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【摘要】上海XXX家具制造有限公司發(fā)生火災，造成一期廠房1和一期廠房2房屋部分受損。為了解火災對房屋結(jié)構(gòu)造成的影響，故需對該結(jié)構(gòu)進行一次嚴格的檢測和安全性評定。
1、檢測概述
2012年10月10日，上海XXX家具制造有限公司發(fā)生火災，造成一期廠房1和一期廠房2房屋部分受損。過火面積約8000平方米，火災造成廠區(qū)內(nèi)部分建筑燒毀燒損，成品倉庫內(nèi)存放的家具等物品基本燒毀。未造成人員傷亡。起火原因為通電狀態(tài)的電氣線路短路起火，起火部位位于上海XXX家具制造有限公司成品倉庫三樓七號庫內(nèi)東北側(cè)。
經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，擴建廠房系后加建，均為輕鋼結(jié)構(gòu)，耐火等級低，建筑之間設置通廊，未設置有效防火隔斷，火勢從起火點通過通廊蔓延至一期廠房1各層、和一期廠房2的二層。
根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況，一期廠房1一層～二層均存在過火痕跡，具體情況如下：一層大部分區(qū)域燃燒嚴重，混凝土構(gòu)件普遍存在表面顏色發(fā)黃，混凝土開裂、保護層脫落以及混凝土爆裂、鋼筋外露等現(xiàn)象，大部分混凝土柱敲擊聲音發(fā)悶或較悶。軸9～13×A～E區(qū)域內(nèi)燃燒zui為嚴重，個別柱（軸11×A等）約1/3混凝土已經(jīng)脫落，鋼筋外露，基本評定該區(qū)域火場溫度約為700～800℃。軸20～23×A～C區(qū)域遠離燃燒中心區(qū)域，熱量外散較快，燃火溫度較中心區(qū)域低，混凝土表面呈淺灰色，并出現(xiàn)細微開裂現(xiàn)象，且錘擊混凝土表面聲音響亮，基本評定該區(qū)域火場溫度約為300～500℃。除上述區(qū)域以外，其余混凝土構(gòu)件表面出現(xiàn)土黃色或灰白色，混凝土表面出現(xiàn)開裂、混凝土脫落等現(xiàn)象，且錘擊混凝土表面聲音較悶，基本評定該區(qū)域火場溫度約為500～700℃。一層外墻為多孔磚墻，墻體出現(xiàn)表面粉刷脫落，斜向貫穿裂縫等現(xiàn)象。二層大部分區(qū)域燃燒嚴重，混凝土構(gòu)件普遍存在表面顏色發(fā)黃，混凝土開裂、保護層脫落以及混凝土爆裂、鋼筋外露等現(xiàn)象，部分混凝土柱敲擊聲音發(fā)悶或較悶。其中軸9～13×A～E區(qū)域內(nèi)燃燒zui為嚴重，基本評定該區(qū)域火場溫度約為700～800℃。軸19～23×A～E區(qū)域由于熱量外散的關(guān)系，燃火溫度較中心區(qū)域低，混凝土表面呈淺灰色，混凝土表面呈現(xiàn)細微開裂現(xiàn)象，錘擊柱表面聲音響亮，基本評定該區(qū)域火場溫度約為300～500℃。除上述區(qū)域以外，混凝土構(gòu)件表面顏色呈土黃色，混凝土敲擊聲音較悶，表面出現(xiàn)開裂等現(xiàn)象，區(qū)域火場溫度約為500～700℃。
一期廠房2底層未過火；二層的輕鋼屋架全部燒毀變形塌落，其中心區(qū)域燃燒較嚴重，即軸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）表面顏色呈黃色，存在混凝土保護層開裂，保護層脫落甚至部分柱頂有露筋，爆裂現(xiàn)象，錘擊梁、柱表面聲音發(fā)悶；混凝土樓板面層起拱開裂，該區(qū)域火場溫度約為500～700℃。除了以上中心區(qū)域外，其他區(qū)域因為熱量外散的關(guān)系，燃火溫度較中心部位低，混凝土柱表面呈灰青、淺灰、淺紅色，存在少量細微開裂及保護層脫落現(xiàn)象，錘擊柱表面聲音響亮；填充墻普遍燒至粉刷層脫落，另外，墻面消防栓燒至變形。該區(qū)域火場溫度約為<500℃。
