火灾后混凝土结构承载能力研究.doc

火灾后混凝土结构承载能力研究摘要：随着现代化建筑的发展，高层建筑的不断涌现，火灾带来的 危害越来越大，建筑物火灾后承载能力评价显得尤为重要本文以兰州某 公寓发生火灾为实例，对火灾后现场受损情况进行分析与检测，对火灾后 混凝土结构的承载能力进行了分析，并对受灾构件如何加固提出了处理措 施，保证了结构后期安全使用关键词：火灾温度；结构承载能力；维修加固随着社会的进步和现代化建筑的发展，以及城市人口密度的增大，建 筑物也开始向着空间发展，因此火灾带来的危害也越来越大本文以兰州 某公寓为例，介绍火灾后钢筋混凝土结构的检测方法、承载能力评价和灾 后混凝土结构加固措施1、火灾现场宏观调查通过火灾现场结构表面特征及燃烧残留物烧损特征，判断火场的最高 温度约为1000C,各分区详细受损情况及温度如下：I区：该区域内混凝土构件表面颜色以灰白色为主；梁、柱表面裂纹 多，且较长、较宽，角部剥落严重、表面空鼓疏松较严重，部分构件局部 箍筋外露；板底混凝土大面积脱落，底部钢筋外露；金属拉杆断裂或变形 严重，喷淋管变形或从接头处烧断判定该区域内火灾温度在850C以上;II区：该区域内构件混凝土表面颜色以浅黄色、灰白色为主；梁底、柱迎火面表而布满裂纹，角部开始剥落、表面空鼓疏松，无露筋现象；板 底局部混凝土脱落，底部钢筋外露；板底接线盒烧焦，喷淋管变形或从丝 扣处烧开。

判定该区域内火灾温度在550〜850C；III区：该区域内构件混凝土表面颜色以暗红色为主，除部分构件局部 表面有细小裂缝外（裂缝宽度在0. 05mm~0. 1mm之间），表面基本无脱落、 疏松、漏筋等现象判定该区域内火灾温度在150〜550C；IV区：该区域内构件混凝土表面被烟熏黑，无脱落、疏松、空鼓、漏 筋等现象判定该区域内火灾温度在15CTC以下2、混凝土结构受损情况2. 1混凝土强度根据灾后现场的实际情况，对受损伤的构件采用回弹法，结合钻芯法 进行混凝土强度检测，结果如下：I区：现龄期混凝土强度推定值，柱为20. 3〜34. 7MPa,梁为28. 5〜 35. 8MPa,板为 23.6〜31.7MPaII区：现龄期混凝土强度推定值，柱为29. 2MPa,梁为30. 2~43. IMPa, 板为 34. 8—43. IMPaoIII区：现龄期混凝土强度推定值，柱为28. 9MPa,梁为35. 0~37. 9MPa, 板为41.0MPaIV区：现龄期混凝土强度推定值，柱为37.1〜43.8MPa,梁为32. 8〜 39. 5MPa,板为 31. 8—39. OMPa根据回弹法检测结果（直接检测数值仅供参考），结合钻芯法检测综 合判定：受火影响较重区域的结构构件混凝土强度表面损失较大，内部混 凝土强度与基本完好或受火影响轻微区域的强度差别不大。

2. 2钢筋强度检测根据灾后现场的实际情况利火灾现场损伤情况，在受损现浇板内截取 部分受力钢筋进行力学性能试验，具体试验结果如下：I区：板底截取了 20根试件进行力学性能试验拉伸强度试验共16 根，有10根（占62.5%）抗拉强度低于规范要求，其余6根（占37. 5%） 抗拉强度满足规范要求；伸长率试验14根，其中有2根（占14. 3%）伸长 率低于规范要求，其余12根（占85. 7%）伸长率满足规范要求；冷弯性能 试验4根，全部满足规范要求II区：7-8XD-E板底共截取2根试件进行力学性能试验2根抽检钢 筋的抗拉强度均满足规范要求，而伸长率不满足规范要求力学性能不合格的区域集中在6-7XC-D、6-7X1/E-F、7-8XET/E 范围内，其主筋抗拉强度在410-5MMPa之间，而规范要求不小于550MPao 由此可见，受火影响严重区域现浇板中的主筋冷轧带肋钢筋的强度有明显 的降低考虑到梁、柱钢筋保护层厚度较大，灾后现场除后浇带位置处现浇梁 以外，其余位置处梁、柱主筋均无外露情况，梁、柱的主筋均为较粗的热 轧钢筋，火灾时燃烧的时间较短，宏观调查亦未发现梁、柱的主筋灾后有 任何变形情况，梁、柱主筋在火灾时的强度不致有本质的影响。

