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        某鋼結(jié)構(gòu)廠房火災(zāi)后安全性鑒定

        2016-07-16 03:31:32周宏庚
        工程與建設(shè) 2016年2期
        關(guān)鍵詞:鑒定鋼結(jié)構(gòu)火災(zāi)

        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)

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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,必須進行科學(xué)的檢測和鑒定。文章結(jié)合工程實例,對火災(zāi)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(zāi);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(zāi)頻發(fā),給人民生命財產(chǎn)造成嚴重損失。因此,對火災(zāi)后鋼結(jié)構(gòu)受損情況必須進行科學(xué)的檢測和鑒定[2]。本文通過對某鋼結(jié)構(gòu)廠房火災(zāi)后的檢測鑒定,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)域為33~37/D-F軸線。通過現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn),受災(zāi)區(qū)域四周及35軸線均有黏土磚實心墻體隔斷,通風(fēng)條件較差。受災(zāi)嚴重區(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,估計火災(zāi)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(zāi)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(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(xué)性能檢測

        廠房的主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件在火災(zāi)后降至常溫,此時材料的殘余力學(xué)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(xué)性能實驗,檢測結(jié)果滿足文獻[6]中Q345的力學(xué)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(fēng)載及地震荷載作用,建立廠房的主體結(jié)構(gòu)模型進行復(fù)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(fù)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(zāi)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(zāi)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(xué)性能實驗結(jié)果和結(jié)構(gòu)分析承載力驗算結(jié)果,火災(zāi)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(zāi)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(zāi)后處理方案,對受災(zāi)區(qū)域主體結(jié)構(gòu)進行修復(fù)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(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結(jié)構(gòu)構(gòu)件的科學(xué)檢測和鑒定。因此,全面了解鋼結(jié)構(gòu)受損現(xiàn)狀,對火災(zāi)后構(gòu)件進行受力分析進而合理地評級,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〕

        [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(zāi)后鋼結(jié)構(gòu)的檢測與評定技術(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)鑒定標準[S].

        [5]趙國棟,孫會社,于立強,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

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