2、房屋建筑及結(jié)構(gòu)情況
一期廠房1為一幢兩層廠房，建筑平面為矩形，東西長96.24m，南北寬30.24m；房屋軸線尺寸為5.725m×7.5m、6.0m×7.5m，房屋一層層高4.5m，二層層高4.5m，加建層高4m～6.5m（注：邊跨至屋脊），室內(nèi)外高差0.3m。房屋總建筑面積約8000㎡，建筑平面示意圖見圖1。房屋主體結(jié)構(gòu)為多層混凝土框架結(jié)構(gòu)，抗震等級為三級。樓面板，屋面板均為現(xiàn)澆板，板厚120mm。混凝土強度等級為C25。軸14~15之間設置結(jié)構(gòu)縫。±0.000以上采用加氣混凝土砌塊、m7.5混合砂漿砌筑。房屋基礎(chǔ)為柱下條形基礎(chǔ)，基底寬度1.8m~2.5m，基礎(chǔ)埋深-1.8m，墊層為100厚素混凝土。
一期廠房2為兩層廠房，建筑平面為矩形，東西長72.48m，南北寬36.48m，房屋一層層高4.5m，二層層高4.5m。房屋總建筑面積5470㎡。一期廠房1和2建造于2005年，抗震設防烈度為七度，場地類別為Ⅳ類，三級框架，原始設計資料基本齊全。其中一期廠房1平面形式呈矩形，總長96.24m，總寬30.24m，建筑面積8033㎡，現(xiàn)為三層框架結(jié)構(gòu)，一至三層層高分別為4.5m、4.5m和4m，屋頂高度13.0m。采用柱下條形基礎(chǔ)，地基土為粉質(zhì)粘土，基礎(chǔ)埋深1.8m。采用現(xiàn)澆樓屋蓋，三層局部加建輕鋼屋蓋。屋面采用剛性防水層。一期廠房2平面形式呈矩形，總長72.48m，總寬36.48m，建筑面積5299㎡，現(xiàn)為二層框架結(jié)構(gòu)，層高為4.5m，屋頂高度9.0m。采用柱下條形基礎(chǔ)，地基土為粉質(zhì)粘土，基礎(chǔ)埋深1.8m。采用現(xiàn)澆樓屋蓋，屋面采用剛性防水層。
2.1房屋的傾斜檢測
根據(jù)建筑物周邊實際情況，現(xiàn)場采用TCR1202型全站儀對房屋周邊能觀測到的外墻角部豎向傾斜進行了測量。測量結(jié)果表明，一期廠房1、2各測點傾斜率均小于現(xiàn)行國家標準《建筑地基基礎(chǔ)設計規(guī)范》（GB50007-2011）的限值4‰。
2.2構(gòu)件變形測量
采用水準儀對所檢測房屋的火宅區(qū)域混凝土框架梁進行梁撓度測量，根據(jù)
《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》(GB50010-2010)及《火災后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標準》（CECS252:2009）對其進行評定，一期廠房1二層梁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撓度大于《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》
（GB50007-2010）規(guī)定的允許撓度[δ]，而小于2[δ]超出限值，評定為Ⅱb級，即火災后梁發(fā)生變形。
2.3房屋損傷狀況的檢測
對廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損傷情況進行全面檢測調(diào)查，所有鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件均燒毀、變形、塌落，損傷狀態(tài)等級評定為：Ⅳ級。一期廠房1和2在過火區(qū)域內(nèi)的墻面天棚粉飾層嚴重過火脫落；門、窗嚴重過火燒毀；房屋的電氣線路、燈具、配電箱等電器設備嚴重過火燒毀；房屋主要消防設施過火燒毀。
