北京某磚混砌體結(jié)構(gòu)房屋火災后檢測鑒定分析

蔡朋朋

(北京市海淀區(qū)房屋安全鑒定站,北京 100000)

0 引言

火災發(fā)生后,對房屋各承重構(gòu)件安全性能的影響很大,尤其是砌體結(jié)構(gòu)中砂漿及混凝土構(gòu)件,本文通過回彈法對各構(gòu)件進行強度檢測,在無法進行鉆芯取樣檢測的情況下,通過T/CECS 252—2019火災后工程結(jié)構(gòu)鑒定標準[1]的規(guī)定對其強度進行折減,本文以實際工程為例,為后續(xù)類似工程提供了經(jīng)驗參考。

1 工程概況

某住宅樓為7層磚混結(jié)構(gòu),1層為半地下室,建于20世紀90年代,該住宅樓為鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ),上部結(jié)構(gòu)主要為磚砌縱橫墻承重,主要為現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓屋蓋板、卷材防水屋面。該樓10單元202室發(fā)生火災,房屋實景見圖1。

該住宅樓外墻厚370 mm,內(nèi)墻厚240 mm,燒結(jié)普通磚設計強度等級1層、2層MU10,3層—7層MU7.5,砂漿設計強度等級1層、2層M7.5,3層—7層M5;現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁,截面尺寸240 mm×350 mm,混凝土強度等級C20;主要為現(xiàn)澆鋼筋混凝土板,主要板厚100 mm,120 mm,混凝土強度等級C20,局部為預應力圓孔板,2層平面圖見圖2。

2 火作用調(diào)查與分析結(jié)果

依據(jù)北京市消防救援總隊消防監(jiān)督處《火災事故認定書》,火災發(fā)生于2021年3月15日2時30分許,最初起火部位位于10單元202室2-1—3×B—D軸,火災原因系電動自行車充電電池爆燃所致。房屋火災及人員傷亡導致的損失近千萬。

本次火災屬于局部小范圍火災,經(jīng)現(xiàn)場初步調(diào)查,確定10單元202室結(jié)構(gòu)構(gòu)件過火,2層—5層樓梯間墻體、梯板抹灰層存在煙熏,煙熏程度從下向上逐層遞減,結(jié)構(gòu)不存在整體倒(坍)塌的風險。

3 火災后檢測鑒定

3.1 火災后燒灼損傷情況檢測及評級

受火災影響,該樓10單元202室混凝土梁、板,磚砌墻體均有不同程度的燒灼損傷,尤其是火源點客廳范圍內(nèi)的梁板損傷較為嚴重,T/CECS 252—2019火災后工程結(jié)構(gòu)鑒定標準的規(guī)定,現(xiàn)場對202室墻、混凝土梁、板等承重構(gòu)件逐個檢查、檢測。

3.1.1 混凝土構(gòu)件損傷檢測情況

火源發(fā)生區(qū)域的二層202室2-1—3×B—D軸樓蓋板、3—2-4×B—C軸樓蓋板、1—5×D軸陽臺頂板(如圖3所示)及2—4×A—B軸樓梯間休息平臺頂板因火災導致油煙和煙灰局部燒光、混凝土顏色呈灰白色,混凝土表面有輕微裂縫,錘擊聲較響亮、混凝土表面留下較明顯痕跡,小面積混凝土脫落,未見受力鋼筋外露及明顯變形,初步鑒定評級為Ⅲ級;202室其余樓蓋板初步鑒定評級為Ⅱb級。2層3×B—C軸梁局部被燒光、混凝土主要呈土黃色、有輕微裂縫、聲音較悶,混凝土表面留下較明顯痕跡未見受力鋼筋外露及明顯變形,初步鑒定評級為Ⅲ級,見圖4。

