姜巍,周宏庚

(安徽省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測站,安徽 合肥230088)

摘要：近年來，鋼結(jié)構(gòu)已廣泛應用于我國的建筑行業(yè)，但其耐火性能差導致火災事故頻發(fā)，嚴重影響了鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展。為了解火災后鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件受損程度，必須進行科學的檢測和鑒定。文章結(jié)合工程實例,對火災后廠房現(xiàn)場狀況進行描述，并詳細敘述了鋼結(jié)構(gòu)安全性鑒定過程，同時給類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；火災；檢測；鑒定

鋼結(jié)構(gòu)由于具有輕質(zhì)高強、抗震性能優(yōu)越、工業(yè)化裝配程度高、施工周期短等優(yōu)點，近年來得到快速發(fā)展。然而鋼結(jié)構(gòu)耐火性能較差，隨著溫度升高，鋼材的屈服強度、彈性模量迅速降低[1]。近年來，大型火災頻發(fā)，給人民生命財產(chǎn)造成嚴重損失。因此，對火災后鋼結(jié)構(gòu)受損情況必須進行科學的檢測和鑒定[2]。本文通過對某鋼結(jié)構(gòu)廠房火災后的檢測鑒定，判定了構(gòu)件受損程度，為后續(xù)修復加固工作提供了可靠的技術(shù)支撐。

1工程概況

某鋼結(jié)構(gòu)廠房主體結(jié)構(gòu)為門式剛架結(jié)構(gòu)，下部為柱下獨立基礎(chǔ)，上部設(shè)有石膏板吊頂和風道。該廠房于2013年8月21日發(fā)生火災，火災持續(xù)約3 h，受災區(qū)域為33～37/D-F軸線。通過現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，受災區(qū)域四周及35軸線均有黏土磚實心墻體隔斷，通風條件較差。受災嚴重區(qū)域通風管道燒毀，吊頂扣件變形，鋼梁彎曲變形、表面涂層燒光，估計火災最高溫度在700 ℃左右[3]。

根據(jù)現(xiàn)場檢測鋼構(gòu)件受火損傷程度，將受災區(qū)域劃分為以下三個區(qū)域，各區(qū)域含義及特征如下(區(qū)域分布見圖1)。

(1) A類區(qū)域：估計火災溫度在400～700 ℃，通風管道燒毀，吊頂扣件變形，鋼梁彎曲變形。

(2) B類區(qū)域：估計火災溫度在150～400 ℃，鋼梁表面涂層有裂紋或脫皮，未出現(xiàn)彎曲變形。

(3) C類區(qū)域：估計火災溫度在150 ℃以下，構(gòu)件表面涂層完好，未出現(xiàn)彎曲變形。

圖1　受災區(qū)域結(jié)構(gòu)布置圖

2現(xiàn)場構(gòu)件及節(jié)點連接狀況檢測

2.1構(gòu)件外觀檢測

現(xiàn)場對鋼構(gòu)主構(gòu)件外觀檢測，37軸構(gòu)件外觀基本無損；36軸梁1～梁4涂層脫落；34軸、35軸梁1～梁5涂層脫落，其中梁2和梁3局部屈曲且整體彎曲變形嚴重。

2.2構(gòu)件變形測量

利用經(jīng)緯儀測量鋼柱的柱頂側(cè)移，利用全站儀測量鋼梁的撓度。檢測發(fā)現(xiàn)鋼柱柱頂側(cè)移實測4處，其中3處超出文獻[4]的Ⅲ級要求；對34、35、36軸的梁1～梁6撓度均進行了檢測，其中36軸梁2、梁3和梁4的撓度超出文獻[4]的Ⅲ級要求。

2.3構(gòu)件力學性能檢測

廠房的主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件在火災后降至常溫，此時材料的殘余力學性能是評估結(jié)構(gòu)損傷程度的主要依據(jù)，對于判定結(jié)構(gòu)的安全性和制訂加固方案有重大影響[5]?，F(xiàn)場對34/E和35/E鋼柱切割取樣，帶回實驗室進行力學性能實驗，檢測結(jié)果滿足文獻[6]中Q345的力學性能要求。

2.4節(jié)點連接狀況檢測

通過現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)，A類、B類區(qū)域節(jié)點板涂層脫落，部分節(jié)點板間隙較大(如：35軸梁4與梁5節(jié)點、梁4與中柱節(jié)點等)，螺栓松動(如：35軸梁4與梁5節(jié)點、梁4與中柱節(jié)點、梁1與梁2節(jié)點等)，未出現(xiàn)節(jié)點板出現(xiàn)較大變形與撕裂現(xiàn)象，未出現(xiàn)焊縫撕裂現(xiàn)象；C類區(qū)域節(jié)點板基本無影響，涂層基本完好。

