建築火災後結構檢測與加固技術
發布時間:2014-08-05
一、概述
某歌舞廳為磚混結構,平麵布置圖如下所示:一、二層為
鋼筋混凝土框架結構,作為商業門麵用房。三―八層為住宅。樓板均采用混凝土預製空心樓板,住宅砌體采用Mu15磚和M10砂漿砌築,底部兩層框架混凝土強度為C30。
該住宅樓與1989年六月竣工,使用中將二層設為歌舞廳,於2000年8月27日淩晨3:30分fen發fa生sheng火huo災zai,火huo災zai開kai始shi於yu該gai樓lou層ceng前qian部bu,然ran後hou迅xun速su蔓man延yan至zhi全quan樓lou層ceng後hou半ban部bu分fen,並bing將jiang部bu分fen玻bo璃li和he鋁lv合he金jin窗chuang熔rong化hua,但dan並bing未wei引yin起qi三san樓lou室shi內nei燃ran燒shao,大da火huo燃ran燒shao時shi間jian為wei100分鍾,直至5:10分火勢得到控製。
二、結構受損與分析
因燃燒發生在第二層,故第三層的樓麵梁、板和第二層的柱損傷十分明顯。柱上摸灰層普遍炸裂、脫落,部分柱的混凝土保護層出現龜裂,個別柱燒傷程度達到50mm。disancengliangdibaohucengpubianshaosu,liangdibuweisunshangzuiweiyanzhong,liangcemianshaosuchengdujiaodibuqing,danchuxiandamianjiguilieheliefeng,bokailiefengfaxian,shaoshuliefengshenrulianghexinhunningtu。gebieliangshaoshangshifenyanzhong,qigangdumingxianjiangdi。diercengloubanpubianwanhao。disancengloubandebandihunningtupubianshaosudamianjituoluo,dabufenkongxinbankongdongwailu,kongxinbandeyuyingligangjinyechuxiandamianjiwailu、鬆(song)弛(chi)現(xian)象(xiang),使(shi)空(kong)心(xin)板(ban)喪(sang)失(shi)了(le)承(cheng)載(zai)能(neng)力(li)。從(cong)火(huo)燒(shao)作(zuo)用(yong)的(de)範(fan)圍(wei)來(lai)看(kan),第(di)二(er)層(ceng)樓(lou)板(ban)幾(ji)乎(hu)無(wu)損(sun)傷(shang),第(di)二(er)層(ceng)柱(zhu)由(you)下(xia)而(er)上(shang),損(sun)傷(shang)逐(zhu)步(bu)加(jia)重(zhong),第(di)三(san)層(ceng)梁(liang)比(bi)第(di)二(er)層(ceng)柱(zhu)嚴(yan)重(zhong),第(di)三(san)層(ceng)預(yu)製(zhi)板(ban)比(bi)該(gai)樓(lou)層(ceng)樓(lou)麵(mian)梁(liang)嚴(yan)重(zhong),梁(liang)柱(zhu)的(de)棱(leng)角(jiao)部(bu)位(wei)比(bi)平(ping)麵(mian)部(bu)位(wei)嚴(yan)重(zhong),梁(liang)柱(zhu)自(zi)表(biao)麵(mian)向(xiang)裏(li)損(sun)傷(shang)逐(zhu)漸(jian)減(jian)輕(qing)。其(qi)主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin)是(shi)不(bu)同(tong)構(gou)件(jian)接(jie)觸(chu)火(huo)苗(miao)的(de)部(bu)位(wei)不(bu)同(tong)、受火麵大小不同和構件自身的薄厚不同所至於。第三層樓板的損傷比框架梁柱的損傷嚴重得多,主要原因是火災時
鋼筋混凝土空心板直接承受火荷載,而且板的厚度比較小,其
鋼筋混凝土保護層也比較小。所以
鋼筋混凝土空心板是火災是最薄弱的環節。火災時,
鋼筋混凝土空(kong)心(xin)板(ban)中(zhong)鋼(gang)筋(jin)受(shou)高(gao)溫(wen)作(zuo)用(yong)而(er)強(qiang)度(du)降(jiang)低(di),鋼(gang)筋(jin)與(yu)混(hun)凝(ning)土(tu)之(zhi)間(jian)的(de)粘(zhan)接(jie)力(li)完(wan)全(quan)失(shi)效(xiao),從(cong)而(er)使(shi)板(ban)的(de)截(jie)麵(mian)抵(di)抗(kang)矩(ju)降(jiang)低(di),板(ban)的(de)剛(gang)度(du)下(xia)降(jiang),饒(rao)度(du)增(zeng)加(jia),裂(lie)縫(feng)增(zeng)多(duo),進(jin)而(er)導(dao)致(zhi)板(ban)的(de)完(wan)全(quan)破(po)壞(huai)。
