房屋火灾后结构检测鉴定与抗震性能分析

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月6期   作者:付瑞桃
[导读] 火灾也成为人类房屋建造的一个重要的考虑因素。
        付瑞桃
        健研检测集团有限公司 福建 三明 365000
        摘要:火灾也成为人类房屋建造的一个重要的考虑因素。本文主要从多个方面对房屋火灾后结构检测鉴定与抗震性能进行了一定的分析,以确保房屋建造的质量。
        关键词:房屋结构;火灾;检测鉴定;抗震性能
1工程简介及火灾作用下钢筋混凝土结构受损情况分析
1.1工程简介
        随着人类社会的不断发展进步,世界人口总数逐年增加,各国追求GDP的发展以及人们为了更方便快捷的生活方式而给环境带来了一定的破坏。近几十年以来,国内外研究学者对火灾中房屋住宅钢筋混凝土的结构在高温下的反应、损伤鉴定及维护修理等问题进行了许多研究,此外,自然灾害地震的频繁出现,某厂房的首层、第二层是钢筋混凝土框架结构,第三层是门式钢架,基础为预应力管桩基础,建设面积约16000m2,火灾面积达到3500m2。
1.2火灾中钢筋混凝土结构受损情况及因素
1.2.1钢筋混凝土受损情况
        在火灾中钢筋混凝土梁通常处于三面受火状态,梁底部为直接受火面,且大部分直接受火面皆为梁底部,也就是梁底受拉区。受火影响时,大部分情况下火势会导致跨中区域出现横断裂缝,沿梁的纵向钢筋方向出现纵向裂缝。混凝土梁底部及两侧面开裂、剥落并露筋。发生火灾时,楼板和墙壁是最不利的位置,通常板底表面的温度会在相对较短的时间内迅速升至600°C,从而导致板底开裂。预应力空心板的主要增强材料是冷拔低碳钢丝。火灾后,钢和混凝土之间的粘结更容易破裂,预应力的损失也更大。因此,预应力空心板通常是火灾中受损最大的组件。
1.2.2构件承载力下降因素分析
        (1)混凝土材质类型:①轻质混凝土,高温冷却后抗压强度降低最小。②硅质骨料混凝土,高温冷却后抗压强度降低最大。③位石灰岩骨料混凝土,此种则降低程度属前二者之间。
        (2)受火时间与强度。受压区混凝土的平均温度随着受火温度和时间的增加而变高,二者属于正相关系。剩余部位抗压强度则降低,构件抗震能力随之降低。
        (3)构件的截面宽度。钢筋混凝土构件的横截面形状和横截面宽度极大地影响着钢筋混凝土构件的横截面中的受火面积和温度分布。如果截面宽度较大并且一侧暴露于火中,高温下受压区内混凝土内部的温度相对较低,冷却后压缩区内混凝土的平均强度则较高。
2结构检测与鉴定
2.1结构检测
2.1.1外观检测
        勘察构件表面损伤,主要是了解混凝土表面裂纹裂缝、松散颗粒、疏松状况及裸露筋条情况,锤击声特征、构件的变形情况等。以此初步估算出火灾发生时的温度,推断构件损伤的大概程度。该项工作应全面、认真、细心、且有据可查,勘察后仔细记录在案。如上所述的工程案例中,相关工作人员可以通过询问方式勘察现场,了解火灾的整个过程,对火灾现场现状进行初步的掌握,观察结构损伤的程度,并了解火灾全过程中细部要点,同时,根据火灾过程和建筑构件的表面状况等内容,判断并大致确定着火温度、火势范围以及火灾的持续时间。
2.1.2取样检测
        构件损伤的检测结果是可靠识别的基础,采样应分类,重点关注混凝土的碳化、混凝土受高温影响的深度,即烧损层厚度、混凝土的实际强度、钢筋的力学性能指标。结合以上工程实例:火灾后,应检查损坏程度或温度引起的损坏,看构件是否有裂缝、变形和位移。同时,还要检查混凝土是否有松动、保护层剥落等现象。确定损伤程度,对构件和结构进行火灾损伤分析。如有必要,应对混凝土构件进行力学、工艺性能和混凝土构件变形等测试,以确定房屋的结构损伤程度。


