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)〕

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

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

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

[4]CECS 252：2009,火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[5]趙國(guó)棟,孫會(huì)社,于立強(qiáng),等.某鋼結(jié)構(gòu)廠房火災(zāi)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(qiáng)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(jì)規(guī)范[S].

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