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某企业厂房轻钢结构火灾后安全检测报告

文章出处:网络????编辑:酋顺房屋鉴定所????时间:2019-12-16 14:21:10????点击:
  【摘要】上海XXX家具制造有限企业发生火灾,造成一期厂房1和一期厂房2房屋部分受损。为了解火灾对房屋结构造成的影响,故需对该结构进行一次严格的检测和安全性评定。
 
  1、检测概述
 
  2012年10月10日,上海XXX家具制造有限企业发生火灾,造成一期厂房1和一期厂房2房屋部分受损。过火面积约8000平方米,火灾造成厂区内部分建筑烧毁烧损,成品仓库内存放的家具等物品基本烧毁。未造成人员伤亡。起火原因为通电状态的电气线路短路起火,起火部位位于上海XXX家具制造有限企业成品仓库三楼七号库内东北侧。
 
  经现场调查,扩建厂房系后加建,均为轻钢结构,耐火等级低,建筑之间设置通廊,未设置有效防火隔断,火势从起火点通过通廊蔓延至一期厂房1各层、和一期厂房2的二层。
 
  根据现场调查情况,一期厂房1一层~二层均存在过火痕迹,具体情况如下:一层大部分区域燃烧严重,混凝土构件普遍存在表面颜色发黄,混凝土开裂、保护层脱落以及混凝土爆裂、钢筋外露等现象,大部分混凝土柱敲击声音发闷或较闷。轴9~13×A~E区域内燃烧zui为严重,个别柱(轴11×A等)约1/3混凝土已经脱落,钢筋外露,基本评定该区域火场温度约为700~800℃。轴20~23×A~C区域远离燃烧中心区域,热量外散较快,燃火温度较中心区域低,混凝土表面呈浅灰色,并出现细微开裂现象,且锤击混凝土表面声音响亮,基本评定该区域火场温度约为300~500℃。除上述区域以外,其余混凝土构件表面出现土黄色或灰白色,混凝土表面出现开裂、混凝土脱落等现象,且锤击混凝土表面声音较闷,基本评定该区域火场温度约为500~700℃。一层外墙为多孔砖墙,墙体出现表面粉刷脱落,斜向贯穿裂缝等现象。二层大部分区域燃烧严重,混凝土构件普遍存在表面颜色发黄,混凝土开裂、保护层脱落以及混凝土爆裂、钢筋外露等现象,部分混凝土柱敲击声音发闷或较闷。其中轴9~13×A~E区域内燃烧zui为严重,基本评定该区域火场温度约为700~800℃。轴19~23×A~E区域由于热量外散的关系,燃火温度较中心区域低,混凝土表面呈浅灰色,混凝土表面呈现细微开裂现象,锤击柱表面声音响亮,基本评定该区域火场温度约为300~500℃。除上述区域以外,混凝土构件表面颜色呈土黄色,混凝土敲击声音较闷,表面出现开裂等现象,区域火场温度约为500~700℃。
 
  一期厂房2底层未过火;二层的轻钢屋架全部烧毁变形塌落,其中心区域燃烧较严重,即轴2-2~2-5×G~m、2-5~2-10×F~K及2-10~2-12×H~K混凝土柱、梁(屋面)表面颜色呈黄色,存在混凝土保护层开裂,保护层脱落甚至部分柱顶有露筋,爆裂现象,锤击梁、柱表面声音发闷;混凝土楼板面层起拱开裂,该区域火场温度约为500~700℃。除了以上中心区域外,其他区域因为热量外散的关系,燃火温度较中心部位低,混凝土柱表面呈灰青、浅灰、浅红色,存在少量细微开裂及保护层脱落现象,锤击柱表面声音响亮;填充墙普遍烧至粉刷层脱落,另外,墙面消防栓烧至变形。该区域火场温度约为<500℃。
 
  2、房屋建筑及结构情况
 
  一期厂房1为一幢两层厂房,建筑平面为矩形,东西长96.24m,南北宽30.24m;房屋轴线尺寸为5.725m×7.5m、6.0m×7.5m,房屋一层层高4.5m,二层层高4.5m,加建层高4m~6.5m(注:边跨至屋脊),室内外高差0.3m。房屋总建筑面积约8000㎡,建筑平面示意图见图1。房屋主体结构为多层混凝土框架结构,抗震等级为三级。楼面板,屋面板均为现浇板,板厚120mm。混凝土强度等级为C25。轴14~15之间设置结构缝。±0.000以上采用加气混凝土砌块、m7.5混合砂浆砌筑。房屋基础为柱下条形基础,基底宽度1.8m~2.5m,基础埋深-1.8m,垫层为100厚素混凝土。
 
