牛子鉉
(安徽理工大學(xué),安徽 淮南 232001)
某居民樓始建于2011年,為7層磚混結(jié)構(gòu),平面形狀為矩形,該建筑結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)明,承重體系明確,主體由磚砌墻體承重,墻體均為燒結(jié)普通磚砌筑,水泥砂漿抹面,并做有白灰面層,該建筑為現(xiàn)澆混凝土樓板、平屋面,設(shè)置有圈梁及構(gòu)造柱,該建筑設(shè)置有現(xiàn)澆混凝土樓梯兩部。由于該建筑局部遭受火災(zāi)侵害,災(zāi)后建筑安全狀況不明,對(duì)該建筑進(jìn)行了安全(可靠)性檢測(cè)。該居民樓正面外觀狀況良好,未見有明顯破損,如圖1所示;背面3層及以上局部受火,具體狀況如圖2所示。
圖1 某居民樓正面整體外觀
圖2 某居民樓背面受火狀況
圖3 檢測(cè)示意圖
某居民樓結(jié)構(gòu)安全性檢測(cè):對(duì)該建筑墻體、鋼筋混凝土梁和可進(jìn)入房間進(jìn)行實(shí)地查驗(yàn)并記錄相關(guān)現(xiàn)狀,包括:磚體強(qiáng)度、砌筑砂漿強(qiáng)度、混凝土構(gòu)件強(qiáng)度等情況進(jìn)行檢測(cè)。
根據(jù)該建筑物建筑結(jié)構(gòu)類型及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50344-2004)[1](以下簡(jiǎn)稱《建標(biāo)》)及《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T23-2011)[2](以下簡(jiǎn)稱《回彈法》),對(duì)該工程混凝土構(gòu)件進(jìn)行隨機(jī)抽樣,采用ZC3-A型混凝土回彈儀對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行回彈檢測(cè)。選取該建筑所有混凝土構(gòu)件為一個(gè)檢測(cè)單元,每一單元選取不少于3個(gè)構(gòu)件,每一構(gòu)件選取10個(gè)測(cè)區(qū),每個(gè)測(cè)區(qū)檢測(cè)16個(gè)測(cè)點(diǎn)。由于該建筑建設(shè)年代久遠(yuǎn),碳化程度較深,故均按碳化深度>6 mm進(jìn)行計(jì)算;并依據(jù)《回彈法》對(duì)該建筑物現(xiàn)齡期混凝土構(gòu)件,進(jìn)行單構(gòu)件強(qiáng)度推定;依據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50292-2015)[3](以下簡(jiǎn)稱《民標(biāo)》)附錄K對(duì)構(gòu)件強(qiáng)度進(jìn)行齡期修正,修正系數(shù)選取為0.98,對(duì)該建筑混凝土構(gòu)件強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)定。依據(jù)《回彈法》對(duì)該建筑物現(xiàn)齡期混凝土構(gòu)件,進(jìn)行單構(gòu)件強(qiáng)度推定;依據(jù)《民標(biāo)》對(duì)構(gòu)件強(qiáng)度進(jìn)行齡期修正。
其中需要用到的計(jì)算公式包括:
測(cè)區(qū)平均回彈值:
構(gòu)件測(cè)區(qū)強(qiáng)度平均值:
構(gòu)件強(qiáng)度推定値:
fcu,e= mf cu-1.645 Sf cu
構(gòu)件齡期修正值:
fcu,t= αn·fcu,e
式中,Rm為測(cè)區(qū)平均回彈值,各測(cè)區(qū)16個(gè)回彈值,去除3個(gè)最大、3個(gè)最小值所得測(cè)區(qū)平均值,精確到0.1;Ri為構(gòu)件測(cè)區(qū)第i個(gè)測(cè)點(diǎn)的回彈值;mf cu為構(gòu)件測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值的平均值,精確至0.1 MPa;n為構(gòu)件測(cè)區(qū)數(shù),此處取10;f cu,i為第i個(gè)測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值,精確至0.1 MPa;fcu,e為構(gòu)件混凝土強(qiáng)度推推定值,精確至0.1 MPa;Sf cu為構(gòu)件測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值的標(biāo)準(zhǔn)差,精確至0.0001 MPa;fcu,t為構(gòu)件測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度齡期修正值,精確至0.1 MPa;αn為齡期修正系數(shù)。
