劉 翠,姜 巍,周宏庚
(安徽省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)站,安徽 合肥 230088)
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某鋼結(jié)構(gòu)廠房火災(zāi)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(cè)站,安徽 合肥230088)
摘要:近年來,鋼結(jié)構(gòu)已廣泛應(yīng)用于我國(guó)的建筑行業(yè),但其耐火性能差導(dǎo)致火災(zāi)事故頻發(fā),嚴(yán)重影響了鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展。為了解火災(zāi)后鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件受損程度,必須進(jìn)行科學(xué)的檢測(cè)和鑒定。文章結(jié)合工程實(shí)例,對(duì)火災(zāi)后廠房現(xiàn)場(chǎng)狀況進(jìn)行描述,并詳細(xì)敘述了鋼結(jié)構(gòu)安全性鑒定過程,同時(shí)給類似工程提供參考。
關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu);火災(zāi);檢測(cè);鑒定
鋼結(jié)構(gòu)由于具有輕質(zhì)高強(qiáng)、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(diǎn),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(qiáng)度、彈性模量迅速降低[1]。近年來,大型火災(zāi)頻發(fā),給人民生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失。因此,對(duì)火災(zāi)后鋼結(jié)構(gòu)受損情況必須進(jìn)行科學(xué)的檢測(cè)和鑒定[2]。本文通過對(duì)某鋼結(jié)構(gòu)廠房火災(zāi)后的檢測(cè)鑒定,判定了構(gòu)件受損程度,為后續(xù)修復(fù)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(dú)立基礎(chǔ),上部設(shè)有石膏板吊頂和風(fēng)道。該廠房于2013年8月21日發(fā)生火災(zāi),火災(zāi)持續(xù)約3 h,受災(zāi)區(qū)域?yàn)?3~37/D-F軸線。通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),受災(zāi)區(qū)域四周及35軸線均有黏土磚實(shí)心墻體隔斷,通風(fēng)條件較差。受災(zāi)嚴(yán)重區(qū)域通風(fēng)管道燒毀,吊頂扣件變形,鋼梁彎曲變形、表面涂層燒光,估計(jì)火災(zāi)最高溫度在700 ℃左右[3]。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)鋼構(gòu)件受火損傷程度,將受災(zāi)區(qū)域劃分為以下三個(gè)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(jì)火災(zāi)溫度在400~700 ℃,通風(fēng)管道燒毀,吊頂扣件變形,鋼梁彎曲變形。
(2) B類區(qū)域:估計(jì)火災(zāi)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(jì)火災(zāi)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(zāi)區(qū)域結(jié)構(gòu)布置圖
2現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)連接狀況檢測(cè)
2.1構(gòu)件外觀檢測(cè)
現(xiàn)場(chǎng)對(duì)鋼構(gòu)主構(gòu)件外觀檢測(cè),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(yán)重。
2.2構(gòu)件變形測(cè)量
利用經(jīng)緯儀測(cè)量鋼柱的柱頂側(cè)移,利用全站儀測(cè)量鋼梁的撓度。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)鋼柱柱頂側(cè)移實(shí)測(cè)4處,其中3處超出文獻(xiàn)[4]的Ⅲ級(jí)要求;對(duì)34、35、36軸的梁1~梁6撓度均進(jìn)行了檢測(cè),其中36軸梁2、梁3和梁4的撓度超出文獻(xiàn)[4]的Ⅲ級(jí)要求。
2.3構(gòu)件力學(xué)性能檢測(cè)
廠房的主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件在火災(zāi)后降至常溫,此時(shí)材料的殘余力學(xué)性能是評(píng)估結(jié)構(gòu)損傷程度的主要依據(jù),對(duì)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(chǎng)對(duì)34/E和35/E鋼柱切割取樣,帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行力學(xué)性能實(shí)驗(yàn),檢測(cè)結(jié)果滿足文獻(xiàn)[6]中Q345的力學(xué)性能要求。
