駱 偉 （安徽省城建設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230051）

近年來，我國的火災(zāi)中將近80%的火災(zāi)發(fā)生于各類建筑上[1]，而在各類建筑中，混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用是最為常見的結(jié)構(gòu)型式，目前對于混凝土結(jié)構(gòu)在發(fā)生火災(zāi)后如何進(jìn)行可靠度鑒定評估和加固措施，還需要在實(shí)踐中不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

1 常用的鑒定分析方法

在《火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（CECS252-2009）頒布實(shí)施后，為火災(zāi)的鑒定提供了一定的依據(jù)和參考，主要分為兩個(gè)部分[2]，第一部分是初步鑒定，主要包括現(xiàn)場火災(zāi)過程調(diào)查、構(gòu)件外觀調(diào)查和檢測、損傷等級評定；第二部分為詳細(xì)鑒定，主要包括火災(zāi)作用詳細(xì)調(diào)查與分析、結(jié)構(gòu)構(gòu)件專項(xiàng)檢測和結(jié)構(gòu)承載力分析。

2 常用的加固方法

加固方法應(yīng)根據(jù)各種加固方法的特點(diǎn)進(jìn)行選擇，對于構(gòu)件過火面積大、損傷嚴(yán)重的構(gòu)件，一般常采用增大截面法、外包鋼、碳纖維等方法進(jìn)行加固，對于損傷不嚴(yán)重的構(gòu)件，通常采用噴射混凝土等方法進(jìn)行加固[3][4]。

3 實(shí)例分析

某廠房結(jié)構(gòu)為2層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，廠區(qū)內(nèi)發(fā)生大火，大火順著風(fēng)勢燃燒到該車間，該車間內(nèi)存放的原材料及成品均被完全燒毀，過火時(shí)間大概5h，火災(zāi)導(dǎo)致該車間的框架梁、柱和板等混凝土構(gòu)件不同程度受損，部分構(gòu)件局部表面混凝土剝落，部分受力鋼筋外露。

3.1 混凝土構(gòu)件損傷調(diào)查

3.1.1 框架柱表面損傷調(diào)查

柱構(gòu)件混凝土表面損傷情況見表1所示，由調(diào)查可知，框架柱均受到火災(zāi)的影響，其中部分構(gòu)件過火溫度較高，表面呈灰白色或土黃色，出現(xiàn)裂縫網(wǎng)，部分混凝土有輕微脫落現(xiàn)象。根據(jù)《火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（CECS252-2009）對框架柱構(gòu)件進(jìn)行調(diào)查。

柱損傷調(diào)查 表1

3.1.2 框架梁表面損傷調(diào)查

框架梁構(gòu)件混凝土表面損傷情況見表2所示，由調(diào)查可知，框架梁均受到火災(zāi)影響。一層多數(shù)梁，僅表面粉刷層附著有黑灰，粉刷層未脫落或脫落面積??；一層梁中未發(fā)現(xiàn)混凝土脫落和露筋現(xiàn)象。二層梁損傷較一層嚴(yán)重。部分梁表面為淺灰白色，輕微裂縫網(wǎng)。根據(jù)《火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（CECS252-2009）對框架梁構(gòu)件進(jìn)行調(diào)查。

3.1.3 混凝土現(xiàn)澆板表面損傷、顏色調(diào)查

現(xiàn)澆板構(gòu)件混凝土表面損傷情況見表3所示，由調(diào)查可知，一、二層板均受到火災(zāi)影響，其中受災(zāi)較嚴(yán)重的板，表面呈灰白色或土黃色，并且部分構(gòu)件表面混凝土脫落較嚴(yán)重，且出現(xiàn)較大面積露筋現(xiàn)象。根據(jù)《火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（CECS252-2009）對現(xiàn)澆板構(gòu)件進(jìn)行調(diào)查。

梁損傷調(diào)查 表2

板損傷調(diào)查 表3

3.2 混凝土強(qiáng)度現(xiàn)場檢測

現(xiàn)場采用鉆芯法對遭受燒灼構(gòu)件內(nèi)部的混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測，芯樣去除了表面被過火后的混凝土，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表4所示。

混凝土芯樣強(qiáng)度檢測 表4

由芯樣試驗(yàn)結(jié)果可知，該車間一至二層框架柱內(nèi)部實(shí)測混凝土芯樣抗壓強(qiáng)度在26.1MPa～32.3MPa范圍內(nèi)。

3.3 鑒定評級[2]

根據(jù)《火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（CECS252-2009）的要求，根據(jù)現(xiàn)場檢測的結(jié)果，首先對過火的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步鑒定評級，初步鑒定評級分為Ⅱa、Ⅱb、Ⅲ和Ⅳ級，然后對于中間兩個(gè)級別Ⅱb和Ⅲ級的構(gòu)件進(jìn)行詳細(xì)鑒定，詳細(xì)鑒定級別分為b、c和d級。

