钢筋混凝土结构火灾后安全鉴定与加固设计探讨

⑧将截 下的钢 筋进行力学试验，测定其 强度 、 延伸率等性 能。④混凝土 的强度，也可利用 回弹 、超 声及综合法等 非破损试验来确定 。 ⑤用 卡尺 、钢尺 、量规 和放大镜等仪器测量 构件 的变 形及裂缝 。对 裂缝应测定其 宽度 、 深度和长度 ，尤其构件 上的贯穿性裂缝或沿 钢筋 的纵向裂缝 。应 该注 意， 当裂缝扩展 宽 度大于 ５ ｍ ｍ 时， 它是钢筋混凝土构件破坏性 标志之一 。 ２ ． ２ － ３钢筋和 混凝土 的受损分析 （ １ ）火灾后混凝 土的烧损分析 火灾后 ，混凝上 的组成材料和 内部结构 都会 发生变化 ，其 强度 损失主要取决 于受火 温度 的高低、受火作用 的时间和冷却方式 。 试验表明 当受火温度低 于 ４ ０ ０ ￣ Ｃ时 ，无论是 喷水冷却还是 自然 冷却 ，混凝土强度 均没有 明显 的降低 ； 当温度超过 ４ ０ ０ ￣ Ｃ 后， 水泥石的 晶架结构破坏严重 ，混 凝土的强度 开始显著 下降，在这个过程 中，喷水冷却的混凝 土强 度比 自然冷却 的混凝上强度下 降更 多。主要 是因为 Ｃ ａ （ Ｏ Ｈ） ２ 在４ ０ ０ ￣６ ０ ０ ℃之间脱水 ，产 生水蒸汽 ，集料 中 Ｃ ａ ＣＯ ３在 ９ ０ Ｏ ～１ ０ ０ ０ ℃分 解 ，产生 Ｃａ Ｏ和 ｃＯ ２ ，由于 Ｃ Ｏ２ 和水蒸气要 从 内部 向外逸 出，会使混凝土 内部 产生很大 压力 ，因此会 导致混凝土爆裂 ；另外 ，火灾 中 的混凝土 结构如果喷水 ，其表面 会突然冷 却 ，导 致 混 凝 土 内部 与 表 面 温 差过 大 ，进 一 步加剧混凝土的爆裂程度。 ０ ０ ０ （ ２）钢筋 的烧损分析 二 ｌ ¨二 二 ＝ ＝ ＿ ＿ ｕ 火灾后钢筋 的极限强度 、屈服 强度、弹 性模量等都 随着温 度的升高而 降低 。普通钢 筋在 ２ ０ ０ ℃时开始膨胀 ，抗拉 强度 也随之下 降，当温 度到达 ６ ０ ０ ￣７ ０ ０ ￣ Ｃ时，钢筋内部结 构发生变化 ，导致强度和弹 性模量降低程度 非 常 严 重 。 火 灾 后 预 应 力 钢 筋 比 非 预 应 力 钢 筋强度下 降要快 ，可 以根据火 灾温 度和钢筋 保护层 厚度、构件 内主 筋、钢丝的折减系数 来确 定其 强度 ；也可 以截构件 内的钢筋 、钢 丝进行 力学性能试验来 判定其强度 ，还可 以 根据暴 露在火场 中的日用品钢材的力学性 能 变化来确定钢筋 强度变化Ｉ ２ 】 。 火灾 后钢筋混凝土 基本 构件的残 余强度 计算见文献［ ３ 】 ｃ ２ ． ２ ． ４火灾后钢 筋与混凝土 的粘结力损失 和 混 凝 土 的弹 性 模 量损 失 建筑物 的梁 、柱 等承 重部分 ，是靠钢 筋 和 混凝土共同作用来完 成的，通常情 况下， 钢 筋 、 混 凝 土 是 一 个 完 整 的 整 体 ，它 们 之 间 主要 靠钢 筋与混凝土之 间的摩擦力 、钢筋表 面与水泥胶体 的胶 结力 、混凝上和钢 筋的机
２ 火灾后建筑结构安全鉴定
混凝土结构工程 火灾后安全 性鉴定分初 步鉴定及详细 鉴定两个阶段 ，详 见参考文献
２． １ 初 步 鉴 定
２ ． １ ． １火灾后 的现场检查 由于发生 火灾 时着火 的可燃 物种类 、数 量各不相 同，火灾的燃烧条件 也各异 ，火场 温度 及其变化 情况也就不相 同：同样各种结 构因受火条件 和受力条件 不一样 ，火灾对 结 构的损伤也有 轻有重 ，同一建筑物各处 的受 损程度也会不 一样 。因此 ，火灾对建筑物 的 损伤是复杂 的，需要对火 灾现 场进行细致 的 检查。 ２ ． １ ， ２事 故 原 因 的调 查 调查主要 内容包括 ：火灾发生 的时间、 地点 、起火 至熄灭总 的燃 烧时间 ；室 内着 火 可燃物 的种 类、蔓延的 数量 和分布情况 ；火 灾蔓延途径 ，是通过 门窗、吊顶 、耐火 性差 的内隔墙，还是通过楼梯 间等容易突破部位； 燃烧条件 ，包 括当时风 力、风 向、气温 等气 候条件。 ２ ． １ ＿ ３烧 损 部位 的 外观 检查 火灾现场 构件 的变形 、倒塌情况 ；混凝 土表面 的颜 色变化 、爆 裂面积大小 、深度和 位置；混凝 土构件 的裂缝长度 、宽度和分布； 钢筋 的变形 、露筋 部位 及长度 ：绘出建筑物 受损 、破坏的分布图，并拍照或录像 。 ２ ． １ ． ４初步评定构件的安全性 （ １ ）轻微或未直接遭受烧灼作用 ，不必 采取措施 ； （ ２ ）轻度烧灼 ，应采取针对耐久性或表 观质量 的修复措施 ，一般不必采 取加固措施 ， 也可对其进行详细检测后确定； （ ３ ）中度烧灼 尚未破坏 ，应采取加固或 局 部 加 固措 施 处 理 ； （ ４ ）破 损 严 重 ，必 须 立 即 采 取措 施 进 行 安全支护 ，后期进行彻底处理。 ２ ． ２详 细 鉴 定 ２ ． ２ ． １建筑物原始设计资料的收集
工程 科 技
钢筋混凝土结构火灾后安全鉴定与加固设计探讨
张青松
安徽省． 水利部淮委 水利科学研究院 安徽 蚌埠固设计为例，介绍 了火灾现场调查 内容 ，结 构构件损伤分类标准及检测结果 ，根据检测结果对该工程受损 结构构件进行损伤及承载力的安全 性鉴定 ，并提 出了加 固设计方案，为该 类工程 的灾后鉴定和加固设 计提供参考。 关键词 ：混凝土结构 ； 火灾 ； 安全鉴定 ； 加固设 计
１ 前言
当前建筑 结构 中，钢 筋混凝土 结构最为 普遍 ，相对于钢 结构来说 ，这种 结构耐火性 好 ，火灾后往往经 过修复和加 固或进行局部 拆 除重建就可 以继 续使用 。建筑物 遭受火灾 需要对 其进行 安全 性鉴定 ，并依据 鉴定结果 进行 加固方案 设计 。因此合理 评估火灾后钢 筋混凝土结构 的损伤程度 ，并提 出经济 、适 用而又能满足 使用 要求 的加 固方 法，是十分 必要的 。