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      公司新聞
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      關于混凝土建筑火災后的檢測和加固處理建議

      現在的建筑大多是鋼筋混凝土結構。這種結構在發生火災之后,建筑結構在外形或者性質方面會發生或多或少的改變,這種改變很多時候會影響整個建筑結構的剩余承載力。

      本文根據若干個火災后的修復工程鑒定設計經驗與體會,就損傷結構構件的檢測與鑒定、加固處理的措施與方法等問題進行探討,并提出一些建議。

      火災.png


      一、鑒定程序

      建筑物發生火災后應及時對建筑結構進行檢測鑒定,檢測人員應到現場調查所有過火房間和整體建筑物。對有垮塌危險的結構構件,應首先采取防護措施并建議按下述程序進行:

      1、現場初步調查?,F場勘察火災殘留狀況;觀察結構損傷嚴重度;了解火災過程;制定檢測鑒定方案。

      2、火作用詳細調查與檢測分析。根據火災荷載密度、可燃物特征性、燃燒環境、燃燒條件、燃燒規律,分析區域火災溫度-時間曲線,并初步判斷相結合,提出用于詳細鑒定的各區域的火災溫度-時間曲線;也可根據材料微觀特征判斷受火溫度。

      3、結構構件專項檢測分析。作受火與未受火結構的材質性能、結構變形、節點連接、結構構件承載力能力等專項檢測分析。

      4、結構分析與構件校核。根據受火結構的材料特性、幾何參數、受力特征進行結構分析計算和構件校核分析,確定結構的安全性和可靠性;

      5、構件詳細鑒定評級。根據結構分析計算和構件校核分析結構,對結構構件評級。

      6、編制檢測鑒定報告。對需要再作補充檢測的項目,待補充檢測完成后再編制最終鑒定報告。

      二、火災溫度的判定

      火災溫度系指火災作用于構件表面的溫度。災害表明;鋼筋混凝土結構受高溫后材料的損傷程度,主要取決于火災溫度以及高溫持續的時間長短.因此,準確地判定火災溫度及其區域,對檢測鑒定工作是很有幫助的。已有較多的試驗研究資料介紹火災溫度判定方法.可適當選用。

      1、簡易判定方法

      1)按火災經歷時間推算,公式為

      T= 345Lg(8t+1)- To

      式中 T為火災溫度() To為發生火災時自然溫度;t為火災的經歷時間(分鐘)

      2)由火災現場殘余物特征推測

      如玻璃:在700℃時軟化,850℃時熔化;鋁和鋁和金:600~700℃會變形和表面熔化;鑄鐵管或機器支座等:在l1001200℃會變形和表面熔化。

      3)根據火災后混凝土結構表面顏色、裂縫及錘擊聲等特征推測。

      東莞市洪梅某織造廠,04年底1115日凌晨發生火災,火災經歷時間約3小時,燃燒物主要為布料。進場抽查,發現起火區域首層柱混凝土呈淺黃色或白色,出現較多裂縫、疏松、丟塊現象。墻體抹灰層大面積脫落。

      分析:由上述特征,估火災時最高溫度可選800~1100火災1.png

      2、采用取樣檢測方法判定火災溫度

      如:根據火災后鋼筋混凝土結構鋼筋強度變化情況判定火災溫度;用超聲波對混凝土構件測定脈沖速度推定火災溫度;取火災現場混凝土構件表面燒損混凝土進行電鏡分析判定火災溫度;測量火災后混凝土結構表面燒損層厚度判斷火災溫度等等。

       

      三、火災后鋼筋混凝土材料的性能

      1.高溫時材料性能

      1)鋼筋

      鋼筋的內部晶體組織對溫度很敏感,在高溫作用下,強度及彈性模量均會降低。一般情況下,火災溫度在200℃以內,鋼筋性能沒有很大變化;300℃以后,鋼筋的屈服強度fy,極限強度fu將明顯下降;430540℃之間則強度急劇下降;600℃時,強度很低,不能承受荷載。

      2)混凝土

      普通混凝土在高溫作用下,材料性能將發生變化和蛻變。一般情況下,火災溫度達300℃以后水泥石開始脫水,強度開始下降;400~450℃以上時,水泥中的游離氫氧化鈣變成氧化鈣,此時若冷卻、受潮則又重新水化成氫氧化鈣,并伴隨著體積膨脹.可能導致高溫后未曾破壞的混凝土破壞;至約580℃后,混凝土中的骨料也將由受熱逐漸膨脹轉為突然膨脹而碎裂,此時剩余強度約為50 %;至約700℃,水泥石脫水,收縮成團塊,碳酸鈣產生氣體分解并有氧化鈣生成,內部結構破壞,此時剩余強度約20%;隨著溫度升高,混凝土繼續變脆、變疏松.強度繼續下降。

      3)鋼筋與混凝土的粘結強度

      鋼筋與混凝土的粘結強度,隨著火災溫度的增高而明顯下降。光面鋼筋在300~400℃時僅剩余(60~40)% ,600℃時剩余30%,800℃時不足l0%;變形鋼筋在300~400℃時,約剩余90%左右,600℃時,剩余約(50~60)% ,800℃時,約剩余40%。

      2、高溫后材料力學性能

      高溫后即火災撲滅后,混凝土強度以及鋼筋與混凝土的粘結強度基本保持高溫時的剩余值。

      普通混凝土構件的鋼筋強度將得以明顯恢復,大致情況為:火災溫度700℃以下,強度基本恢復;火災溫度800900℃,約可恢復至90% fy。但為慎重安全起見,設計計算取據(強度、塑性等指標)應以試驗為準。

       

      四、加固設計

      1、結構加固設計宜“以構造為主,計算為輔強調概念設計”

      構造措施方面,應著重考慮如下幾個問題:鑒別受損混凝土并予以剔除;擬定保證新舊混凝土結合的有效構造措施;混凝土裂縫的修補復原;保護層混凝土破壞情況鑒定及其處理;補強鋼筋的錨固措施;原鋼筋與混凝土之間的粘結強度;過量變形鋼筋的更換替補等。

      計算方面:首先應復核原設計(以竣工圖為準)的安全度.其他部位(未過火)若原設計承載力不足,應同步補強;損傷構件的補強計算,可根據不同的加固方法,參照現行的有關《規范》假定計算模型,建立近似計算公式,進行驗算??紤]到未能預計的諸多因素,因此宜有較大的安全儲備。

      概念設計是相對于設計計算而言,它是根據工程結構的設計理論和方法,針對工程結構受火災損傷程度,本著“安全、適用、經濟”的原則,進行結構修復的整體考慮和布置,擬定相應的構造措施,以期更好地恢復原結構設計的預定功能。

      2.補強加固方法

      1)改變受力圖形的方法;這種方法是通過增設支座(支點)或減少或限制荷載來減少原結構構件截面的內力,滿足構件強度及剛度要求。

       (2)不改變受力圖形的方法有:

      A.增大構件斷面和配筋的加固方法

      B.采用型鋼圍套加固方法

      C.采用預應力加固方法

      (3)火災后鋼筋混凝土構件補強加固,宜優先考慮采用新工藝,新材料,新技木進行補強加固。如,壓力灌漿,噴射混凝土(砂漿),鋼纖維混凝土、微膨脹混凝土、碳纖維布等工藝材料。



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