打开文本图片集

作者简介：孙昱（1989.11-），男，汉族，本科，湖南长沙，工程师 ，加固修复。

摘 要：火灾是建筑工程中常见的一种灾害，其严重威胁着建筑物的结构安全和正常使用。火灾后钢筋混凝土结构构件受到高温作用会产生不同程度的损伤。为了研究钢筋混凝土结构火灾后受损构件的检测鉴定与加固修复方法，对某厂房进行了火灾后现场勘查、火作用调查、查阅分析文件资料、结构构件损伤等级评定、材料力学性能试验和结构计算分析等工作。根据某厂房遭受火灾后的现场检测、调查结果，结合受火灾影响后结构构件混凝土、钢筋等材料的力学性能分析及结构整体计算分析等，对该厂房火灾后结构构件的受损情况和损伤程度进行综合分析评估，并就该厂房受损结构构件提出了加固修复处理方案。

关键词：建筑工程；钢筋混凝土结构；火灾；加固修复

随着社会经济的快速发展，我国建筑业得到了迅速发展，建筑物火灾事故也呈逐年上升趋势。现阶段国内各类建筑火灾事故造成的直接经济损失不断上涨，其中火灾事故中直接损失为钢筋混凝土结构构件的损坏或破坏，其中包括楼柱、梁、板、墙体等。结构构件的破坏不仅造成巨大经济损失，而且直接影响建筑物的安全和正常使用，建筑火灾产生的原因多样化，而建筑物内部发生火灾事故多是由热源直接作用所引起，如电器起火、线路短路、动火作业等等，因此建筑发生火灾时，其受损形式主要有三种：一是结构构件的受火损伤，二是高温后结构局部倒塌、物品爆炸等对结构产生的机械损伤，三是火灾后建筑物受温度应力产生的结构变形。

1案例分析

某厂房是一栋两层（局部三层）的现浇钢混凝土框架结构建筑，建筑面积约24907m2，竖向承重构件为钢筋混凝土柱，水平承重构件为钢筋混凝土梁、板。该厂房的主体结构设计使用年限为50年，耐火等级为二级，抗震设防烈度是6度，结构安全等级为二级。经调查发现，起火原因为动火作业时电焊产生的熔渣落入生产设备中而引起发火灾，火势从一层蔓延至二层和三层。为了解该厂房在发生火灾后结构构件的受损情况，为后续处理提供参考依据，委托专业检测机构对该厂房进行了检测鉴定。根据检测结果，该厂房遭受火灾后烧损较严重，受火灾影响面积约为15000m2，在现状条件下结构整体稳定，暂时没有倒塌风险，具备加固修复的基本条件，火灾影响区域内的部分承重结构构件已不能满足设计条件下的承载力、正常使用和耐久性要求，存在严重的安全隐患，要达到设计条件下正常、安全使用的相关要求，须尽快对受损结构构件等进行整改修缮处理。

2火灾后钢筋混凝土结构现场检测鉴定

2.1整体、重要构件变形检测

对火灾后房屋的变形情况进行测量，包括房屋整体倾斜、混凝土柱垂直度和混凝土梁、板扰度登，了解房屋因火灾受损后主体结构的整体稳定性及各构件的变形情况。

2.2材料力学性能检测

我国现行的《火灾后建筑结构鉴定标准》（CECS252-2009）为行业标准，其中对混凝土强度、钢筋的力学性能等进行了详细的评定，在评定过程中往往使用了一个简单的折减系数，经常造成折减后的混凝土强度、钢筋力学性能较大幅度低于实际情况的现象。为避免这一现象，更准确的评价火灾后结构构件的残余性能，以现场检测的初步评级结果为基础，增加混凝土强度、钢筋力学性能的样品试验等检测数据，再根据详细鉴定分析结果，进行计算复核，从而明确该建筑的剩余性能，对受损构件的残余性能做出合理的评估，确定构件的最终损伤等级和需要整改修复的具体范围。

2.3结构构件现状检测调查

对火灾影响范围内结构构件的现状进行调查，首先对火温进行调查，主要有两种方式，第一是根据现场残留物烧损特征、钢结构构件、玻璃制品的变形情况等调查结果推定火灾温度；第二是根据混凝土烧伤深度、表面颜色、裂损剥落和锤击反应等判定火灾温度。然后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、构件变形情况等相关数据，对火灾影响区域内各构件的受损情况进行详细的调查，对各混凝土柱、梁、板等构件损伤程度进行损伤等级评定。

2.4计算复核分析

根据设计图纸和相关资料，结合现场实测数据，对烧损后的构件现状进行计算复核，分析因火灾受损构件的承载力是否满足原设计要求。

2.5受损结构构件安全性分析评估

根据现行国家有关规范、规程和现场检测、调查结果，对厂房内因火灾受损结构构件的安全性进行综合分析。

损伤等级评定为Ⅱa级、Ⅱb级的现浇混凝土柱、梁和板构件，损伤程度较轻，其承载力基本满足原设计要求，但其耐久性不满足要求。损伤等级评定为Ⅲ级、Ⅳ级的现浇混凝土柱、梁和板构件，出现严重影响结构安全的破损或裂缝，烧损深度较大，不满足原设计条件下的承载力和耐久性要求。