經(jīng)回彈檢測(cè),該建筑現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁抗壓強(qiáng)度較低,未達(dá)到現(xiàn)行規(guī)范要求的C20等級(jí),其最大值為19.4 MPa,最小值為9.8 MPa,平均值為14.1 MPa。
根據(jù)該建筑物建筑結(jié)構(gòu)類型及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建標(biāo)》及《砌體工程現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50315-2011)[4](以下簡(jiǎn)稱《砌標(biāo)》),對(duì)該工程砌筑砂漿進(jìn)行隨機(jī)抽樣,采用ZC5型砂漿回彈儀對(duì)砌筑砂漿進(jìn)行回彈檢測(cè)。選取該建筑所有砌體構(gòu)件為一個(gè)檢測(cè)單元,每一單元選取不少于6個(gè)測(cè)區(qū)(構(gòu)件),每一測(cè)區(qū)(構(gòu)件)選取10個(gè)測(cè)位,每個(gè)測(cè)位檢測(cè)12個(gè)測(cè)點(diǎn);并依據(jù)《砌標(biāo)》中給出的計(jì)算和評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),對(duì)該建筑砌筑砂漿強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)定。
需要用到的計(jì)算公式包括:
測(cè)位平均回彈值:
測(cè)位砂漿強(qiáng)度換算值:
f2ij=6 .34×10-5×R3.60
測(cè)區(qū)砂漿強(qiáng)度平均值:
檢測(cè)單元砂漿強(qiáng)度平均值:
檢測(cè)單元砂漿強(qiáng)度取下列公式中的較小值:
經(jīng)檢測(cè),兩棟建筑砌筑砂漿強(qiáng)度較差,未達(dá)到M2.5等級(jí),21號(hào)樓各構(gòu)件砌筑砂漿強(qiáng)度最大值為1.65 MPa,最小值為0.54 MPa,平均值為0.91 MPa;西小樓各構(gòu)件砌筑砂漿強(qiáng)度最大值為3.43 MPa,最小值為1.41 MPa,平均值為2.16 MPa。
根據(jù)該建筑物建筑結(jié)構(gòu)類型及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,依據(jù)《建標(biāo)》及《砌標(biāo)》,對(duì)該工程普通燒結(jié)磚砌筑的砌體構(gòu)件進(jìn)行隨機(jī)抽樣,使用磚回彈采用ZC4型磚回彈儀進(jìn)行回彈檢測(cè)。選取該建筑所有砌體構(gòu)件為一個(gè)檢測(cè)單元,每一單元選取不少于6個(gè)測(cè)區(qū)(構(gòu)件),每一測(cè)區(qū)(構(gòu)件)選取10個(gè) 測(cè)位,每個(gè)測(cè)位檢測(cè)5個(gè)測(cè)點(diǎn);并依據(jù)《砌標(biāo)》中給出的計(jì)算和評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),對(duì)該建筑燒結(jié)磚強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)定。
其中需要用到的計(jì)算公式包括:
測(cè)位平均回彈值:
測(cè)位燒結(jié)磚強(qiáng)度換算值:
f1ij=2×10-2R2-0.45R + 1.25
測(cè)區(qū)燒結(jié)磚強(qiáng)度平均值:
檢測(cè)單元燒結(jié)磚強(qiáng)度平均值:
檢測(cè)單元燒結(jié)磚強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差:
檢測(cè)單元燒結(jié)磚強(qiáng)度變異系數(shù):
δ=S / f1,m
檢測(cè)單元磚體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(當(dāng)δ<0.21時(shí)):
f1k=f1,m-1.8 S
式中,R為第j個(gè)測(cè)位5個(gè)回彈值,求得該測(cè)位平均回彈值,精確到0.1,;Rm為第j個(gè)測(cè)位第m個(gè)彈擊點(diǎn)的回彈值;f1ij為第i個(gè)測(cè)區(qū)(構(gòu)件)第j個(gè)測(cè)位的燒結(jié)磚強(qiáng)度值,MPa;f1i為第i個(gè)測(cè)區(qū)(構(gòu)件)的燒結(jié)磚平均強(qiáng)度值,MPa;f1,m為檢測(cè)單元測(cè)區(qū)強(qiáng)度平均值,MPa;n2為檢測(cè)單元中測(cè)區(qū)(構(gòu)件)總數(shù);S為檢測(cè)單元燒結(jié)磚強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差;