2.4結(jié)構(gòu)材料強度測試
對廠房部分構(gòu)件混凝土強度進行回彈抽樣檢測，檢測了上部結(jié)構(gòu)受火災影響的混凝土構(gòu)件，具體操作過程按《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程》JGJ/T23-2011相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。另外，因受高溫影響，按相關(guān)規(guī)定，檢測人員對回彈值進行修正。底層為未過火區(qū)域，混凝土構(gòu)件強度影響較小，強度基本滿足設計要求。
3、結(jié)構(gòu)承載能力鑒定分析
本次檢測的房屋為框架結(jié)構(gòu)及部分鋼結(jié)構(gòu)，由于鋼結(jié)構(gòu)損壞嚴重已拆除，僅考慮混凝土構(gòu)件的承載能力。根據(jù)《火災后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標準》（CECS252:2009）要求，對火災后混凝土構(gòu)件承載能力進行評級，評級時應考慮火災對材料強度和構(gòu)件變形的影響。
3.1模型建立
根據(jù)設計圖紙和現(xiàn)場調(diào)查，根據(jù)房屋功能使用要求、荷載情況進行驗算，采用計算程序?qū)Ψ课葸M行分析驗算。
3.2結(jié)構(gòu)材料強度
（1）混凝土
根據(jù)《火災后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標準》（CECS252:2009）“附錄F高溫混凝土冷卻后抗壓強度折減系數(shù)”，混凝土抗壓強度折減系數(shù)為0.75~0.85。
（2）鋼筋
根據(jù)《火災后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標準》（CECS252:2009）“附錄G高溫冷卻后鋼筋強度折減系數(shù)”，鋼筋強度折減系數(shù)為0.9~0.95。
（3）混凝土彈性模量、鋼筋與混凝土粘結(jié)強度折減系數(shù)
根據(jù)《火災后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標準》（CECS252:2009）“附錄H高溫自然冷卻后混凝土彈性模量與混凝土粘結(jié)強度折減系數(shù)”，混凝土樓板鋼筋粘結(jié)強度折減系數(shù)為0~0.7，混凝土柱、梁鋼筋粘結(jié)強度折減系數(shù)為0.6~0.9。
4、匯總評定
4.1情況匯總
通過對上述第6、7節(jié)的匯總，本次委托廠房火災后檢測的一期廠房1和2情況如下：
（1）2012年10月10日火災中，一期廠房1和2均不同程度受到火災影響。
除廠房2底層未過火外，其余部位結(jié)構(gòu)構(gòu)件均受到一定損傷。一期廠房2的鋼屋架均已徹底燒毀變形塌落，現(xiàn)場已全部拆除。
（2）根據(jù)火災后構(gòu)件外觀特征及常見可燃物和不燃物的燃燒特性，按《火災后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標準》（CECS252:2009）進行評定，各廠房火場溫度判別為：
一期廠房1：一層軸9～13×A～E區(qū)域700～800℃，軸20～23×A～C區(qū)域300～500℃，其余部位為500～700℃；二層軸9～13×A～E區(qū)域700～800℃，軸20～23×A～E區(qū)域300～500℃，其余部位為500～700℃；三層500～800℃。
一期廠房2：二層軸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區(qū)域500～700℃，其余部位<500℃。