  一期厂房2为两层厂房,建筑平面为矩形,东西长72.48m,南北宽36.48m,房屋一层层高4.5m,二层层高4.5m。房屋总建筑面积5470㎡。一期厂房1和2建造于2005年,抗震设防烈度为七度,场地类别为Ⅳ类,三级框架,原始设计资料基本齐全。其中一期厂房1平面形式呈矩形,总长96.24m,总宽30.24m,建筑面积8033㎡,现为三层框架结构,一至三层层高分别为4.5m、4.5m和4m,屋顶高度13.0m。采用柱下条形基础,地基土为粉质粘土,基础埋深1.8m。采用现浇楼屋盖,三层局部加建轻钢屋盖。屋面采用刚性防水层。一期厂房2平面形式呈矩形,总长72.48m,总宽36.48m,建筑面积5299㎡,现为二层框架结构,层高为4.5m,屋顶高度9.0m。采用柱下条形基础,地基土为粉质粘土,基础埋深1.8m。采用现浇楼屋盖,屋面采用刚性防水层。
 
  2.1房屋的倾斜检测
 
  根据建筑物周边实际情况,现场采用TCR1202型全站仪对房屋周边能观测到的外墙角部竖向倾斜进行了测量。测量结果表明,一期厂房1、2各测点倾斜率均小于现行国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)的限值4‰。
 
  2.2构件变形测量
 
  采用水准仪对所检测房屋的火宅区域混凝土框架梁进行梁挠度测量,根据
 
  《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)及《火灾后建筑结构鉴定标准》(CECS252:2009)对其进行评定,一期厂房1二层梁10/B~C、11/B~C、11/D~E、16/D~E、
 
  20/A~B、21/B~C,屋面梁8/D~E、18/D~E挠度大于《混凝土结构设计规范》
 
  (GB50007-2010)规定的允许挠度[δ],而小于2[δ]超出限值,评定为Ⅱb级,即火灾后梁发生变形。
 
  2.3房屋损伤状况的检测
 
  对厂房结构构件的损伤情况进行全面检测调查,所有钢结构构件均烧毁、变形、塌落,损伤状态等级评定为:Ⅳ级。一期厂房1和2在过火区域内的墙面天棚粉饰层严重过火脱落;门、窗严重过火烧毁;房屋的电气线路、灯具、配电箱等电器设备严重过火烧毁;房屋主要消防设施过火烧毁。
 
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  2.4结构材料强度测试
 
  对厂房部分构件混凝土强度进行回弹抽样检测,检测了上部结构受火灾影响的混凝土构件,具体操作过程按《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T23-2011相关规定实行。另外,因受高温影响,按相关规定,检测人员对回弹值进行修正。底层为未过火区域,混凝土构件强度影响较小,强度基本满足设计要求。
 
  3、结构承载能力鉴定分析
 
  本次检测的房屋为框架结构及部分钢结构,由于钢结构损坏严重已拆除,仅考虑混凝土构件的承载能力。根据《火灾后建筑结构鉴定标准》(CECS252:2009)要求,对火灾后混凝土构件承载能力进行评级,评级时应考虑火灾对材料强度和构件变形的影响。
 
  3.1模型建立
 
  根据设计图纸和现场调查,根据房屋功能使用要求、荷载情况进行验算,采用计算程序对房屋进行分析验算。
 
  3.2结构材料强度
 
  (1)混凝土
 
  根据《火灾后建筑结构鉴定标准》(CECS252:2009)“附录F高温混凝土冷却后抗压强度折减系数”,混凝土抗压强度折减系数为0.75~0.85。
 
  (2)钢筋
 
  根据《火灾后建筑结构鉴定标准》(CECS252:2009)“附录G高温冷却后钢筋强度折减系数”,钢筋强度折减系数为0.9~0.95。
 
  (3)混凝土弹性模量、钢筋与混凝土粘结强度折减系数
 
  根据《火灾后建筑结构鉴定标准》(CECS252:2009)“附录H高温自然冷却后混凝土弹性模量与混凝土粘结强度折减系数”,混凝土楼板钢筋粘结强度折减系数为0~0.7,混凝土柱、梁钢筋粘结强度折减系数为0.6~0.9。
 
  4、汇总评定
 
  4.1情况汇总
 
  通过对上述第6、7节的汇总,本次委托厂房火灾后检测的一期厂房1和2情况如下:
 
