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业务范围： 房屋质量检测、房屋抗震鉴定、厂房检测鉴定、工业建筑检测鉴定、玻璃幕墙检测、桥梁检测、工程检测、监测钢结构工程检测、焊接工艺评定、产品失效分析、热像检测、建筑物振动检测、地下管网检测鉴定、工业设备可靠性鉴定  



 

　　本文通过对某厂房火灾后安全性检测、鉴定及加固设计，全面阐述检测原则、方法、可靠性鉴定及加固设计主要方法及施工技术要点。 、事故概况

　　该厂房为武汉市某集团公司的的生产塑料产品车间。结构形式为钢筋混凝土结构，总建筑面积为9800，共三层，东西方向长为80米，宽为41米。基础为钻孔灌注桩，采用基础梁连接，1998年投入使用，主要生产化工及塑料类产品。

　　该厂房主要因为二层车间线短路引起化工原料着火，同时在生产旺季，厂房内堆积的塑料原料过多，火灾迅速蔓延，整个厂房全部着火，大火持续燃烧了四个多小时，造成房屋结构及墙体烧伤严重，损失惨重。

　　二、现场勘察及检测

　　1.现场勘察

　　(1)火灾分布区

　　火灾后到现场勘察时，灾后残局基本保留，根据起火位置，火焰走向，燃烧情况及构件特征，将火情灾害分为高温火焰区及烟火火焰区。高温火焰区，混凝土表面呈浅黄色，构件及墙面抹灰层剥落，楼板混凝土保护层爆落，漏筋现象严重，部分板混凝土塌落，柱梁边角混凝土疏松，掉角，个别出现爆筋;烟火火焰区楼板底粉刷层脱落或烟黑，个别柱梁边粉刷层脱落。

　　(2)火灾温度判定

　　根据现场种种构件的特征，火灾高温灾区的混凝土构件烧损颜色呈铁红色，构件边角混凝土爆裂裂缝脱落，漏筋及锤击声较闷等情况特征综合判定，该区火灾高温度在650度～750度，烟火区木门窗烧毁，粉刷层脱落，判定该区火灾温度在200度～350度。

　　2.现场检测

　　(1)结构构件截面尺寸、钢筋配置检测

　　经过对柱、梁及板截面进行复核，基本符合原设计要求，偏差在允许范围内，用超声波检查钢筋的型号、规格及数量与设计符合，局部构造要求不符合。

　　(2)钢筋强度检测

　　现场截取过火钢筋进行力学检测，能满足国家标准要求，见表1

　　表1钢筋力学性能检测报告

　　(3)混凝土强度检测

　　采用抽芯法进行检测，结构表明，二层严重烧损的梁板混凝土低于10MPa，不严重烧损的部位的梁板混凝土在10MPa以上，部分梁混凝土强度在15MPa以上。柱子的混凝土均在20MPa以上。

　　(4)变形检测

　　通过对柱倾斜测量表明，倾斜大的在二层高温火焰区倾斜为2.3‰，表明火灾对柱的影响不大(倾斜不大于4‰为小变形)。火灾后屋盖板出现不同程度的翘曲变形，通过捞度测量，板大上拱量为25mm ,主梁捞度对大为30mm.

　　三、承载力验算

　　考虑火灾后混凝土强度，柱按C20取值，梁板按C10取值，楼面活载取值为3.0KN/，屋面荷载取值为0.7KN/，基本风压按0.45KN/取值。地面粗糙度取B类，采用中国建筑科学研究院的PKPM系列软件进行计算，依据Z=R/r。s

　　式中;Z――判定系数

　　R――构件承载力

　　s――荷载作用效应值

　　r。――构件重要性系数，本工程取1.0

　　验算表明柱按C20计算基本能满足要求，框架梁、次梁基本不满足承载力的要求。

　　四、鉴定结果

　　该厂房烧伤严重，已影响使用，根据计算结果及现场具体情况，柱受力满足要求，梁板不满足原设计要求，都必须进行加固。

　　五、加固设计

　　1.加固设计原则及依据

　　根据检测报告和业主的委托，要求加固后该厂房结构达到原设计要求。设计依据为《混凝土结构加固技术规范》GB50367-2006，《混凝土结构设计规范》GB50010-2002，《建筑结构荷载规范》GB5009-2001，加固材料选用42.5号以上普通硅酸盐水泥，自密实灌浆料(强度相当于C30)，钢筋为HPB(I级钢)和HRB(II级钢)，钢板为Q235。胶粘剂为JGN结构胶，焊条为E42，根据检测报告对承载力验算的情况，对本工程的每个构件进行复核，然后结合现场勘察实际情况调整，进行加固设计。

