摘 要：建筑火災(zāi)在燒毀了建筑物內(nèi)物品的同時(shí)，也在不同程度上破壞了建筑本身結(jié)構(gòu)，從而影響其正常的使用。本文分析了建筑火災(zāi)的發(fā)生對建筑本身的危害，介紹了建筑物火災(zāi)后修復(fù)加固技術(shù)，可供同類工程的設(shè)計(jì)與加固施工參考。

關(guān)鍵詞：火災(zāi)；結(jié)構(gòu)檢測；加固

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國每年發(fā)生約20萬起火災(zāi)，城市建筑物火災(zāi)占火災(zāi)總數(shù)的2/3以上。隨著我國城市化的發(fā)展，火災(zāi)事故頻頻發(fā)生，建筑結(jié)構(gòu)遭遇火災(zāi)時(shí)，火災(zāi)對建筑的破壞主要為高溫作用。建筑結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性是結(jié)構(gòu)的重中之重，火災(zāi)后的建筑物是否安全可靠關(guān)系重大。研究表明，鋼筋砼結(jié)構(gòu)遭受火災(zāi)后，通常表現(xiàn)為不同程度的破壞和損傷，很少有倒塌的，一般經(jīng)修復(fù)加固后仍可繼續(xù)使用。由于火災(zāi)對建筑物不同部位的作用不同，結(jié)構(gòu)構(gòu)件對火災(zāi)作用的反應(yīng)也就各不相同。如何科學(xué)合理地對火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)的受損程度進(jìn)行檢測與鑒定，并提出經(jīng)濟(jì)合理的加固處理方案具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)意義。

一、建筑火災(zāi)對建筑物的危害

作為鋼筋混凝土的組成材料混凝土其熱容量大，導(dǎo)熱系數(shù)小，火災(zāi)高溫下升溫慢，是一種耐火性能良好的材料，但在較長時(shí)間火災(zāi)高溫作用下性能將有較大的變化。理論和實(shí)驗(yàn)已證明：300℃以下混凝土抗壓強(qiáng)度的影響不大，甚至出現(xiàn)高于常溫強(qiáng)度的現(xiàn)象。在高于300。C時(shí)，強(qiáng)度隨溫度升高明顯降低。當(dāng)溫度為600℃時(shí)，強(qiáng)度約降低50%，800‘C時(shí)約降低80%。大量試驗(yàn)結(jié)果表明，混凝土在熱作用下，抗壓強(qiáng)度在溫度超過300℃以后，基本成直線下降。在火災(zāi)高溫條件下，混凝土抗拉強(qiáng)度隨著溫度上升明顯下降，下降幅度比抗壓強(qiáng)度大10%～15%，當(dāng)溫度超過600℃以后，混凝土抗拉強(qiáng)度則基本喪失?；馂?zāi)對建筑結(jié)構(gòu)的影響主要體現(xiàn)為結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面幾何尺寸的減小，鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能指標(biāo)的降低，鋼筋與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度的退化，由此導(dǎo)致火災(zāi)后結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力水平的降低。在結(jié)構(gòu)功能保持不變、結(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)僅發(fā)生較小變化的條件下，結(jié)構(gòu)可靠度水平發(fā)生顯著下降。因此，在火災(zāi)高溫作用下，建筑物混凝土建筑的各種組份都發(fā)生著急劇的物理、化學(xué)變化、相互之間也可能發(fā)生反應(yīng)。這些變化有的對混凝土建筑物發(fā)生不良影響，使其在火災(zāi)中遭到破壞；有的使混凝土產(chǎn)生對火的拮抗作用，使其在火災(zāi)中能幸免于難、部分保留，并給予災(zāi)后救治、恢復(fù)使用提供可能。對于燒損未塌的建筑物，進(jìn)行維修加固，最大限度地利用原有建筑結(jié)構(gòu)的剩余強(qiáng)度，選擇經(jīng)濟(jì)合理的修復(fù)加固方案，以恢復(fù)建筑物的使用功能，減少火災(zāi)發(fā)生后的經(jīng)濟(jì)損失具有重要意義。

二、火災(zāi)后及時(shí)混凝土結(jié)構(gòu)的受損評估

高溫會使建筑材料本身力學(xué)性能發(fā)生很大變化，如混凝土強(qiáng)度及彈性模量降低、鋼筋力學(xué)性能變差等。這些因素都會對建筑結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性產(chǎn)生不利影響。建筑物遭受火災(zāi)后，首先應(yīng)由有關(guān)部門立即組織技術(shù)人員趕赴現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查，除查明起火原因外，還必須對建筑物的受損程度進(jìn)行詳細(xì)檢查、資料收集或受損結(jié)構(gòu)檢測，弄清火災(zāi)規(guī)模的大小和范圍，建筑物受損部位和受損程度，根據(jù)火場溫度分析失火時(shí)和失火后結(jié)構(gòu)的狀況，對受損結(jié)構(gòu)做出正確評估，以便確定建筑物的修復(fù)加固方案。

三、建筑火災(zāi)后修復(fù)加固施工技術(shù)