（3）根據(jù)《火災后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標準》（CECS252:2009）要求，按結(jié)構(gòu)構(gòu)件燒灼損傷、變形、開裂（或斷裂）程度，對各廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件損傷狀況進行評定：
一期廠房1：一層框架柱、二層梁、板評定為Ⅱb級、Ⅲ級、Ⅳ級，其中軸9～14區(qū)域較嚴重；二層框架柱、屋面梁、板評定為Ⅱb級、Ⅲ級、Ⅳ級，其中軸9～14區(qū)域較嚴重。三層鋼結(jié)構(gòu)評為Ⅳ級。
一期廠房2：一層未過火，二層板評定為Ⅱa級、Ⅱb級。二層柱評定為Ⅱa級、Ⅱb級、Ⅲ級，屋面梁評定為Ⅱa級、Ⅱb級，鋼屋架Ⅳ級，其中軸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區(qū)域較嚴重。二層樓板評定為Ⅱa級、Ⅱb級，其中，軸2-2～2-5×H～m較嚴重。
一期廠房1和2在過火區(qū)域內(nèi)的墻面天棚粉飾層嚴重過火脫落；門、窗嚴重過火燒毀；房屋的電氣線路、燈具、配電箱等電器設備嚴重過火燒毀；房屋主要消防設施過火燒毀。
（4）對主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土強度采用回彈法進行檢測，結(jié)果顯示，各廠房火災區(qū)混凝土強度均有不同程度的降低，火災越嚴重的區(qū)域降低越大；未過火區(qū)域混凝土強度基本滿足設計要求。對結(jié)構(gòu)鋼筋采用里氏硬度法及取樣檢測法進行檢測，結(jié)果顯示：所檢測鋼筋的極限抗拉強度等級達到設計要求。
（5）對房屋進行變形測量，其中各房屋傾斜率均在規(guī)范允許范圍內(nèi)，而在梁撓度測量中，一期廠房1的部分二層和屋面梁的撓度現(xiàn)已超出限值，即火災后梁發(fā)生變形。
（6）對結(jié)構(gòu)承載力計算，一期廠房1、2均有部分構(gòu)件承載力不滿足要求。
5、建議方案
5.1結(jié)構(gòu)處理方案
對一期廠房1和2的安全綜合評定等級為b級、c級、d級的各類構(gòu)件，建議按如下方法進行加固處理：
(1)框架柱加固
框架柱加固基本原則是：將嚴重損傷的混凝土鏟除掉，修補孔洞和缺損，采用等強原則對構(gòu)件進行加同，保證構(gòu)件原有承載力。加固前，將構(gòu)件卸荷，使加固后新舊結(jié)構(gòu)共同作用，獲得更好的加固效果。損傷嚴重的混凝土柱，由于柱截面尺寸減小，加固時應設支撐，確保結(jié)構(gòu)安全。混凝土柱加固類型分為三類：
對輕度損傷構(gòu)件（評定為b級柱）：采用環(huán)氧樹脂灌縫、修補處理。對于構(gòu)件表面裂縫寬度>0.2mm時，必須采用環(huán)氧樹脂壓力灌縫；當裂縫寬度≤0.2mm時，可采用毛刷反復涂抹環(huán)氧樹脂直至抹平。對于部分保護層剝落或疏松的柱表面，應鑿除受損疏松的混凝土，然后采用C30細石砼修補，并對新舊混凝土之間的界面進行處理。另外，可視計算結(jié)果，對部分構(gòu)件采用碳纖維進行適當補強。
對中度損傷構(gòu)件（評定為c級柱）：可采用增大截面法或者外包鋼結(jié)構(gòu)加固。
a)增大截面法：首先鑿除原柱受損疏松的混凝土，然后在柱周邊用同等級的細石混凝土作外包層。新舊混凝土結(jié)合面上應清洗干凈，涂刷環(huán)氧砂漿或水泥漿，并設置錨筋，以增加結(jié)合力。截面尺寸加大應適當，不僅應滿足計算要求，還應有足夠尺寸放置附加鋼筋，并順利澆筑混凝土。外包層厚度不小于80mm。在配置縱筋的同時應配置箍筋，其直徑和間距應不小于原柱子的設計要求。以加配鋼筋為主的柱子加固設計時，為了保證鋼筋的正常工作，應根據(jù)不同的情況采用可靠的錨固措施。對于框架柱新增加的受力鋼筋應通長布置，中間不得斷開，即下端應伸至基礎(chǔ)頂面并錨入基礎(chǔ)，中間穿過各樓層，上端伸至樓板或屋面板表面，并與梁的主筋相互搭焊。
