某框架結構房屋火災的受損分析

葛勇，嚴春風，謝紹云

（1重慶泉河建筑工程有限公司，重慶404500；2四川省建設廳，四川成都610041）

某框架結構房屋火災的受損分析

葛勇1，嚴春風2，謝紹云1

（1重慶泉河建筑工程有限公司，重慶404500；2四川省建設廳，四川成都610041）

火災對房屋結構會造成不同程度的損傷，對災損的科學分析是加固修復的前提。論文詳實介紹了房屋的梁、板及附屬設施等受災情況，對受災房屋結構進行了損傷分析與評估，并結合結構受損情況，提出了原則處理建議，為同類工程案例分析與加固提供參考。

框架結構；火災檢測；受損分析；處理意見

1　概況

某別墅住宅樓為四層薄壁異型柱框架結構，一梯兩戶，共四戶，每戶為躍層結構（外貌見圖1）。該房屋相關情況如下：（1）房屋平面近似“矩形”，總長度為20.1m，總寬度為11.7m，建筑面積約1000m2（見圖2-圖3）；（2）基礎為人工挖孔樁基礎，基礎持力層全部置于中風化巖石上；（3）梁、柱、現(xiàn)澆板混凝土設計強度等級均為C30；（4）工程抗震設防烈度為6度，結構安全等級為二級[1]。

圖1　房屋外貌

圖2　三層（標高5.97m）結構示意圖

圖3　四層（標高8.97m）結構示意圖

住戶對房屋（5-8軸線范圍）進行了裝修，并基本結束準備入住時，該室內(nèi)發(fā)生了火災，火災后欲重新進行裝修，裝修實施前需對房屋現(xiàn)狀進行火災的影響分析。

2　火災情況檢測

2.1火災情況

房屋起火前已裝修完畢。根據(jù)現(xiàn)場情況和公安消防支隊“火災事故認定書”可知火災相關情況：三層（5）-（6）/（D）-（F）軸線范圍為廚房，當日22時40分，靠近（5）/（D）-（F）軸線墻體的位置由于電冰箱內(nèi)部故障起火，引燃周圍可燃物引發(fā)了火災；燃燒物主要為電器、裝修好的櫥柜和吊頂?shù)炔牧?，整個火災持續(xù)時間約為35min。

2.2房屋受損情況

根據(jù)火災相關情況，起火點燃燒后，火焰主要從（F）軸線的墻上窗和客廳的落地窗竄出?，F(xiàn)場對房屋現(xiàn)狀情況進行了查看，結果如下。

2.2.1過火后殘留物情況

進入現(xiàn)場查看時，火災殘留物大部分已清理。過火部位的房屋外表面窗框已被拆除，外墻面局部瓷磚脫落，表面被煙熏成黑色，房間內(nèi)塑料插座被燒變形和部分殘存PVC線管變形（見圖4），客廳鋼夾層構件表面油漆被燒脫落呈紅褐色，但鋼構件未見彎曲變形等異常情況，入戶防盜門表面被燒脫漆（圖5），但能正常閉合。

圖4　插座過火后的情況

圖5　防盜門過火后的情況

2.2.2過火后結構受損情況

火災影響范圍受損較嚴重構件為現(xiàn)澆板，現(xiàn)澆板底部混凝土脫落深度約為50mm，板鋼筋外露，板鋼筋表面為紅褐色，但未出現(xiàn)彎曲變形情況（見圖6）。其他部位現(xiàn)澆板底未見混凝土脫落、裂縫等異常情況。梁、柱抹灰層未完全脫落，局部部位為煙熏黑色，混凝土表面敲擊聲較清脆。梁表面未見開裂、混凝土脫落及下?lián)系犬惓Ｇ闆r，柱未見開裂、混凝土脫落及傾斜等異常情況（梁、柱外貌見圖7）[2]。

圖6　板底混凝土脫落、露筋

圖7　梁、柱外觀

其他房屋內(nèi)梁、板、柱表面大都為煙熏黑色，未見混凝土開裂、脫落等異常情況。該房內(nèi)的墻體為多孔磚填充墻，墻體表面抹灰有脫落，磚未發(fā)現(xiàn)開裂等異常情況。

3　構件受損分析

3.1火災溫度

火災現(xiàn)場溫度不僅與燃燒物的數(shù)量和種類有關，而且與燃燒時間也有重要關系，可根據(jù)火災后的現(xiàn)場殘留物狀況和構件的外觀特征來判定火災溫度。