　　2.柱加固设计

　　由于柱的损坏程度不是很严重，采用环氧沙浆修补的办法进行修补。凿除混凝土表面的烧损层(约10mm～15mm),尤其凿除柱角烧损层，然后用清水冲刷干净，抹环氧沙浆20mm厚，再养护七天即可。

　　3.梁加固设计

　　本工程梁火烧程度分三种，种是基本完好，采用表面处理的方法处理;二种是烧伤程度较轻，混凝土强度达C15以上，采用粘钢的方法加固;第三种是烧伤较重，烧伤较深或梁变形严重的，采用加大截面加固的方法。

　　①基本完好梁采用修补法，做法同柱处理修补法。

　　②粘钢加固法。对轻度烧伤的梁，采用粘钢的方法加固，如下图所示，具体步骤按如下执行：

　　(1)凿除：放线凿除梁面有突出的地方或与梁体不平整的地方，位置由梁的具体形状确定。

　　(2)表面的处理：用磨光机装金刚石磨片除去2～3mm厚表层，直至完全露出新面，墙体不直或不平，要进行打凿或找平，并用无油压缩空气吹除粉尘或清水冲洗干净之后，再脱脂棉沾丙酮擦试干净。

　　(3)对预贴钢板表面的处理：钢板粘接面，须进行除锈和粗糙处理，采用砂轮机打磨，直至出现金属光泽 ，打磨粗糙度越大越好，打磨纹路应与钢板受力方向垂直，其后用脱脂棉沾丙酮擦拭干净。

　　(4)裁料、放样及焊接：按图纸设要求次性进行裁剪。由于现场梁体部分不平直，须放样进行裁剪，根据结构胶的特性及设计要求， 粘贴前应进行焊接完成，且做到满焊(所有钢材采用Q235钢;焊条采用E43**HF=6mm)。所有焊接处用砂轮机磨平且用丙酮清洗干净。

　　(5)放样钻孔：上述工作完成之后，再把预贴钢板放样，保证达到要求时进行钢板钻孔，混凝土梁体钻孔，钻孔时采用无损冲击电钻钻孔，钻孔深度及钻孔规格按有关设计要求。待钻孔完成后再次放样预贴，植入锚栓。

　　(6)粘结剂配制：本施工采用大连JGN建筑结构胶Ⅱ型，按甲、乙重量比配制好后，用搅拌器搅拌，待无单组分条块，色泽均匀时即可使用。

　　(7)涂胶：将调配好的胶用抹刀或腻刀同时涂抹在已处理好的混凝土表面和钢板上，厚度1～3mm，中间厚边缘薄，然后将钢板贴于预定位置。

　　(8)固定加压：钢板贴于梁面上时，应及时拧紧化学螺栓，适当加压，以使胶液刚刚从钢板边挤出为度。

　　(9)固化 ：JGN-Ⅱ结构胶在现时温度下40分钟初凝，24小时后即可拆除支撑，3天后可受力使用。

　　(10)检验：粘贴钢板后，可用小锤轻敲钢板，如无空洞声，表示已贴密实，钢件与混凝土贴合面应达90%以上 。

　　(11)防腐处理：加固后，钢板表面涂层改性环氧液再喷砂，以防止钢件腐蚀生锈。

　　(12)后表面用1：2水泥沙浆粉刷保护。

　　梁跨中受拉区和支座负弯距受拉区粘贴钢板的数量计算按如下的公式进行：

　　fcbx=fyAs-fy’As’+0.9fayAa

　　Mu=fcbx(ho1-x/2)+fy’As’(h01-as’)

　　式中Mu――加固梁弯距值;

　　As――原构件纵向受拉钢筋截面面积;