b)外包鋼結(jié)構(gòu)加固法：外包型鋼與柱之間應盡量結(jié)合緊密，常采用乳膠水泥粘貼或環(huán)氧樹脂化學灌漿等方法粘結(jié)，以使角鋼與原構(gòu)件能整體工作共同受力。施工過程中，應鑿去結(jié)合面酥松層，直至完全露出堅實致密基層。在此基礎(chǔ)上將結(jié)合面打磨平整，四角磨出小圓角，并用鋼絲刷刷毛，用壓縮空氣吹凈，角鋼及箍筋結(jié)合面應除銹，并打磨出金屬光澤，然后用丙酮、二甲苯等洗滌劑擦凈。焊接綴板時，應用臨時夾具緊固，以取得較好效果。型鋼加固后還應涂刷防銹漆和防火涂料。
對嚴重損傷構(gòu)件（評定為d級柱）：除采用增大截面法、外包鋼結(jié)構(gòu)加固法之外，或可根據(jù)實際情況采用局部構(gòu)件拆除重做（即：構(gòu)件受到實質(zhì)性的破壞，已失去修復的可能性，應予以拆除，并替換新構(gòu)件）。在施工中，拆換構(gòu)件是項較為困難而復雜的工作，必須對施工方案進行周密考慮，防止發(fā)生新的破壞。
(2)框架梁的加固
框架梁加固方法同柱一樣，分為三類：
對輕度損傷構(gòu)件（評定為b級梁）：采用環(huán)氧樹脂灌縫、修補處理，同時鑿除疏松混凝土，用C30細石砼修補。另外，可視計算結(jié)果，對部分構(gòu)件采用碳纖維進行適當補強。
對中度損傷構(gòu)件（評定為c級梁）：采用結(jié)構(gòu)補強。首先鑿掉燒疏和空鼓的砼，露出未損壞的堅硬砼，視驗算結(jié)果，如剩余承載力足夠，可僅包裹強度等級為C30的細石砼恢復原截面尺寸而不加鋼筋。若剩余承載力不足，需增設鋼筋進行補強，即：在受損梁受拉區(qū)附加縱向受力筋以提高梁的抗彎承載力，但僅適用于跨中截面，一般將梁高增加50～100mm，并增設鋼筋，且附加鋼筋應錨入柱或主梁內(nèi)。
對嚴重損傷構(gòu)件（評定為d級梁）：將燒損嚴重的混凝土鑿除后，在梁兩側(cè)用混凝土對稱加厚截面，并在梁底面增設鋼筋，施工時應注意新舊混凝土結(jié)合面的處理。
(3)樓板的加固
樓板的維修加固處理分為三類，即：修補、加固和重做，具體如下：
修補（針對評定為b級的樓板）：鑿掉原裝修面層和疏松混凝土，然后處理界面，用C30細石砼修補，部分裂縫可采用化學灌漿法進行處理。另外，可視計算結(jié)果，對部分樓板采用碳纖維進行適當補強。
加固（針對評定為c級的樓板）：樓板采用粘帖碳纖維布或鋼板的方法進行加固。加固方法：鑿掉原樓板裝修面層及燒疏的砼，直至原樓板未燒損的混凝土處，刷素水泥漿，設錨筋，然后用C30細石砼填實平整，粘帖碳纖維布或鋼板進行結(jié)構(gòu)補強，zui后重新做面層。
重做（針對評定為d級的樓板）。加固方法：鑿掉原損傷樓板，然后根據(jù)原設計要求布設鋼筋，并澆筑混凝土，施工過程中，需將鋼筋植入保留的原結(jié)構(gòu)中。
5.2圍護和附屬處理方案
對本次檢測的兩廠房磚墻損壞及脫開部位，建議采用鋼絲網(wǎng)片進行加固處理；門、窗嚴重過火燒毀，建議按原設計重新安裝；房屋的電氣線路、燈具、配電箱等電器設備嚴重過火，無法使用，建議重新布設、安裝；消防設施、衛(wèi)生設施損壞嚴重，建議按原設計重新布設。
5.3其他建議事項
（1）建議委托具有相應專業(yè)資質(zhì)的設計單位、施工單位，對火災后受損房屋進行加固和維修的設計及施工。
（2）施工中應注意安全支護和防護措施，可根據(jù)結(jié)構(gòu)受損程度，按設計要求在梁和樓板底部設置安全支撐，以免在修復加固的施工過程中構(gòu)件損傷繼續(xù)發(fā)展甚至斷裂、倒塌；按照柱—主梁—次梁—樓板的加固施工順序進行加固施工。