（1）根據(jù)火災現(xiàn)場燒損物判定塑料軟化溫度約290℃；鋁合金變形溫度為650℃；鋼材扭曲、變形溫度＞700℃。

（2）根據(jù)火災后混凝土表面顏色及外觀特征判定，除起火部位混凝土脫落、露筋外，其他部位混凝土構件梁、板、柱表面抹灰層未完全脫落；表面煙熏黑色，敲擊聲較響亮，未出現(xiàn)裂縫，可判定火災溫度在300～500℃之間。

（3）根據(jù)國際ISO834標準升溫曲線推算火災發(fā)生時自然溫度T0取為20℃，火災經(jīng)歷時間約為35min（該時間包含發(fā)現(xiàn)火災到撲滅火災的全部時間，大火持續(xù)時間應小于該時間），由公式T-T0=3451g（8t+1）推算出火災溫度T為865℃。

綜上所述，該住戶室內(nèi)過火范圍內(nèi)火場溫度綜合判定約在290～900℃范圍內(nèi)[3]。

3.2受損分析

（1）樓板受損分析。樓板處于最不利位置，受火焰的直接燒烤，一般在十幾分鐘內(nèi)溫度即可由20℃上升到600℃。由于板底的混凝土表面溫度急劇上升，混凝土又具有熱惰性的特點，因此板損傷一般較為嚴重。起火部位現(xiàn)澆板受損嚴重，板底混凝土脫落、露筋，已影響了該部位板承載力，其他部位的現(xiàn)澆板未發(fā)現(xiàn)混凝土脫落、開裂和露筋現(xiàn)象[4]。

（2）梁和柱受損情況分析。梁一般處于火場的正上方，與火焰接觸面較大，多為三面受火狀態(tài)，受火焰的直接燒烤，梁底面受損一般較為嚴重。柱一般處于與火焰平行的方向，中上部受外焰燒烤，下部一般受內(nèi)焰燒烤，有單面受火、兩側受火以及三側和四側受火等多種狀態(tài)。根據(jù)火焰的特點，外焰溫度較內(nèi)焰溫度高，因此柱的中上部受損較嚴重。根據(jù)現(xiàn)場查看和火災情況：梁、柱中上部表面大部分為煙熏黑色、表面抹灰層未完全脫落、未出現(xiàn)開裂和混凝土脫落等異常情況。由于旁邊有大開間窗戶和客廳落地窗，起火后大部分火勢從窗戶竄出，對梁、柱未造成明顯的損傷[3]。

4　小結

（1）火災起火部位現(xiàn)澆板受損嚴重，板底混凝土脫落、露筋，已影響了該部位板承載力，其他部位的現(xiàn)澆板未發(fā)現(xiàn)混凝土脫落、開裂和露筋現(xiàn)象。

（2）位于火場的正上方梁與火焰接觸面較大，多為三面受火狀態(tài)，梁底面受損一般較為嚴重。柱中上部受外焰燒烤，下部一般受內(nèi)焰燒烤，柱的中上部受損較嚴重。

（3）起火部位上部現(xiàn)澆板加固處理：將燒疏松混凝土清理后，調正板外露鋼筋，然后用高一標號的細石混凝土修補，最后當后補混凝土強度達到80%后粘貼碳纖維布進行補強處理[4]。

[1]中華人民共和國建設部.GB50010-2002混凝土結構設計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

[2]中華人民共和國建設部.GB/T 50344-2004建筑結構檢測技術標準[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.

[3]中國工程建設標準化協(xié)會.CECS252:2009火災后建筑結構鑒定標準[S].北京：中國計劃出版社，2009.

[4]中華人民共和國建設部.JGJ/T23-2011回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

責任編輯：孫蘇，李紅

Damage Analysis of A House of Frame Structure After Fire Disaster

Fire could cause damages of various levels to house structure,so the scientific analysis on damages is the premise of reinforcement and repair. The damage of the beam,plate and annexes of the house is introduced in detail,the house structure is analyzed and evaluated,and combined with the structural damage condition,some treatment suggestions are presented for reference.

frame structure;fire testing;damage analysis;treatment suggestion

TU746

A

1671-9107（2015）07-0045-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2015.07.045

2015-05-27

葛勇（1968-），男，重慶人，博士研究生，高級工程師，主要從事土木工程建設管理工作。

嚴春風（1968-），男，江西九江人，工學博士，高級工程師，主要從事建設管理工作。

謝紹云（1968-），男，重慶人，大學本科，高級工程師，主要從事工程建筑管理工作。