3.4 詳細(xì)鑒定

該廠房采用PKPM對該車間初步鑒定評為Ⅱb和Ⅲ級的混凝土構(gòu)件承載能力進(jìn)行驗(yàn)算，根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果以及現(xiàn)行規(guī)范要求對Ⅱb和Ⅲ級的混凝土構(gòu)件進(jìn)行詳細(xì)鑒定評級。構(gòu)件的承載力應(yīng)按照火災(zāi)后混凝土構(gòu)件的實(shí)際強(qiáng)度和鋼筋的實(shí)際強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。

3.4.1 結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算

采用中國建筑科學(xué)院PKPM軟件進(jìn)行計(jì)算。

3.4.2 結(jié)構(gòu)驗(yàn)算所用基本參數(shù)與計(jì)算信息

①場地類別為Ⅱ類場地；

②結(jié)構(gòu)安全等級為二級；

③主要恒載和活載的標(biāo)準(zhǔn)值：按照根據(jù)委托方提供的圖紙和相關(guān)資料進(jìn)行取值；

④混凝土計(jì)算強(qiáng)度：根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測部分混凝土構(gòu)件強(qiáng)度，實(shí)測部分構(gòu)件內(nèi)部多數(shù)混凝土強(qiáng)度均能達(dá)到C25，對于未測的部分混凝土構(gòu)件，根據(jù)《火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（CECS252-2009）附錄F表F.0.1-2以及表4.5，混凝土構(gòu)件表面溫度＜200℃強(qiáng)度取C25，混凝土構(gòu)件表面溫度300～500℃強(qiáng)度取C20，混凝土構(gòu)件表面溫度在500℃以上取C15，若構(gòu)件折減后的混凝土強(qiáng)度值高于該構(gòu)件實(shí)測值，取構(gòu)件實(shí)測值作為該構(gòu)件混凝土強(qiáng)度計(jì)算值。

⑤鋼筋強(qiáng)度取值：

HPB235鋼筋設(shè)計(jì)強(qiáng)度取210N/mm2；

HRB335鋼筋設(shè)計(jì)強(qiáng)度取300N/mm2；

鋼筋強(qiáng)度折減：根據(jù)《火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（CECS252-2009）附錄G，一至二層鋼筋強(qiáng)度折減系數(shù)取0.9。

3.4.3 計(jì)算結(jié)果

采用PKPM對該車間初步鑒定評為Ⅱb和Ⅲ級的混凝土構(gòu)件承載能力進(jìn)行驗(yàn)算，根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果以及現(xiàn)行規(guī)范要求對Ⅱb和Ⅲ級的混凝土構(gòu)件進(jìn)行詳細(xì)鑒定評級，部分框架梁、框架柱和現(xiàn)澆板需要進(jìn)行加固處理。

3.5 加固方案

后受損傷的梁板柱，應(yīng)根據(jù)受損區(qū)域不同，以及構(gòu)件的不同進(jìn)行加固修復(fù)[6]。

①對于初步鑒定評定為Ⅱa級的構(gòu)件和詳細(xì)鑒定評為b級的構(gòu)件，結(jié)構(gòu)材料及結(jié)構(gòu)性能僅受輕微影響，一般采取提高耐久性的措施；

該廠房這類構(gòu)件采用鑿除表面損傷的部分，對于有輕度損傷的構(gòu)件，采用局部噴射高延性混凝土進(jìn)行加固。

②對于一至二層直接受火災(zāi)灼燒的框架柱、框架梁和現(xiàn)澆板，初步鑒定評定為Ⅳ級以及詳細(xì)鑒定評定為c級的構(gòu)件，已對結(jié)構(gòu)安全性或正常使用性產(chǎn)生不利影響，應(yīng)采取相應(yīng)的加固處理措施。

對于構(gòu)件初步鑒定評定為Ⅳ級和詳細(xì)鑒定評為d級的構(gòu)件，已經(jīng)判定失去承載力的，拆除后重新建筑混凝土；對于詳細(xì)鑒定評為c級的構(gòu)件，鑿除表面損傷的混凝土部分，采用加大截面法進(jìn)行加固。

4 結(jié)論

從本工程加固后的使用效果來看，對于混凝土結(jié)構(gòu)火災(zāi)后的加固，無論從施工的可行性、加固的經(jīng)濟(jì)性，還是從加固效果的可靠性等方面來看，采用加大截面法進(jìn)行加固，該方法更為成熟，加固施工更易于操作，日常加固中也得到了更好的運(yùn)用。