某住宅楼火灾后主体结构安全性检测分析

某住宅楼火灾后主体结构安全性检测分析
　　摘 要：对某住宅楼发生火灾后受损范围内的结构进行了现场检测，同时对受损结构损伤进行评估，推定火灾温度，对灾后结构构件承载力进行了计算，提出了处理方案建议。
　　关键词：火灾;灾后结构检测;温度推定;承载力计算;处理方案
　　1 概述
　　1.1工程概况
　　某住宅楼建成于2002年，采用混合结构体系，共7层，其中1层层高约3.6m，2~7层层高约2.8m;房屋四角以及楼面梁处设有构造柱，4层楼面以及7层屋面设有圈梁。楼面板、屋面板采用预制预应力钢筋混凝土空心板。
　　1.2检测、评定原因和内容
　　2011年4月28日上午，该住宅楼1层较右侧液化气站灌气时起火，导致液化气瓶发生爆炸，大量泄漏的液化气被引燃，大火烧至7层楼高。大火经消防人员扑救较终熄灭。火灾后经现场调查，1~7层1-4×A-F轴为火灾影响区域;其中1~2层1-4×A-F轴以及3~7层1-3×A-F轴火灾影响区域内的承重、围护构件等受到不同程度的烧损。房屋检测平面布置示意图如图1所示。
　　为详细了解火灾后该房屋主体结构构件的烧损状况，确定受损构件的加固方案，防止意外事故的再次发生，对房屋发生火灾后结构安全性进行检测分析评定。
　　2 检测评定的依据和资料
　　2.1《建筑结构检测技术标准》(GB/T 50344-2004);
　　2.2《火灾后建筑结构鉴定标准》(CECS 252-2009);
　　2.3《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)(2006年版);
　　2.4《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002);
　　2.5《建筑变形测量规范》(JGJ8-2007);
　　2.6《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T 23-2001);
　　2.7《回弹法评定砌体中烧结普通砖强度等级(标号)技术规程》(DBJ20-8-9);
　　2.8《混凝土中钢筋检测技术规程》(JGJ/T 152-2008);
　　2.9《混凝土结构加固技术规范》(GB 50367-2006);
　　2.10《水泥复合砂浆钢筋网加固混凝土结构技术规程》(CECS 242：2008);
　　2.11委托方提供的相关资料。
　　3 现场检测、调查结果
　　3.1房屋整体变形检测
　　采用高精度电子经纬仪对房屋墙角垂直度进行测量,实测房屋倾斜较大值为15mm，未出《建筑地基基础设计规范》局部倾斜允许值要求;采用高精度水准仪对房屋2层楼面梁梁端底部水平相对高程差进行测量，实测房屋2层楼面梁梁端底部较大相对高程差值未过《建筑地基基础设计规范》规定的限值要求。以上检测表明，房屋地基稳定，基础工作状态正常。
　　3.2重要构件变形检测
　　3.2.1混凝土柱垂直度检测
　　采用电子经纬仪对检测区域1层混凝土柱的垂直度进行测量，测量结果如表1所示。
　　表1所示测量结果表明，所测量柱构件的垂直度偏差在国家相关规范规定的允许值范围之内。
　　3.2.2 2层楼面梁底部相对高差检测
　　采用水准仪对检测区域2层楼面梁底部相对高差进行检测，检测结果如表2所示。
　　由表2可以看出，所测量的2层楼面梁未见异常挠曲变形。
　　3.3结构构件现状检测调查
　　3.3.1主承重构件抗压强度检测
　　采用回弹法对火灾影响区域周边未烧损混凝土构件和承重墙砌筑砖、砌筑砂浆的抗压强度进行检测，检测结果表明，所检测的构件中，混凝土构件抗压强度为24.2-26.8MPa;砌筑砖MU10、砌筑砂浆抗压强度为3.4-4.1MPa。
　　3.3.2主承重构件损伤深度检测
　　采用酚酞试剂对房屋砌体构件砂浆、混凝土梁和板构件的烧损深度进行检测，检测结果可以看出，部分构件的烧损深度已达34mm，1层1-3×A-F轴间墙体、柱、2层1-3×A-F轴楼面梁板构件被烧以致底部钢筋保护层剥落、钢筋外露，表明火灾后构件有效截面产生了一定的削弱。
　　3.3.3混凝土构件钢筋配置检测
　　采用ZBL-R650型钢筋检测仪和局部凿开的方法对房屋1层柱、2层楼面梁构件内配置的钢筋直径、数量及保护层厚度等进行检测，检测结果表明，除楼面梁箍筋间距偏大外，检测混凝土构件内配置的钢筋直径、数量及间距基本满足正常使用要求。
　　3.3.4构件裂缝及构造等调查
　　a)混凝土构件