2.4節(jié)點(diǎn)連接狀況檢測(cè)
通過現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn),A類、B類區(qū)域節(jié)點(diǎn)板涂層脫落,部分節(jié)點(diǎn)板間隙較大(如:35軸梁4與梁5節(jié)點(diǎn)、梁4與中柱節(jié)點(diǎn)等),螺栓松動(dòng)(如:35軸梁4與梁5節(jié)點(diǎn)、梁4與中柱節(jié)點(diǎn)、梁1與梁2節(jié)點(diǎn)等),未出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)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(diǎn)板基本無影響,涂層基本完好。
3結(jié)構(gòu)計(jì)算與構(gòu)件校核
按照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和設(shè)計(jì)圖紙,依據(jù)文獻(xiàn)[7],考慮恒載、活載、雪載、風(fēng)載及地震荷載作用,建立廠房的主體結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)算(單榀剛架計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖2所示)。
圖2 單榀剛架計(jì)算簡(jiǎn)圖
經(jīng)過復(fù)核計(jì)算,梁4的強(qiáng)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(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性滿足文獻(xiàn)[7-8]的技術(shù)要求。
4鑒定評(píng)級(jí)
依據(jù)文獻(xiàn)[4],火災(zāi)后鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的初步鑒定評(píng)級(jí),Ⅱa級(jí)構(gòu)件13件,Ⅱb級(jí)構(gòu)件1件,Ⅲ級(jí)構(gòu)件14件,Ⅳ級(jí)構(gòu)件4件;火災(zāi)后鋼結(jié)構(gòu)連接的初步鑒定評(píng)級(jí),A類區(qū)域連接損傷等級(jí)為Ⅲ級(jí),B類區(qū)域連接損傷等級(jí)為Ⅱb級(jí),C類區(qū)域連接損傷等級(jí)為Ⅱa級(jí)。
結(jié)合受火鋼構(gòu)件的力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)構(gòu)分析承載力驗(yàn)算結(jié)果,火災(zāi)后鋼構(gòu)件詳細(xì)鑒定評(píng)級(jí),b級(jí)構(gòu)件19件,c級(jí)構(gòu)件6件,d級(jí)構(gòu)件7件。
5主要鑒定結(jié)論及處理意見
通過對(duì)火災(zāi)后廠房調(diào)查及分析,給出以下建議:
(1) 立即對(duì)構(gòu)件初步鑒定評(píng)級(jí)為Ⅳ級(jí)的構(gòu)件采取臨時(shí)加固處理措施,防止出現(xiàn)安全事故。
(2) 建議對(duì)評(píng)級(jí)為Ⅳ級(jí)的構(gòu)件進(jìn)行更換,對(duì)Ⅲ級(jí)的構(gòu)件以及d級(jí)構(gòu)件(不包含Ⅳ級(jí)構(gòu)件)進(jìn)行加固處理或更換,對(duì)c級(jí)構(gòu)件進(jìn)行加固處理。
(3) 建議對(duì)A類受損區(qū)域的次構(gòu)件進(jìn)行更換;對(duì)A類、B類受損區(qū)域的節(jié)點(diǎn)連接高強(qiáng)螺栓進(jìn)行更換。
(4) 37軸和33軸墻體出現(xiàn)較多裂縫和傾斜,建議對(duì)該部分墻體進(jìn)行維修處理。
(5) 對(duì)未更換的構(gòu)件重新涂裝防腐防火涂料。
(6) 盡快制定災(zāi)后處理方案,對(duì)受災(zāi)區(qū)域主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)處理。
(7) 后續(xù)使用過程中,做好防火工作,定期對(duì)消防設(shè)施進(jìn)行檢查,防患于未然。
6結(jié)束語(yǔ)
因鋼結(jié)構(gòu)的耐火性能較差,導(dǎo)致火災(zāi)頻繁發(fā)生。而火災(zāi)后鋼結(jié)構(gòu)廠房的修復(fù)加固工作完全依賴于對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的科學(xué)檢測(cè)和鑒定。因此,全面了解鋼結(jié)構(gòu)受損現(xiàn)狀,對(duì)火災(zāi)后構(gòu)件進(jìn)行受力分析進(jìn)而合理地評(píng)級(jí),為后續(xù)修復(fù)加固工作提供直接的技術(shù)依據(jù)。
〔參考文獻(xiàn)〕
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收稿日期:2016-03-28;修改日期:2016-04-01
作者簡(jiǎn)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(cè)站助理工程師.
中圖分類號(hào):TU391
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1673-5781(2016)02-0275-02