對dui住zhu宅zhai部bu分fen各ge層ceng牆qiang體ti檢jian查zha時shi發fa現xian,第di三san層ceng和he第di四si層ceng因yin火huo災zai而er引yin起qi的de裂lie縫feng較jiao多duo,尤you其qi時shi第di三san層ceng更geng顯xian著zhu,大da多duo數shu裂lie縫feng都dou貫guan穿chuan牆qiang體ti兩liang麵mian。最zui大da裂lie縫feng達da2.0mm,liefengzoushihefenbuwuguilvkexun,danshuipingxiangliefenghenshao,menchuangdongkouyibanjunchuxianliefeng。youyuwaiqiangbeizhijiecongdiercengcuanchudehuomiaoshaokao,qibianxingjiaoneiqiangjiaokuaiqieda,qiliefengyebineiqiangduo。disicengqiangtiliefengzhiyougebiedayu0.5mm。隨著樓層的增加,溫度影響越來越小,牆體裂縫也逐漸減少。
按照《鑽芯法檢測混凝土強度技術規程》CECS03:88的要求,取與梁柱混凝土澆注方向垂直的方向,鑽取混凝土芯樣,經過加工,剔除芯樣燒傷部分後,試壓發現:框架梁的混凝土立方抗壓強度為21MPa至22.8MPa,框架柱的混凝土立方抗壓強度為22.7MPa至34.5MPa,兩者均不能達到原設計的安全度。根據以上檢測結果,進行房屋安全分析後,確定對該房屋進行加固處理。
三、
結構加固方案
火災僅限於第二層,結構損傷最嚴重部位是第三層樓麵梁、樓麵板和第二層柱,故
結構加固方案也主要是針對這些受損傷的部位製定。加固的總體思路是:首先對第三層樓麵梁采用鋼管支撐以排除險情,第三層樓板由於損傷過於嚴重,決定予以拆除,重新澆注混凝土板,第三層梁采用外粘
鋼板進行加固,第二層柱敲除表麵抹灰,采用外
包鋼加固後,重新進行粉刷。
1、鋼管支撐
采用直徑未219mm的鋼管對第三層樓麵梁進行支護。每根梁設置兩根鋼管支護,鋼管應上下對齊,兩端采用
鋼板封閉,下墊250X250defangmu。youyuhuozaishiloumianlianggangdujiangdi,zaihezaizuoyongxiayimingxianraoqu,yingcaiyongqianjindinggeiliangfanxiangjiahexiezai。qianjindingdedingshenghezaigenjuxianchangliangshanghezaiqueding,shiqidingshengweiyimanzuxieheyaoqiu。
鋼管支護的主要目的,是由於該工程火災損傷較重,需要及時排出險情,同時又能給第三層樓麵梁柱卸荷,有利於
結構加固。火huo災zai使shi梁liang柱zhu混hun凝ning土tu內nei部bu出chu現xian微wei裂lie縫feng,這zhe些xie微wei裂lie縫feng將jiang逐zhu漸jian發fa展zhan與yu梁liang柱zhu的de應ying力li水shui平ping有you關guan,應ying力li水shui平ping越yue高gao,其qi發fa展zhan速su度du越yue快kuai,反fan之zhi越yue慢man。通tong過guo鋼gang管guan的de頂ding升sheng作zuo用yong,可ke使shi梁liang柱zhu的de應ying力li水shui平ping降jiang至zhi最zui低di,從cong而er最zui大da限xian度du地di阻zu止zhi了le梁liang柱zhu微wei裂lie縫feng的de繼ji續xu發fa展zhan。
2、
柱加固
由於柱表麵已經受損,柱截麵消弱較大,采用外包鋼進行加固。
該方法在新增加柱截麵的部分提高柱承載力的同時,還因為新增
鋼板箍的橫向約束作用,使原混凝土柱處於良好的三向應力狀態,因而可以大幅度的提高柱的承載力
3、
梁加固
梁側麵和梁底損傷較為嚴重,強度降低較大,采用外粘
鋼板進行加固。
該方法將高強度的
鋼板粘貼於被加固的
鋼筋混凝土梁受力部位,不僅能保證混凝土和
鋼板作為一個新的整體共同受力,而且能最充分地發揮粘鋼構件的抗彎、抗剪和抗壓的性能。 由於混凝土麵受火災後產生不同程度的疏鬆、剝落,應將其鑿除後才能進行補強。鑿除受損混凝土後,混凝土表麵凹凸不平,可用膠泥砂漿對其表麵進行找平,其後才能對其進行
粘鋼加固處理。
4、板加固
第三層樓板是損傷最為嚴重的構件,其表麵混凝土大麵積脫落,鋼筋裸露,部分鋼筋已鏽斷,決定拆除原預製混凝土空心樓板,整澆注
鋼筋混凝土板。且該層是框架與磚混部分之間的轉換層,整體現澆對房屋的剛度是有利的。
5、構件裂縫處理
經過火災作用的混凝土突然遇到冷水作用而使混凝土麵產生大麵積的龜裂紋大部分裂縫寬度僅為0.3mm左右,且大不分在混凝土梁上,為避免鋼筋鏽蝕,先用裂縫密封膠對其進行密封。對於梁柱上的裂縫,應采用粘鋼補強,通過
鋼板來封閉粘鋼部位加固構件的裂縫,約束混凝土的變形,從而有效地提高加固構件的強度、剛度和抗裂性。
tongguoshangshufangfaduigaifangwujinxingjiaguhou,manzuleyezhujixushiyonggaifangwudeyaoqiu,tongshidadasuoduanlegaifangwuhuifushiyongdeshijian,weiyezhujieshengledaliangdegongchengfeiyongjiqitajinfei,qudelejiaohaodejingjixiaoyiheshehuixiaoyi。gaifangwujingjiaguhouyijingshiyonglesannianduoweichuxianrenhewenti。