2.3梁、柱混凝土烧伤影响深度2.3.1通过对上述各火灾温度场内的受损构件表面进行敲击、开凿， 检查其疏松程度，观察混凝土颜色变化等，能较直观地反映出构件的烧伤 深度，检查结果如下:I区：板混凝土的损伤深度在25顺〜35顺之间，局部达40mm；梁混 凝土的损伤深度角部在35inm~60min之间，局部达100mm,底部和侧面损伤 深度在10mm~15min之间,局部达25mm；柱混凝土的损伤深度角部在 45. 4mm~70. 4mm之间，局部达77. 9mm,柱面损伤深度在10mm~25mmoII区：板混凝土的损伤深度在5mm~25mm之间，局部达35nmi；梁混凝 土的损伤深度角部在10mm~20mm之间，局部达30mm,底部和侧面损伤深 度在5min~16min之间，局部达23mm；柱混凝土损伤深度角部在5min~20inin 之间，局部达25mm,柱面损伤深度在10mm以内III区：梁、板、柱混凝土间局部受损，损伤深度在0. 之间IV区：混凝土基本无损伤2. 3. 2超声波检测方法推算所得的损伤深度分别为：框架柱7XF的东 侧面损伤层深度为34.12imi,西侧面20. 85mm,南侧而为6. 3nnn；框架柱 6XF的东侧面损伤层深度为20. 1mm；框架梁7-8XF底面损伤层深度为 22. 18mm 02. 3. 3钻芯法检测方法与超声法检测结果基本上是符合的。

3、 结构受损分区根据上述对火灾影响区域内构件宏观的表面敲击及开凿的检查情况， 结合回弹法、钻芯法对混凝土强度的检测结果、截取钢筋试件的力学性能 试验，以及钻芯法和超声法对混凝土结构构件的烧损程度的检测结果，综 合判定构件的损伤程度，大致可分为4个区： 严重受损区：对应于温度场中的I区，主要包括框架柱FX6、FX7、EX6,框架梁FX6〜7、FX7〜8、E〜FX6、E〜FX7、EX6〜7、DX6〜7,梁 1/EX6〜8、C〜F Xl/6、E—FX1/7,现浇板 E〜FX6〜7、E〜FX7〜8、C〜DX6〜7、E—D X 6〜7中等受损区：对应于温度场中的II区，主要包括框架柱EX6,框架梁 EX1/5〜6、FX1/5〜6、F〜1/FX6、F〜1/FX7、F〜1/FX8、EX7〜8、 D-EX7,梁 1/EX1/5〜6、F〜1/FX1/6、F〜1/FX1/7、D-EX1/7,现 浇板 E〜FX1/5〜6、F〜1/FX1/5〜6、F〜1/FX6〜7、F〜1/FX7〜8、D〜 EX 7〜8o轻微受损区：对应于温度场中的III区，主要包括框架柱DX6,框架梁 1/F〜GX6、1/F〜GX7,梁 1/F〜GX1/6、1/F-GX1/7,现浇板 1/F—G X 1/5〜6、F〜1/FX6〜7、F〜1/FX7〜1/7。

基本完好区：对应于温度场中的IV区，主要包括框架柱GX6、GX7、 CX7、CX8、DX8、EX8、FX8,框架梁 EX1/5〜6、FX1/5〜6、F-1/F X6、F〜1/FX7、F—1/FX8,梁 GX5〜1/7、DX5〜6、FX5〜1/5、EX5— 1/5、CX6〜8、DX7〜8、C〜FX8,现浇板 C〜DX7〜8、1/B〜CX6〜8、 C〜EX 5 〜6、E〜GX 5〜1/54、加固维修措施4.1基本完好区和轻微受损区的受损构件，可仅做局部的表面处理4.2中等受损区的受损构件，需进行适当的修补或加固，对受损混凝 土表面凿除后用同混凝土强度等级相同配合比和水泥砂浆进行修补4. 3严重受损区的受损构件，须在采取安全措施的前提下，进行结构 加固或部分拆除，对钢筋外露构件酥松混凝土凿除后，采用增大界面法进 行加固，对加固钢筋可考虑采用植筋方式处理，对钢筋未外露构件，将表 面酥松混凝土凿除后用同混凝土强度等级相同配合比和水泥砂浆进行修 补，对楼板混凝土凿除后重新浇筑参考文献：1、 《建筑结构检测技术标准》GB/T50344—20042、 《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—20023、 《混凝土结构设计规范》GB50010—20024、 《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21： 20005、 《钻芯法检测混凝土强度技术规程》CECS03： 88；邮寄地址：甘肃省兰州市七里河区兰州理工大学继续教育学院，邮编:730050,：13919370150,签收人：罗国霞。