　　As’――原构件纵向手压钢筋截面面积;

　　fay――加固钢板抗拉强度设计值，Q235为210N/mm2;

　　Aa――加固钢板截面面积;

　　fy――原构件纵向钢筋抗拉强度设计值，II级钢取300N/mm2

　　fy’――原构件纵向钢筋抗拉强度设计值，II级钢取300N/mm2

　　x――混凝土受压区高度;

　　b――原构件宽度;

　　h01――粘钢后截面有效高度。

　　经逐个构件进行计算梁跨中受拉区大配-10×5钢板。连续梁支座负弯距受拉区加固受拉钢板直接粘贴在梁顶，框架梁因柱障碍，加固受力钢板紧贴柱边梁顶粘贴。对加固梁两端，主梁粘贴U型构造箍板3-40×4@150mm，次梁粘贴U型构造箍板2-40×4@150mm。

　　梁加大截面加固法。对烧伤严重、混凝土疏松、严重变形的钢筋混凝土表面梁采用加大截面加固法加固。如图所示，施工时按以下步骤进行：

　　①先框架梁后次梁的顺序;

　　②用电锤将混凝土保护层凿除，露出原箍筋及纵筋，清洗干净;

　　③按设计钢筋排列主筋，钢筋端部采用植筋的方法植入柱或主梁内，植入长度为15D;

　　④箍筋采用φ8@150mm(加密区为φ8@100mm)，与原箍筋焊接，焊接长度为60mm;

　　⑤将自密实灌浆料拌好后通过喇叭口流到梁模板内，轻微在模板外侧振捣即可;

　　⑥完成后进行浇水养护七天。

　　4.板加固设计

　　本工程板火烧程度分两种，种是烧伤程度较轻，混凝土强度达C10以上，采用粘贴碳纤维的方法加固;第二种是烧伤较重，烧穿或板已经变形严重的，采用植筋并重新浇筑混凝土加固的方法。

　　①粘贴碳布加固方法：对轻度烧伤的板，采用粘贴碳布加固的方法。粘贴形式如下图所示，具体步骤如下：

　　(1)对预贴板表面的处理：粘贴前，应先凿除板面的批荡，水泥表面的脆弱部分敲除掉。损坏部分，用环氧树脂砂浆或不收缩水泥填补磨平。粘合面应用手持砂轮机装金刚片磨平(转角粘贴处应进行导角处理并打磨成圆弧状，圆弧半径≥20�)，再用钢刷刷去灰尘，粘贴前用工业 丙酮沾脱脂棉擦拭干净。

　　(2)涂底胶：将底胶按规定重量比混合搅拌均匀，直向、横向均匀涂抹于粘合面上，如底胶被水泥吸附，须再涂遍，直到表面完全充满为止，自然风干。

　　(3)补土找平：当底胶以手触摸表面不粘手时，将补土找平胶混合均匀，在粘贴面不平处做找平施工(转角圆弧半径≥20�)，以充分发挥碳纤维抗拉强度高的优点。

　　(4)涂浸润胶(积层树脂)：将浸润胶按比例配制好，均匀地涂于粘贴面上，避免有蛇行现象。

　　(5)贴碳纤维片：将裁剪好的碳纤维片准确地贴到被粘贴面上，如有皱折或翘起，轻压

　　使贴片密实，以滚筒压挤贴片与积层树脂充分结合，并进行脱泡工作。如进行下层粘贴，待本层纤维表面的浸润树脂指触干燥后尽快进行下层粘贴，之后表面均匀涂抹浸润树脂，如此粘贴第二层、第三层。

　　(6)检验、固化：即时检查发现有未密合现象，用目测或小锤轻敲法来判断是否空鼓，如有，以美工刀顺纤维方向切开，充分注满积层树脂，并加以压平，固化。

　　(7)外表防护处理：待积层树脂未完全固化时，在加固物表面喷砂保护，以利于下工序施工(比如抹灰)。

　　②对烧伤严重的梁，采用植筋并浇筑混凝土的办法进行加固。对原烧坏的钢筋及混凝土去除，然后采用植筋补上比原钢筋大个型号的钢筋，间距同原钢筋，重新浇筑C25混凝土，将原板厚100mm增加到120mm。