3.1.2 砌體構(gòu)件損傷檢測情況

2層17面、3層2面墻體表面過火,其中2層2-1—1×2—F軸墻體抹灰局部脫落(見圖5),初步鑒定評級為Ⅱb級,18面墻體抹灰層有不同程度煙熏(見圖6)、未發(fā)現(xiàn)變形及受壓裂縫,初步鑒定評級為Ⅱa級;其余墻體、樓屋蓋板未直接遭受燒灼作用,未發(fā)現(xiàn)火災及高溫造成的損傷,構(gòu)件材料、性能及安全狀況未受到火災影響,初步鑒定評級為Ⅰ級。

3.2 火災后材料強度檢測

由于現(xiàn)場不具備鉆芯修正條件,采用回彈法對燒結(jié)普通磚、砂漿以及混凝土板進行強度檢測,檢測前需將砂漿以及混凝土板灼燒影響區(qū)域剔除,并打磨檢測面至光滑、平整。經(jīng)檢測,燒結(jié)普通磚、砂漿、混凝土板抗壓強度均滿足其設計值,并通過T/CECS 252—2019火災后工程結(jié)構(gòu)鑒定標準的規(guī)定對其強度進行折減。

3.3 樓板撓度及墻體傾斜檢測

采用全站儀、建筑工程質(zhì)量檢測器組分別對該住宅樓樓板撓度和墻體傾斜進行檢測,由結(jié)果可知,扣除施工誤差因素,樓板撓度、墻體傾斜均小于GB 50292—2015民用建筑可靠性鑒定標準[2]規(guī)定的限值。

3.4 結(jié)構(gòu)表面溫度分析

根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件現(xiàn)狀檢測結(jié)果,依據(jù)T/CECS 252—2019火災后工程結(jié)構(gòu)鑒定標準第4.1.4條推斷受火結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面溫度,2層1—5×D軸陽臺頂板推定表面最高溫度為500 ℃～700 ℃,2層2-1—3×B—D軸樓蓋板、2層3—2-4×B—C軸樓蓋板、2層2—4×A—B軸樓梯間休息平臺頂板推定表面最高溫度為300 ℃～500 ℃,其余過火混凝土構(gòu)件推定表面最高溫度小于300 ℃;2層2-1—1×2-F軸墻體、2層2-1—1×2—E軸墻體2層2-1×2-F—D軸墻體、2層1×B—C軸墻體、2層1—3×B軸墻體、2層1—3×D軸墻體、2層3×C—D軸墻體、2層3—2-3×C軸墻體、2層3—5×D軸墻體、2層2-3—2-4×2-1/G軸墻體、2層2×A—B軸墻體、2層4×A—B軸墻體、3層2-1×2-F—D軸墻體、3層5—2-3×2-K軸墻體推定表面最高溫度300 ℃～500 ℃,其余過火墻體推定表面最高溫度小于300 ℃。

3.5 復核計算

依據(jù)T/CECS 252—2019火災后工程結(jié)構(gòu)鑒定標準第6章的規(guī)定,采用中國建筑科學研究院PKPM CAD工程部編制的系列軟件對該建筑物嚴重受損區(qū)、次要受損區(qū)火災后混凝土構(gòu)件承載能力進行計算分析,建筑物模型見圖7。

根據(jù)結(jié)構(gòu)表面溫度推斷結(jié)果,依據(jù)表G.0.1-2混凝土強度折減系數(shù)取0.20,0.45,0.65;依據(jù)表G.0.2鋼筋屈服強度折減系數(shù)取0.87,0.90,0.93;依據(jù)表J.0.1-1磚強度折減系數(shù)取1.0,依據(jù)表J.0.1-2砂漿強度折減系數(shù)取0.83,經(jīng)計算墻體、梁、樓屋蓋板承載力驗算結(jié)果滿足現(xiàn)行規(guī)范要求,墻體高厚比滿足現(xiàn)行規(guī)范要求,2層計算結(jié)果如圖8所示。

