建筑物火灾后结构检测鉴定与加固探究

建筑物火灾后结构检测鉴定与加固探究

刘浥

中国建筑科学研究院有限公司（国家建筑工程质量监督检验中心）江苏省南京市210000

摘要：当建筑物发生火灾事故后，其结构构件就会受到严重的损伤，建筑物的整体安全性也会大大降低，面对这种情况，应当采取科学的结构检测鉴定措施，并制定有效的加固措施，从而最大限度的恢复建筑结构性能。本文将结合工程实例，对建筑物火灾后结构检测鉴定及其加固方法进行探讨，以期为类似建筑工程火灾后的结构检测鉴定与加固处理提供参考。

关键词：建筑物；火灾；检测鉴定；加固处理

引言：火灾事故对于人民生命财产安全有着极大的威胁，每年都会因火灾而引起的大量的人员伤亡以及财力损失。当建筑物发生火灾后，其构件会出现开裂、变形等情况，并且其结构强度、承载性能等也会明显降低。当火灾过后，建筑构件性能因受到火灾的影响会产生一定变化，这种变化会直接影响到建筑物后期的使用。通过进行结构检测鉴定并进行加固处理，有助于保障建筑的安全使用。

一、建筑物火灾后结构检测与鉴定要点

1、建筑物火灾后结构检测要点

（1）混凝土强度检测

发生火灾事故后，会对建筑构件产生较大的影响，但因各个部位火势的不同，对建筑构件产生的损害也是不同的，但这种损害是有一定的规律性。因火灾的影响的不均匀的，即便是位于相同截面的混凝土结构，在经历火灾后，其受损情况也会存在差异。但一般来说，位于截面外部的混凝土受到火灾的损坏影响必然会大于截面核心受到的影响。所以，在对混凝土强度进行检测鉴定阶段，通常应当对整个构件受损的平均强度进行检测。

（2）钢筋力学性能检测

在对建筑物钢筋力学性能检测过程中，应当在火灾现场对混凝土构件进行取样，对构件样本当中钢筋的剩余强度加以检测，结合检测结果得出其钢筋力学性能。注意在检测对象选择时，应当选择被烧伤混凝土构件钢筋外露的部分。对于混凝土构件来说，钢筋能够发挥支撑的作用，所以，为确保检测工作人员的生命安全，应当避免混凝土构件受到损坏，截取样本之前，需要做好混凝土构件的支撑处理，待加固维修处理结束后，再拆除支撑。

（3）混凝土构件变形检测

结合混凝土结构的实际特征来分析，在出现火灾事故后，混凝土构件表面会产生许多的裂缝，在检测人员观察期间，一些裂缝还会发生变化，为确保检测工作人员的生命安全，应当采用专业的仪器设备对裂缝情况进行观察。混凝土构件变形检测阶段，不但需要检测其挠度情况，还应当仔细观察其构件有无变形情况。通过对混凝土构件变形的测量，可以推断出混凝土构件所剩余的承载力。

2、建筑物火灾后结构鉴定要点

建筑物火灾后结构鉴定可以分为以下几类：一级是轻度损伤，此时混凝土结构中钢筋的保护层基本完好，受灼烧的痕迹并不明显；二级是中度损伤，此时混凝土结构存在空鼓的现象，稍微用力就可将钢筋保护层敲调，表面有部分爆裂裂缝的产生；三级是严重损伤，此时混凝土构件的钢筋保护层完全脱落，混凝土构件的空鼓及爆裂现象严重，裂缝纵横交错；四级是危险结构，此时的混凝土构件已经由于火焰的灼烧，遭到了实质性的破坏，构件火烧熔痕迹明显，钢筋保护层严重脱落，纵横交错的裂缝密密麻麻的布满整个构件。

二、工程概况

该火灾事故发生在福建某工业园区某厂房中，该工业厂房一共三层，建筑构造为框架结构，结构基础为预应力混凝土管桩基础，建筑总面积为2400m2，图1为该厂房平面图。

图1厂房平面图示意图

该厂房建筑为电机生产厂房，火灾诱因：内部喷漆车间由于设备拆除切割而引发火灾事故，火灾最早出现在厂房三层，火灾从上往下蔓延开来。图1中间阴影部分为起火点和过火区域，起火点位于三楼，起火原因是由于喷漆车间设备拆除切割的时候，点燃了管道中的残留油渍。整个火灾现场残留的油渍以及夹芯板中的泡沫是主要的燃烧物，整个火灾持续时间为50min，由于火势较大，最终是通过消防喷水灭火的。