　　火灾后火灾影响区域内混凝土梁、柱、板裂缝大部分为构件表面不规则的龟裂，凝土梁、柱抹灰层脱落、主筋外露;2层现浇楼面板(卫生间)抹灰层脱落、构件表面龟裂，2层楼面预制板严重开裂变形、钢丝外露，完全丧失承载力。部分受损情况如照片1~2所示，2层楼面梁裂缝详图见图2。
　　b)砖砌体
　　火灾后1层1~2×A~F轴墙体抹灰层大面积脱落，抹灰层脱落区墙体存在多条竖向裂缝，裂缝宽度约为0.1m~0.4mm，如照片3~4所示。
　　3.4结构构件烧损情况调查
　　3.4.1火灾影响区域及现场残留物烧损特征
　　火灾后经现场检测调查，检测范围内1~7层1-4×A-F轴为火灾影响区域;其中1~2层1-3×A-F轴以及3~7层1-2×A-F轴为主要火灾影响区域，尤其是1层1-3×A-F轴火灾影响较为严重。5层1-2×A-F轴火灾影响次之。火灾影响区域具体位置如照片5~6所示。
　　照片3 门洞墙体抹灰脱落，砖开裂、松动 照片4 承重墙体抹灰脱落、墙体多处存在裂缝
　　3.4.2火灾温度的推定及火灾温度场的划分
　　用以下两种方法综合推定出火灾温度：
　　①根据现场残留物烧损特征的调查结果推定火灾温度。
　　②根据混凝土构件烧伤深度、表面颜色、裂损剥落和锤击反应等判定温度。
　　根据现场调查、构件各部位取样分析，参照相关标准所述的特征，推定该工程检测范围内在火灾中受到的较高火灾温度为750℃左右，火温较高的区域为1层1-3×A-F轴区域。1层火温分布平面示意图见图3。
　　3.4.3火灾后结构构件损伤等级划分
　　参照相关标准所描述的各级受损伤程度的特征，结合现场检测、调查得到的结构构件受火温度、混凝土烧伤深度等相关数据，对火灾影响区域内各混凝土构件的受损情况进行了详细的调查，1层墙体以及柱、2层楼面梁等构件损伤程度的评定等级及火灾后混凝土结构构件的鉴定评级详见《火灾后建筑结构鉴定标准》表6.2.1、表6.2.2、表6.2.3，火灾后混凝土构件承载力指标评级详见《火灾后建筑结构鉴定标准》。
　　4 计算分析
　　根据国家有关设计规范、规程和现场检测、调查结果，对楼房结构进行了计算复核，结果表明：
　　4.1现场检测评定为Ⅱa级、Ⅱb级损伤的砖墙以及Ⅱa级、Ⅱb级损伤的混凝土梁、柱构件基本满足原设计条件下的承载力要求，但其耐久性不满足要求。
　　4.2现场检测评定为Ⅲ、Ⅳ级损伤的砖墙构件不满足原设计条件下承载力和耐久性的要求;现场检测评定为Ⅲ级、Ⅳ级损伤的现浇混凝土柱、楼面梁构件不满足原设计条件下承载力和耐久性的要求。
　　5 结论与建议
　　住宅楼1-4×A-F轴现场检测、调查结果及计算分析，结论如下：
　　5.1所检测的房屋1层1-3×A-F轴、1-3×A-F轴、5层1-2×A-F轴区域火灾后结构构件损伤较严重，火灾影响区域内的大部分承重结构构件已不能满足设计条件下的承载力或耐久性要求。
　　5.2房屋2~7层1-4×A-F轴在高温烟气弥漫区域的部分墙体开裂，不满足原设计条件下正常使用的相关要求。
　　综上所述，遭受火灾后该房屋1~7层1-4×A-F轴区域存在较严重安全隐患，要达到原设计条件下正常、安全使用的相关要求，须对受损结构构件进行加固、修缮处理。
　　5.2.1对Ⅱa级损伤的砖墙去除表面烟灰、进行表面清理后，结合房屋装饰进行粉刷处理即可;对Ⅱb、Ⅲ级以及Ⅳ级损伤的砖墙，人工凿除受损层后采用钢筋网抗裂砂浆加固处理;对于开裂墙体，采用钢筋网抗裂砂浆加固处理。
　　5.2.2对Ⅱa级损伤的混凝土柱、梁构件去除表面烟灰、进行表面清理后，结合房屋装饰进行粉刷处理即可;对Ⅱb级损伤或存在裂缝、钢筋外露的混凝土柱、梁构件，人工凿除受损层后采用钢筋网抗裂砂浆加固处理;对Ⅲ级损伤的混凝土柱、楼面梁构件采用外包改性钢筋混凝土增大截面的方法进行加固处理。
　　5.2.3对Ⅱa级损伤的现浇混凝土楼面板构件去除表面烟灰、进行表面清理后，结合房屋装饰进行粉刷处理即可。对Ⅱb级损伤的现浇混凝土楼面板构件人工小锤凿除受损层后采用钢筋网抗裂砂浆加固处理。对Ⅲ级、Ⅳ级损伤的现浇楼面板采用改性钢筋混凝土增大截面的方法进行处理;以保证结构构件的正常使用及耐久性。
　　5.2.4对高温烟气弥漫区域的混凝土楼面梁、楼面板构件裂缝宽度≤0.15mm的进行表面清理后，结合房屋装饰进行粉刷封闭即可;宽度>0.15mm的裂缝灌缝封闭处理;对宽度≥0.2mm的裂缝灌缝封闭后还需局部粘贴碳纤维加固处理。
　　5.2.5 对2层1-3×A-F轴损坏的楼面预制空心板人工小锤凿除清理后，重新现浇楼面板。
　　5.2.6 1~7层1-4×A-F轴楼面处无圈梁的外墙增设圈梁。