4 鑒定結(jié)論及處理建議

4.1 鑒定結(jié)論

隨著燃燒發(fā)生,室內(nèi)氧氣濃度逐漸降低,住戶為逃生將陽臺窗戶打開,因而客廳陽臺頂板為過火最高溫,推斷表面溫度為500 ℃～700 ℃,由于本次火災持續(xù)時間較短,屬于小范圍火災,未造成結(jié)構(gòu)構(gòu)件有嚴重的燒灼損傷。

通過對該樓10單元現(xiàn)場檢測、復核計算分析,依據(jù)T/CECS 252—2019火災后工程結(jié)構(gòu)鑒定標準第6.1.4條、6.1.5條的規(guī)定,火災后結(jié)構(gòu)構(gòu)件詳細鑒定按承載能力、構(gòu)造連接兩個項目分別評定等級,并考慮火災對材料性能和結(jié)構(gòu)構(gòu)造造成的變形和損傷的不利影響外,還應按現(xiàn)行國家標準GB 50292—2015民用建筑可靠性鑒定標準的規(guī)定進行。

依據(jù)T/CECS 252—2019火災后工程結(jié)構(gòu)鑒定標準第3.2.2條、第6章的規(guī)定,2層3×B—C軸梁、2-1—3×B—D軸樓蓋板、3—2-4×B—C軸樓蓋板、1—5×D軸陽臺頂板、2—4×A—B軸樓梯間休息平臺頂板詳細鑒定評級為b級,其余墻體、樓屋蓋板詳細鑒定評級為a級。

4.2 處理建議

結(jié)構(gòu)構(gòu)件的燒灼損傷與其他損傷不同,其遭受高溫過后,承載力的降低因素更為復雜,同時考慮到經(jīng)濟民生的因素,后續(xù)加固處理應從加固方案的可行性、造價、工期以及加固后的整體牢固性和可靠性等方面考慮,建議根據(jù)房屋燒灼程度,應對評定為b級的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行加固補強,建議對10單元202室其他樓蓋板進行加固補強,對火災造成的其他損傷進行修繕[3-4]。

5 結(jié)語

1)火災發(fā)生后,高溫過火對承重構(gòu)件的材料性能影響較大,在火災鑒定中要依據(jù)T/CECS 252—2019火災后工程結(jié)構(gòu)鑒定標準的規(guī)定,根據(jù)現(xiàn)場各承重構(gòu)件過火后的現(xiàn)狀,推斷各承重構(gòu)件的過火溫度,從而對構(gòu)件材料性能進行折減。

2)火災發(fā)生后,火焰溫度由內(nèi)向外依次增高,隨著燃燒的發(fā)生,房間內(nèi)溫度趨于穩(wěn)定,室內(nèi)上層溫度要高于地表溫度,因此室內(nèi)火災發(fā)生后,梁板的過火溫度、火災損傷一般要高于墻柱,在房屋火災鑒定過程中,應對梁板等構(gòu)件火災后的損傷進行重點檢測[5]。

3)由于現(xiàn)場不具備鉆芯檢測條件同時考慮到經(jīng)濟民生的重要因素,本次火災鑒定并未對承重構(gòu)件的材料性能進行鉆芯修正,但依據(jù)T/CECS 252—2019火災后工程結(jié)構(gòu)鑒定標準的規(guī)定對承重構(gòu)件的材料性能進行了折減,由于承重構(gòu)件高溫過火后,對其材料性能影響較大,有條件時應采用鉆芯法對構(gòu)件材料性能進行檢測。

4)本次火災鑒定,在全面現(xiàn)場檢查檢測、復核計算后,同時依據(jù)T/CECS 252—2019火災后工程結(jié)構(gòu)鑒定標準的規(guī)定,在對各承重構(gòu)件過火溫度推斷基礎(chǔ)上,給出了各構(gòu)件的安全性評級,為后續(xù)加固、施工提供了可靠依據(jù),同時為同類工程火災后鑒定提供了借鑒意義。