  (1)2012年10月10日火灾中,一期厂房1和2均不同程度受到火灾影响。
 
  除厂房2底层未过火外,其余部位结构构件均受到一定损伤。一期厂房2的钢屋架均已彻底烧毁变形塌落,现场已全部拆除。
 
  (2)根据火灾后构件外观特征及常见可燃物和不燃物的燃烧特性,按《火灾后建筑结构鉴定标准》(CECS252:2009)进行评定,各厂房火场温度判别为:
 
  一期厂房1:一层轴9~13×A~E区域700~800℃,轴20~23×A~C区域300~500℃,其余部位为500~700℃;二层轴9~13×A~E区域700~800℃,轴20~23×A~E区域300~500℃,其余部位为500~700℃;三层500~800℃。
 
  一期厂房2:二层轴2-2~2-5×K~L、2-2~2-10×G~K、2-4~2-10×F~G及2-10~2-12×H~K区域500~700℃,其余部位<500℃。
 
  (3)根据《火灾后建筑结构鉴定标准》(CECS252:2009)要求,按结构构件烧灼损伤、变形、开裂(或断裂)程度,对各厂房结构构件损伤状况进行评定:
 
  一期厂房1:一层框架柱、二层梁、板评定为Ⅱb级、Ⅲ级、Ⅳ级,其中轴9~14区域较严重;二层框架柱、屋面梁、板评定为Ⅱb级、Ⅲ级、Ⅳ级,其中轴9~14区域较严重。三层钢结构评为Ⅳ级。
 
  一期厂房2:一层未过火,二层板评定为Ⅱa级、Ⅱb级。二层柱评定为Ⅱa级、Ⅱb级、Ⅲ级,屋面梁评定为Ⅱa级、Ⅱb级,钢屋架Ⅳ级,其中轴2-2~2-5×K~L、2-2~2-10×G~K、2-4~2-10×F~G及2-10~2-12×H~K区域较严重。二层楼板评定为Ⅱa级、Ⅱb级,其中,轴2-2~2-5×H~m较严重。
 
  一期厂房1和2在过火区域内的墙面天棚粉饰层严重过火脱落;门、窗严重过火烧毁;房屋的电气线路、灯具、配电箱等电器设备严重过火烧毁;房屋主要消防设施过火烧毁。
 
  (4)对主要结构构件的混凝土强度采用回弹法进行检测,结果显示,各厂房火灾区混凝土强度均有不同程度的降低,火灾越严重的区域降低越大;未过火区域混凝土强度基本满足设计要求。对结构钢筋采用里氏硬度法及取样检测法进行检测,结果显示:所检测钢筋的极限抗拉强度等级达到设计要求。
 
  (5)对房屋进行变形测量,其中各房屋倾斜率均在规范允许范围内,而在梁挠度测量中,一期厂房1的部分二层和屋面梁的挠度现已超出限值,即火灾后梁发生变形。
 
  (6)对结构承载力计算,一期厂房1、2均有部分构件承载力不满足要求。
 
  5、建议方案
 
  5.1结构处理方案
 
  对一期厂房1和2的安全综合评定等级为b级、c级、d级的各类构件,建议按如下方法进行加固处理:
 
  (1)框架柱加固
 
  框架柱加固基本原则是:将严重损伤的混凝土铲除掉,修补孔洞和缺损,采用等强原则对构件进行加同,保证构件原有承载力。加固前,将构件卸荷,使加固后新旧结构共同作用,获得更好的加固效果。损伤严重的混凝土柱,由于柱截面尺寸减小,加固时应设支撑,确保结构安全。混凝土柱加固类型分为三类:
 
  对轻度损伤构件(评定为b级柱):采用环氧树脂灌缝、修补处理。对于构件表面裂缝宽度>0.2mm时,必须采用环氧树脂压力灌缝;当裂缝宽度≤0.2mm时,可采用毛刷反复涂抹环氧树脂直至抹平。对于部分保护层剥落或疏松的柱表面,应凿除受损疏松的混凝土,然后采用C30细石砼修补,并对新旧混凝土之间的界面进行处理。另外,可视计算结果,对部分构件采用碳纤维进行适当补强。
 