火灾后过火区域内的一些围护或分隔墙体受到烧损，粉刷层大面积脱落，部分烧结粘土砖表面起皮、酥松、开裂，砌筑砂浆烧损深度较大。此类受损墙体无法满足原设计功能要求。另有部分墙体存在与混凝土构件连接处开裂或表面粉刷、装饰层开裂、脱落现象。

未过火但受到火灾影响的区域内的混凝土柱、梁、板也存在开裂现象，部分裂缝已贯穿构件截面，已影响到结构安全和耐久性。

3火灾受损混凝土结构构件加固修缮方案

3.1火灾后混凝土结构加固方法

火灾后混凝土结构的加固方法多样化，考虑到加固后构件的承载力、耐久性等，主要介绍以下几种加固方法：

（1）对Ⅱa级损伤的现浇混凝土构件，去除构件表面原粉刷层、烟灰等，将构件表面清理干净后，结合装饰装修重新粉刷修缮处理。

（2）对Ⅱb级损伤的现浇混凝土构件，先人工小锤凿除构件表面受损层，将构件表面清理干净、充分湿润后，再采用较设计强度高一等级的高性能抗裂复合砂浆钢筋网进行加固处理。

（3）对Ⅲ、Ⅳ级损伤的现浇混凝土构件，先人工小锤凿除构件表面烧损层，将构件表面清理干净、充分湿润后，采用水泥基灌浆料进行置换处理。

3.2火灾后受损混凝土构件加固案例

（1）现浇混凝土柱、梁

1）对Ⅱa级损伤的现浇混凝土柱、梁构件，去除构件表面原粉刷层、烟灰等，将表面清理干净后，采用M7.5混合砂浆粉刷15mm厚处理，可结合装修恢复进行。

2）对Ⅱb级损伤的现浇混凝土柱、梁构件，采用人工小锤凿除受损层，将构件表面清理干净后，采用M30高性能抗裂复合砂浆钢筋网30～40mm厚加固处理，如图1、图2所示。

3）对Ⅲ、Ⅳ级损伤的现浇混凝土柱，可采用外包C30自流密实改性混凝土增大截面的方法进行加固处理，如图3所示。对Ⅲ、Ⅳ级损伤的现浇混凝土梁，可采用外包C30自流密实改性混凝土增大截面或梁底加高、梁侧高性能抗裂复合砂浆钢筋网的方法进行加固处理，如图4、图5所示。

配筋为参考值，建议同原配筋；纵筋端部植入原结构中。

配筋为参考值，建议同原配筋；纵筋端部植入原结构中。

配筋为参考值，建议同原配筋；纵筋端部植入原结构中。

（2）现浇混凝土板

1）对Ⅱa级损伤的现浇混凝土板构件，去除构件表面原粉刷层、烟灰等，将表面清理干净后，采用M7.5混合砂浆粉刷10mm厚处理，可结合装修恢复进行。

2）对Ⅱb级损伤的现浇混凝土板构件，采用人工小锤凿除受损层，将构件表面清理干净后，采用M30高性能抗裂复合砂浆钢筋网25～30mm厚或板面自密实混凝土叠合板加固处理，如图6、图7所示。

3）对Ⅲ级损伤的现浇混凝土板构件，当损伤深度较小（30mm以内）时，采用人工小锤凿除受损层，将构件表面清理干净后，采用M30高性能抗裂复合砂浆钢筋网25～30mm厚或板面自密实混凝土叠合板加固处理，如图6、图7所示（钢筋适当增加）。当损伤深度较大（大于30mm）时，采用凿除原混凝土后，按原设计图纸重新浇筑的方法进行处理如图8所示。

4）Ⅳ级损伤的现浇混凝土板构件，采用凿除原混凝土，适当增补钢筋后，按原设计图纸重新浇筑的方法进行处理如图8所示。

（2）未过火但受火灾影响区域内的混凝土柱、梁、板裂缝

1）对存在裂缝的混凝土柱、梁，采用增大截面或高性能抗裂复合砂浆钢筋网等方法进行加固修缮处理，如图2～图5所示。

2）对存在裂缝的现浇混凝土板，采用注胶灌缝、粘碳纤维等方法进行加固修缮处理，如图12、图13所示。

4结语：

综上所述，建筑物在火灾中遭受破坏，对建筑物的使用功能、结构安全、耐久性均会产生很大影响。对火灾后结构的受损鉴定及加固修复研究，是建筑工程领域研究的热点和难点问题，也是当前亟需解决的工程技术问题之一。相关行业专家、工程技术人员结合大量工程实践经验，对火灾后钢筋混凝土结构受损鉴定及修复加固问题进行了研究和总结，推广了钢筋混凝土结构火灾后损伤鉴定及修复加固技术，为相关从业技术人员提供了参考依据，对火灾后建筑物的修复加固具有重要的借鉴意义。

参考文献：

[1]焦平. 某钢筋混凝土框架结构生物发电汽机房的火灾后检测鉴定及加固[D].山东建筑大学，2020.

[2]许多. 钢筋砼框架结构厂房火灾后构件损伤评估及加固方法研究[D].浙江工业大学，2019.

[3]代建波，吕刚.某电石炉厂房及配料站火灾后结构安全性鉴定及加固[J].工程抗震与加固改造，2018，40（04）：118-123.

[4]王宁，王雅姝.火灾后钢筋混凝土结构的受损鉴定与修复加固[J].现代经济信息，2018（06）：380.

[5]李家骏. 火灾后RC框架结构应急加固方案优选研究[D].西安建筑科技大学，2017.