2.2鉴定
        (1)首先确定建筑物的危险程度,并提出临时的紧急加固措施,以防止由于风、振动等其他外力原因而引起整体或部分倒塌。(2)火灾间接损伤构件鉴定。这些类型构件损伤的原因主要是是由关节点侧向位移引起的。一般来说裂缝只发生在梁柱节点处,构件的材料性能基本上没有改变,该识别方法可参照现行《建筑物可靠性评价标准》,对裂缝变形情况进行分析和评价。(3)火灾直接损伤构件鉴定。外观检查中没有裂纹,锤击声与金属混响混凝土一样响,保护层未碳化,并且通常认为该构件是完整的。如果只有细微的裂缝,其余与上述相同,则裂缝是由于高温下混凝土中的火和冷水突然收缩而引起的,可以修复。构件的混凝土保护层具有裂纹、松动、钢筋松动和构件过度变形的情况。这些现象表明,构件表面的混凝土已损坏,必须进行加固。
3火灾后抗震性能分析
        抗震性能的分析需要充分考虑梁、柱的刚度和在一楼车间的火势,并使用这个项目作为一个计算模型进行一定的最大位移前后结构火灾下地震分析。通过分析可知,火灾后结构刚度受到了一定程度的影响,刚度有所下降,导致结构自震周期增加。同时,顶点也有一定的位移,增加了约15%。在第一层,顶点的水平层之间也有一定的位移,位移增加约16%,纵向位移增加14.2%,火灾发生后,厂房车间的抗震性能大幅度下降,地震反应增强,薄弱层位置存在一定偏移的可能性。火灾后结构抗震设计需要对结构的抗震性能进行一定的评估,同时会火灾后剩余结构的加固策略进行调整,才能有效地对其进行修复,提高其在修复过程中的抗震性能。
4房屋结构加固对策与建议
4.1全面质量管理的思想
        全面质量管理,即在建筑工程项目施工过程中,应当实行全面、整体和全员皆参与其中的质量管理。需要项目个参与方对每一个环节都不能疏忽怠慢,必须完全落实责任人承担,从源头抓起,全过程推进,这样才能保证质量。
4.2加强建筑材料的质量管理控制
        建筑材料质量控制主要体现在以下四个环节:①材料采购。②材料购入后续需要进行检验质量是否合格。③材料使用过程保管。④施工时材料的使用。材料的采购要符合国家政府的文件规定。材料进场时,必须依据供应材料计划以及相关标准进行严格的试验及检验,禁止出现滥竽充数,偷工减料,缺斤少两的现象。项目应安排专人进行材料的保管和使用,合理管理材料,组织材料使用,减少材料损失。土建工程施工质量担保工作职责涉及内容繁杂且数量庞大,需要具备相应灵活应对性及专业性,因此应做到严格筛选质量管理人员及项目总承包单位,以确保房屋整体设计结构安全合理,减少火灾、地震带来的损失。
4.3建立完善的质量管理体系
        在建筑项目实施过程中,各方责任主体皆承担着不同的义务和质量责任。为了有效地进行系统和全面的质量控制,项目实施的整体负责单位必须负责建设项目质量控制体系的建立和运行以及质量控制的实施。
结束语
        本文主要通过对某车间的工程概况以及火灾发生以后,该车间的结构检测和鉴定进行了分析,并对火灾以后的结构框架进行了抗震性能的对比,通过火灾前后抗震性能的比对,得出相应的结论:即在火灾后,一些结构在不同程度上发生了横向与纵向的位移,同时它的抗震效果要远远低于火灾前的抗震性能,需要通过相应地修复,提高其抗震性能。基于以上提出了房屋火灾后结构检测,包括结构检测与外观检查。给出了鉴定方式,包括建筑物危险性程度鉴定、火灾间接损伤构件鉴定、火灾直接损伤构件鉴定。进而提出几项切实可行的建议对策:①首先提出全面质量管理的思想;②要加强建筑材料的质量管理控制;③建立完善的质量管理体系;④加强施工队伍建设。
参考文献
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