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  对中度损伤构件(评定为c级柱):可采用增大截面法或者外包钢结构加固。
 
  a)增大截面法:首先凿除原柱受损疏松的混凝土,然后在柱周边用同等级的细石混凝土作外包层。新旧混凝土结合面上应清洗干净,涂刷环氧砂浆或水泥浆,并设置锚筋,以增加结合力。截面尺寸加大应适当,不仅应满足计算要求,还应有足够尺寸放置附加钢筋,并顺利浇筑混凝土。外包层厚度不小于80mm。在配置纵筋的同时应配置箍筋,其直径和间距应不小于原柱子的设计要求。以加配钢筋为主的柱子加固设计时,为了保证钢筋的正常工作,应根据不同的情况采用可靠的锚固措施。对于框架柱新增加的受力钢筋应通长布置,中间不得断开,即下端应伸至基础顶面并锚入基础,中间穿过各楼层,上端伸至楼板或屋面板表面,并与梁的主筋相互搭焊。
 
  b)外包钢结构加固法:外包型钢与柱之间应尽量结合紧密,常采用乳胶水泥粘贴或环氧树脂化学灌浆等方法粘结,以使角钢与原构件能整体工作共同受力。施工过程中,应凿去结合面酥松层,直至完全露出坚实致密基层。在此基础上将结合面打磨平整,四角磨出小圆角,并用钢丝刷刷毛,用压缩空气吹净,角钢及箍筋结合面应除锈,并打磨出金属光泽,然后用丙酮、二甲苯等洗涤剂擦净。焊接缀板时,应用临时夹具紧固,以取得较好效果。型钢加固后还应涂刷防锈漆和防火涂料。
 
  对严重损伤构件(评定为d级柱):除采用增大截面法、外包钢结构加固法之外,或可根据实际情况采用局部构件拆除重做(即:构件受到实质性的破坏,已失去修复的可能性,应予以拆除,并替换新构件)。在施工中,拆换构件是项较为困难而复杂的工作,必须对施工方案进行周密考虑,防止发生新的破坏。
 
  (2)框架梁的加固
 
  框架梁加固方法同柱一样,分为三类:
 
  对轻度损伤构件(评定为b级梁):采用环氧树脂灌缝、修补处理,同时凿除疏松混凝土,用C30细石砼修补。另外,可视计算结果,对部分构件采用碳纤维进行适当补强。
 
  对中度损伤构件(评定为c级梁):采用结构补强。首先凿掉烧疏和空鼓的砼,露出未损坏的坚硬砼,视验算结果,如剩余承载力足够,可仅包裹强度等级为C30的细石砼恢复原截面尺寸而不加钢筋。若剩余承载力不足,需增设钢筋进行补强,即:在受损梁受拉区附加纵向受力筋以提高梁的抗弯承载力,但仅适用于跨中截面,一般将梁高增加50~100mm,并增设钢筋,且附加钢筋应锚入柱或主梁内。
 
  对严重损伤构件(评定为d级梁):将烧损严重的混凝土凿除后,在梁两侧用混凝土对称加厚截面,并在梁底面增设钢筋,施工时应注意新旧混凝土结合面的处理。
 
  (3)楼板的加固
 
  楼板的维修加固处理分为三类,即:修补、加固和重做,具体如下:
 
  修补(针对评定为b级的楼板):凿掉原装修面层和疏松混凝土,然后处理界面,用C30细石砼修补,部分裂缝可采用化学灌浆法进行处理。另外,可视计算结果,对部分楼板采用碳纤维进行适当补强。
 
  加固(针对评定为c级的楼板):楼板采用粘帖碳纤维布或钢板的方法进行加固。加固方法:凿掉原楼板装修面层及烧疏的砼,直至原楼板未烧损的混凝土处,刷素水泥浆,设锚筋,然后用C30细石砼填实平整,粘帖碳纤维布或钢板进行结构补强,zui后重新做面层。
 
  重做(针对评定为d级的楼板)。加固方法:凿掉原损伤楼板,然后根据原设计要求布设钢筋,并浇筑混凝土,施工过程中,需将钢筋植入保留的原结构中。
 
  5.2围护和附属处理方案
 
  对本次检测的两厂房砖墙损坏及脱开部位,建议采用钢丝网片进行加固处理;门、窗严重过火烧毁,建议按原设计重新安装;房屋的电气线路、灯具、配电箱等电器设备严重过火,无法使用,建议重新布设、安装;消防设施、卫生设施损坏严重,建议按原设计重新布设。
 
  5.3其他建议事项
 
  (1)建议委托具有相应专业资质的设计单位、施工单位,对火灾后受损房屋进行加固和维修的设计及施工。
 
  (2)施工中应注意安全支护和防护措施,可根据结构受损程度,按设计要求在梁和楼板底部设置安全支撑,以免在修复加固的施工过程中构件损伤继续发展甚至断裂、倒塌;按照柱—主梁—次梁—楼板的加固施工顺序进行加固施工。

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