三、火灾现场建筑物主体结构受损检测与加固

1、火灾现场建筑物混凝土强度检测鉴定

本次火灾温度最终判定为800℃左右，高温状态下，混凝土结构会受到巨大的损坏。800℃状态下，一方面混凝土有效面积会大幅度减小，另一方面受到高温的持续影响，混凝土会发生物理化学变化。本次火灾持续50min左右，800℃的高温对于混凝土的影响实际上并不是50min，持续高温影响为40min左右，但是在高温的作用下，混凝土内部裂痕逐渐增多，整体结构越来越疏松。对于火灾状态下混凝土强度检测评估可以按照以下几种方法进行：

（1）回弹法。这种方法首先需要将特定受灾区域，即过火区域以及周围的烟熏区域表面清理干净，之后用砂轮将烧疏的混凝土表面抹平，检测过程要修正数据，结合构件火灾温度、冷却方式以及测试区域混凝土炭化深确定具体的修正系数。

（2）超声波。超声波对于不同性能混凝土有敏感的感知，在判定火灾后混凝土强度非常有效。

（3）敲击法。这种方法相对简单，敲击混凝土表面发出不同的声音，同时观察敲击过程混凝土表面残留印记以及边缘塌落程度可以判定强度变化。

2、钢筋构件受损和强度检测鉴定

本次火灾现场建筑受损情况检测使用回弹法和钻芯法进行，敲击法和超声波检测只作为辅助，利用回弹法检测结果显示，中度烧伤的柱子有五根，强度平均值为24MPa，其中芯样平均值为24.4MPa；框架梁以及次梁平均值为22.3MPa，芯样平均值为23.5MPa；中度烧伤的四块板芯样平均值为21.8MPa。钢筋受损状况检测评估结合本次火灾现场状况，从三楼框架梁以及柱子中选择三条次梁截取16钢筋做抗拉强度和冷弯测试，钢筋构件长度约700mm，检测结果显示构件屈服强度平均为440MPa，极限强度平均为610MPa，伸长率平均为23%，冷弯测试结果合格，结果显示达到HRB400级钢筋标准要求。

3、混凝土构件裂痕检测鉴定

混凝土构件火灾影响下裂痕主要有三种。首先是疏松、爆裂出现的裂痕；其次是混凝土结构受力较大位置出现的裂痕；最后是火灾前后温度收缩产生的裂痕。按照超声波、或读数放大镜进行检测，最终得出建筑物梁体裂痕最大约0.3mm，柱裂痕最大约0.25mm，板裂痕最大约0.4mm。

4、火灾后建筑物主体结构鉴定结果与加固处理

（1）柱承载力复核。经过检测，属于中度受损的混凝土强度检测结果无法满足原设计要求，但是考虑到柱的承载力可以达到安全使用标准，所以本次火灾后的柱子只需要进行修复处理，不需要加固。

（2）梁板承载力复核。检测结果显示，三楼一部分梁板强度已经无法满足原设计要求，并且梁板厚度明显不达标，中度烧损的梁板抗弯承载力明显下降，再加上裂痕较多，局部裂痕宽度较大，还有明显的保护层脱落现象，所以这一部分需要使用粘钢法加固。

（3）梁板柱墙体受损处理。轻度烧损只需将表面清理干净；中度受损的需要清理干净后喷涂截面剂，在使用原有强度混凝土进行加固修补；抹灰层受损需要清理干净后充分湿润然后重新抹灰。

结语：当建筑物发生火灾事故后，建筑结构构件便会受到不同程度的损伤，这时应当结合火灾现场残留物以及建筑损伤情况，对建筑构件强度以及火灾温度等信息进行判断，结合实际各构件受损情况确定加固处理方案，这样才能提升建筑物的加固处理效果，为建筑使用功能的恢复提供可靠支持。

参考文献：

[1]孟海，李晓渊，裴兴旺.某综合办公楼火灾后结构安全检测鉴定与加固修复[J].施工技术.2015（16）：19-22.

[2]陈忠勇.火灾后多层住宅结构鉴定与加固[J].福建建设科技.2015（04）：33-35.

[3]赵国栋，孙会社，于立强，袁鹏.某钢结构厂房火灾后结构安全性鉴定与安全措施[J].建筑结构.2010（S2）：511-514.