南京东南建设工程安全鉴定有限公司 江苏南京 210008
摘要：通过对某公司综合楼火灾后的结构检测与鉴定，阐述了建筑物火灾后鉴定的一般步骤，为今后类似的案例提供一些参考。此次鉴定主要通过现场咨询与检查、检测来对房屋火灾后的主体结构安全性现状进行评价。综合委托方提供的信息和公安局火灾原因认定书，结合现场混凝土构件外观的损伤现状，推断出当时火灾造成混凝土构件表面最高温度在800~900℃，进而计算火灾后材料的残余强度。鉴定结论为该综合楼中出现掉皮且有爆裂裂缝的受弯混凝土构件、出现局部混凝土脱落的混凝土构件、变形超过规范要求不适于继续承载的混凝土构件均存在安全隐患，应采取措施进行加固。
关键词：检测鉴定；损伤；火灾温度；残余强度
建筑物遭受火灾后，钢筋混凝土结构虽然有损伤但一般不会倒塌，科学地鉴定受灾混凝土损伤程度，是制定灾后建筑物修复方案的重要依据。本文结合工程案例综合介绍火灾建筑物混凝土损伤鉴定方法及原理，以期对建筑物检测领域同行有所裨益。
1 工程概述
某公司综合楼为五层（局部六层）钢筋混凝土框架结构，抗震设防类别为丙类，设防烈度为6度（第一组），框架抗震等级为四级，基础形式为柱下独立基础，混凝土强度结构各部分的混凝土强度等级为C25。
2 现场咨询与检查、检测
2.1 灾情介绍
根据公安局提供的火灾原因认定书，以及该公司的相关人员介绍，该综合楼起火至被完全扑灭的时间约2小时，起火区域为一层西北角，整个火势蔓延至一层绝大部分空间。
2.2 现场检查、检测
2.2.1 二层楼面梁、板
根据现场检查结果，二层大部分区域楼面由于高温作用出现明显波浪起伏式变形，绝大部分梁间区格板下挠变形、梁支承位置板面断裂，个别梁间区格板上凸变形；少数梁也有下挠变形。
混凝土梁的受损程度主要包括以下几种类型：（1）外观较好，无明显损伤；（2）混凝土表面颜色呈浅灰白色，出现掉皮；（3）梁底角部混凝土局部脱落；（4）梁底角部混凝土松动且脱落、钢筋外露；（5）梁底混凝土松动且脱落、钢筋外露。其中，（4）、（5）两种类型受损梁多数存在不同程度的下挠变形。
混凝土板的受损程度主要包括以下几种类型：（1）外观较好，无明显损伤；（2）楼板底部混凝土表面呈浅灰白色、掉皮；（3）楼板底部混凝土局部脱落、掉皮；（4）楼板底部混凝土龟裂、局部钢筋外露；（5）楼板底部混凝土脱落、部分钢筋外露；（6）楼板底部混凝土大面积脱落、大部分钢筋外露。其中，（2）~（6）五种类型受损楼板都存在不同程度的下挠变形。
2.2.2 一层柱
一层混凝土柱的受损程度主要包括以下几种类型：（1）外观较好，无明显损伤；（2）混凝土表面呈浅灰白色且轻微掉皮、角部混凝土脱落、柱身有竖向裂缝；（3）柱角部混凝土松动且脱落、纵向钢筋外露；（4）柱外表混凝土脱落严重、纵向钢筋外露。另外，个别柱中局部纵向钢筋出现压曲。
2.2.3 基础
因现场的特殊情况，未对基础进行开挖检查。根据柱根部的目前损伤现状，可以初步判定基础没有明显的损伤迹象。
除上述损伤外，由于一层柱、二层楼面梁与柱的变形作用，部分二层柱的外表抹灰发生脱落。
3 主体结构火灾后安全性现状评价
3.1 火灾温度的判定
为了对综合楼底部主体结构火灾后安全性现状进行科学的评判，首先必须明确火灾时的温度范围。目前，用于火灾温度的判定方法常有：通过对火灾燃烧时间的判断来推算、通过混凝土构件的烧损外观特征来判断、以及金相分析等等。
由于火灾过程中主要燃烧物为化纤原料等，火灾发展基本符合一般规律，即经过火灾成长期、旺盛期、衰减熄灭期。升温特点基本符合用国际标准化组织（ISO 834）建议的建筑构件抗火试验曲线：T=T0+345lg（8t+1）。式中，T0为初始温度，T为燃烧开始后t分钟时空气平均温度，单位均为℃。
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综合委托方提供的信息和公安局火灾原因认定书，按照上述公式推算，火灾当时的最高温度在875~1025℃范围内。