通過對火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場檢測結(jié)果，可確定受損構(gòu)件的損傷等級。一般按火災(zāi)后受損構(gòu)件的損傷程度分為危險(xiǎn)構(gòu)件、嚴(yán)重受損構(gòu)件、中度受損構(gòu)件和輕度受損構(gòu)件。火災(zāi)后受損建筑結(jié)構(gòu)在經(jīng)過鑒定后，并計(jì)算剩余承載力的基礎(chǔ)上，按照加固補(bǔ)強(qiáng)的原則，可以對受損結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)和加固處理。

1.拆除危險(xiǎn)構(gòu)件

對于火災(zāi)后受損程度屬于危險(xiǎn)構(gòu)件者，因構(gòu)件受火燒時(shí)間長，火災(zāi)溫度高，結(jié)構(gòu)受到實(shí)質(zhì)性的破壞。一般來講，這類構(gòu)件已失去修復(fù)的可能性，只能將其拆除，另行更換新構(gòu)件。

2.輕度受損構(gòu)件的處理

火災(zāi)后受損程度屬于輕度受損構(gòu)件者，因結(jié)構(gòu)受損較輕，僅粉刷層有輕度破壞，此類結(jié)構(gòu)只需將其表面粉刷層或表面污物清理干凈，重新進(jìn)行裝修粉刷即可。無論已露筋的或未露筋的均應(yīng)鑿除燒酥層直至完全露出堅(jiān)實(shí)基層，并將表面打毛，凸凹不平度>6mm，再用鋼絲刷刷除浮塵，并用具有一定壓力的清水將表面沖洗干凈，刷界面劑一道，采用環(huán)氧樹脂灌縫，修補(bǔ)處理，然后用復(fù)合水泥砂漿或復(fù)合高強(qiáng)水泥漿修補(bǔ)平至原截面，少數(shù)受損面嚴(yán)重的構(gòu)件宜采用高強(qiáng)石英砂漿修補(bǔ)。

3.受損嚴(yán)重構(gòu)件的加固

（1）柱的加固設(shè)計(jì)。鋼筋混凝土構(gòu)件承載力降低的主要原岡是混凝土強(qiáng)度降低，對鋼筋混凝土受壓柱的加固設(shè)計(jì)應(yīng)以提高混凝上抗壓強(qiáng)度為主。加固時(shí)應(yīng)首先鏟除受損嚴(yán)重的混凝土，由于柱斷面臨時(shí)減小，必要時(shí)應(yīng)設(shè)支架，確保結(jié)構(gòu)安全。常見的柱子加固設(shè)計(jì)有增大截面法、角鋼加固法、粘貼鋼板法。

（2）梁的加固設(shè)計(jì)。在一般火災(zāi)條件下，梁中受力鋼筋強(qiáng)度在冷卻后可恢復(fù)，構(gòu)件承載力降低主要是由混凝土強(qiáng)度降低引起的。所以，鋼筋混凝土梁的加固設(shè)計(jì)應(yīng)設(shè)法提高受壓區(qū)混凝土的抗壓能力。在承載力降低不大，梁的配筋率較小時(shí)也可采用提高受拉主筋的方法來加固補(bǔ)強(qiáng)。梁的加固設(shè)計(jì)可采用下述幾種方案：

①側(cè)面加厚法：即把燒損嚴(yán)重的混凝士鏟除后，在梁兩側(cè)用混凝十對稱加厚。

②附加鋼筋法：即把燒損嚴(yán)重的混凝士鏟除后，在梁兩側(cè)用混凝十對稱加厚，受損梁的附加鋼筋加固法是在受拉區(qū)附加受力鋼筋以提高梁的抗彎承載力。

③梁底貼鋼板法：梁底貼鋼板法即鏟除嚴(yán)重?zé)齻幕炷?，?fù)原截面，再在梁底面水平粘貼鋼板。

④側(cè)面粘貼鋼板箍法：側(cè)面粘貼鋼板箍法即鏟除火災(zāi)受損砼層，復(fù)原梁截面后，再在梁側(cè)粘貼鋼板箍以提高抗剪承載力。

（3）樓板加固設(shè)計(jì)。一般情況下，樓板的跨中截面承載力降低幅度較小，只需把燒損嚴(yán)重的混凝土鏟除，然后用細(xì)石混凝土復(fù)原截面即可。必要時(shí)可在板底粘貼鋼板?，F(xiàn)澆連續(xù)板支座截面可用受壓區(qū)粘貼鋼板法加固。

四、結(jié)語

鋼筋混凝土梁、板、柱遭受火災(zāi)后，由于混凝土被燒疏、爆裂、剝落、開裂造成強(qiáng)度降低，構(gòu)件的剛度減小，同時(shí)在高溫作用下鋼筋的彈性模量和強(qiáng)度降低，混凝土與鋼筋的粘結(jié)力降低，最終造成構(gòu)件的承載力下降。因此，經(jīng)過對火災(zāi)后結(jié)構(gòu)的檢測和受損程度的鑒定后，應(yīng)提出安全、適用和經(jīng)濟(jì)的修復(fù)加固方案。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法很多，但應(yīng)根據(jù)各種結(jié)構(gòu)類型的特點(diǎn)、火災(zāi)損傷程度以及所需加固的部位，因地制宜地采用不同的修復(fù)加固方案。

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作者簡介：葉征宇（1995-），男，湖北孝感人，土木工程專業(yè)（建筑方向），湖北工程學(xué)院本科在讀。