經(jīng)檢測(cè),兩棟建筑普通燒結(jié)磚強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到MU15,21號(hào)樓各構(gòu)件燒結(jié)磚強(qiáng)度最大值為23.51 MPa,最小值為15.59 MPa,平均值為20.84 MPa,標(biāo)準(zhǔn)值為16.40 MPa;西小樓各構(gòu)件燒結(jié)磚強(qiáng)度最大值為22.93 MPa,最小值為17.95 MPa,平均值為21.18 MPa,標(biāo)準(zhǔn)值為17.75 MPa。
由于該建筑北側(cè)家具城發(fā)生火災(zāi),導(dǎo)致3樓以上北側(cè)外墻受到煙火熏烤,并引燃西側(cè)4樓、5樓兩戶住宅,致使其受火嚴(yán)重?,F(xiàn)依據(jù)《火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(CECS252:2009)[5]對(duì)該建筑災(zāi)后狀況進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)內(nèi)容包括:受火狀況和災(zāi)后構(gòu)件狀況及其強(qiáng)度變化。
經(jīng)檢測(cè)多數(shù)受火構(gòu)件評(píng)定結(jié)果尚可,僅構(gòu)件⑤-L-13-15/E評(píng)價(jià)等級(jí)較低(Ⅲ級(jí));通過對(duì)過火房間殘留物的觀察和分析,判斷持續(xù)過火溫度應(yīng)在300 ℃以內(nèi),對(duì)構(gòu)件強(qiáng)度影響較小。
因該建筑部分房間受火,因此,對(duì)同樓層受火與未受火單元進(jìn)行比較,以確定建筑構(gòu)件受火后對(duì)其強(qiáng)度的影響。同樓層受火與未受火單元構(gòu)件強(qiáng)度比較如表1所示。
表1 同樓層受火與未受火單元構(gòu)件強(qiáng)度比較
通過比較同樓層過火與未過火單元構(gòu)件強(qiáng)度可知,過火對(duì)構(gòu)件強(qiáng)度影響較小。
經(jīng)檢測(cè),對(duì)于該火災(zāi)后的居民樓,根據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB50292-2015),該居民樓燒結(jié)磚強(qiáng)度較好(MU20),砌筑質(zhì)量較好,但部分燒結(jié)磚表現(xiàn)出欠火現(xiàn)象,磚體較為酥脆;砌筑砂漿強(qiáng)度較差,未到達(dá)現(xiàn)行規(guī)范的相關(guān)要求;現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁的抗壓強(qiáng)度較低,未達(dá)到C20的基本要求,個(gè)別構(gòu)件有明顯缺陷,但澆筑質(zhì)量尚可。
該居民樓受火較嚴(yán)重,但是并未破壞,對(duì)構(gòu)筑物材料性能已經(jīng)產(chǎn)生較為顯著的影響,對(duì)結(jié)構(gòu)的安全及性能產(chǎn)生不利的影響,依據(jù)《火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(CECS252:2009),該居民樓應(yīng)該加固或者局部進(jìn)行更換。
綜上所述,按照《民標(biāo)》的規(guī)定,同時(shí)考慮到整棟建筑的地基與基礎(chǔ)沉降、屋面維護(hù)能力、上部承重結(jié)構(gòu)的承載能力和維護(hù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀等問題,該火災(zāi)后的居民樓的整體結(jié)構(gòu)安全性等級(jí)綜合評(píng)定為“限定使用”級(jí)別。
本文主要以工程實(shí)例為背景,對(duì)建筑物火災(zāi)后的檢測(cè)與鑒定的研究過程進(jìn)行綜述,但是火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)的檢測(cè)與鑒
定是一項(xiàng)復(fù)雜的課題,關(guān)于火災(zāi)溫度的判斷以及整體結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方法,仍需要進(jìn)一步深度研究。
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