根据混凝土构件在不同温度作用时的表面特征（CECS252：2009表B-1），结合现场混凝土构件外观的损伤现状，本文推断当时火灾造成混凝土构件表面最高温度在800~900℃。
3.2 火灾后材料的残余强度
综合楼主体构件在火灾后降至常温，此时材料的残余强度是评估结构灾后损伤程度的主要依据，对于判定结构的安全性和制定加固方案有重大影响。
根据普通混凝土高温后的力学性能试验研究成果，混凝土抗压强度丧失的评估公式如下：
fc（T）=fc （0℃<T<400℃）
fc（T）=（1.6-0.0015T）fc （400℃<T<800℃）
式中，fc（T）为不同温度时混凝土的抗压强度，fc为常温下的混凝土抗压强度，T为温度。
可知，当温度小于等于400℃时，对混凝土的抗压强度基本没有影响；当温度达到500℃时，抗压强度下降到原来的85%。当温度达到700℃时，抗压强度下降到原来的55%。
根据普通钢材高温后的力学性能试验研究成果，其屈服强度与高温点的屈服强度关系式如下所示：
fy（T）= fy[1-6.4×10-6（T-20）5/1005] （T≤1000℃）
当钢材经受400℃高温后，材料的屈服强度基本不变；当温度达到750℃后，材料的屈服强度下降到原来的87%；当温度达到1000℃后，仅为原来的42%。至于弹性模量，当钢材经历200~1000℃高温后，其值与常温下基本保持一致。
3.3 主体结构安全性现状评价
3.3.1 上部混凝土构件
当混凝土构件遭受火灾的高温灼烧时，混凝土存在不同程度的损伤。其中，由于角部混凝土两面处于高温作用，通常容易出现掉角、露筋。通过对照表1，当混凝土角部出现混凝土局部脱落或更严重的损伤，此时混凝土达到的温度应在600℃以上。根据上述混凝土抗压强度丧失的评估公式，混凝土抗压强度存在较大幅度的降低。当混凝土柱中降低幅度较大时，就会导致如柱/、/中局部纵向钢筋压曲现象。一旦混凝土脱落，钢筋外露，钢筋表面温度急剧提高，屈服强度也会降低。
对于混凝土梁、板受弯构件出现掉皮，且构件上有爆裂裂缝的。此时混凝土表面温度高达500℃左右，抗压强度有一定程度的降低；同时裂缝的出现对钢筋-混凝土的粘结能力进行了削弱。因此，此类损伤构件同样存在安全隐患。
除此之外，根据《民用建筑可靠性鉴定标准》中的5.2.4条，当框架梁的挠度变形超过计算跨度的1/200，其余梁、板的挠度变形超过计算跨度的1/120或47mm时，此类构件都不适于继续承载
3.3.2 基础
根据委托方提供的图纸资料，综合楼的基础底部埋置深度为±0.000以下2.1m。鉴于混凝土地面、土壤自身的隔热效果，基础不存在因火灼烧的损伤。因此，火灾后综合楼的基础基本保持完好，可以继续使用。
4 鉴定结论
某公司综合楼火灾后主体结构的安全性现状，通过现场咨询与检查、检测，以及评价分析，可以得到如下鉴定结论：
1、综合楼中出现掉皮且有爆裂裂缝的受弯混凝土构件、出现局部混凝土脱落的混凝土构件、变形超过规范要求不适于继续承载的混凝土构件均存在安全隐患，应采取措施进行加固。
2、火灾后的基础基本保持完好，可以继续投入使用。
参考文献
[1] CECS252：2009.火灾后建筑结构鉴定标准[S].北京：中国计划出版社，2009
[2] 李延和，李书祥等.某公司厂房火灾后结构受损检测鉴定分析[A].土木工程结构检测鉴定与加固改造[C]，北京：中国建材工业出版社，2008，905~911
[3] 贺学军，朱凡颖等.火灾后混凝土结构的损伤检测与鉴定[A].土木工程结构检测鉴定与加固改造[C]，北京：中国建材工业出版社，2008，940~946
[4] 周国勇.火灾建筑物混凝土损伤鉴定案例[J].国外建材科技，2006，27（3）.36~42
?作者简介：徐志纯，男，1984年7月出生，工程师，一级注册结构工程师，工学硕士
论文作者:徐志纯
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第25期
论文发表时间:2018/1/25
标签：混凝土论文; 火灾论文; 构件论文; 损伤论文; 抗压强度论文; 钢筋论文; 鉴定论文; 《建筑学研究前沿》2017年第25期论文;