3結(jié)構(gòu)計算與構(gòu)件校核

按照現(xiàn)場實測和設(shè)計圖紙，依據(jù)文獻[7]，考慮恒載、活載、雪載、風載及地震荷載作用，建立廠房的主體結(jié)構(gòu)模型進行復核驗算(單榀剛架計算簡圖見圖2所示)。

圖2　單榀剛架計算簡圖

經(jīng)過復核計算，梁4的強度和穩(wěn)定性不能滿足規(guī)范要求，柱4(F軸柱)的平面外穩(wěn)定性不能滿足規(guī)范要求。其余主構(gòu)件的強度、剛度和穩(wěn)定性滿足文獻[7-8]的技術(shù)要求。

4鑒定評級

依據(jù)文獻[4]，火災后鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的初步鑒定評級，Ⅱa級構(gòu)件13件，Ⅱb級構(gòu)件1件，Ⅲ級構(gòu)件14件，Ⅳ級構(gòu)件4件；火災后鋼結(jié)構(gòu)連接的初步鑒定評級，A類區(qū)域連接損傷等級為Ⅲ級，B類區(qū)域連接損傷等級為Ⅱb級，C類區(qū)域連接損傷等級為Ⅱa級。

結(jié)合受火鋼構(gòu)件的力學性能實驗結(jié)果和結(jié)構(gòu)分析承載力驗算結(jié)果，火災后鋼構(gòu)件詳細鑒定評級，b級構(gòu)件19件，c級構(gòu)件6件，d級構(gòu)件7件。

5主要鑒定結(jié)論及處理意見

通過對火災后廠房調(diào)查及分析，給出以下建議：

(1) 立即對構(gòu)件初步鑒定評級為Ⅳ級的構(gòu)件采取臨時加固處理措施，防止出現(xiàn)安全事故。

(2) 建議對評級為Ⅳ級的構(gòu)件進行更換，對Ⅲ級的構(gòu)件以及d級構(gòu)件(不包含Ⅳ級構(gòu)件)進行加固處理或更換，對c級構(gòu)件進行加固處理。

(3) 建議對A類受損區(qū)域的次構(gòu)件進行更換；對A類、B類受損區(qū)域的節(jié)點連接高強螺栓進行更換。

(4) 37軸和33軸墻體出現(xiàn)較多裂縫和傾斜，建議對該部分墻體進行維修處理。

(5) 對未更換的構(gòu)件重新涂裝防腐防火涂料。

(6) 盡快制定災后處理方案，對受災區(qū)域主體結(jié)構(gòu)進行修復處理。

(7) 后續(xù)使用過程中，做好防火工作，定期對消防設(shè)施進行檢查，防患于未然。

6結(jié)束語

因鋼結(jié)構(gòu)的耐火性能較差，導致火災頻繁發(fā)生。而火災后鋼結(jié)構(gòu)廠房的修復加固工作完全依賴于對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的科學檢測和鑒定。因此，全面了解鋼結(jié)構(gòu)受損現(xiàn)狀，對火災后構(gòu)件進行受力分析進而合理地評級，為后續(xù)修復加固工作提供直接的技術(shù)依據(jù)。

〔參考文獻〕

[1]李國強,韓林海,樓國彪,等.鋼結(jié)構(gòu)及鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2006.

[2]周浪,謝瑜昱,唐钷,等.火災后鋼結(jié)構(gòu)的檢測與評定技術(shù)研究[J].建筑科學,2011(S1):112-115.

[3]ISO 834,Fire-resistance Tests-elements of Building Construction[S].

[4]CECS 252：2009,火災后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標準[S].

[5]趙國棟,孫會社,于立強,等.某鋼結(jié)構(gòu)廠房火災后結(jié)構(gòu)安全性鑒定與安全措施[J].建筑結(jié)構(gòu),2010(S1):511-514.

[6]GB/T 1591-2008,低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼[S].

[7]CECS 102:2002,門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].

[8]GB 50017-2003,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

收稿日期：2016-03-28；修改日期：2016-04-01

作者簡介：劉翠(1985-)，女，安徽亳州人，碩士，安徽省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測站助理工程師．

中圖分類號：TU391

文獻標識碼：A

文章編號：1673-5781(2016)02-0275-02