某老旧砖木混合结构建筑火灾后的鉴定及加固改造★
2014-08-08王志强
王 志 强
(山西省建筑科学研究院,山西 太原 030001)
某老旧砖木混合结构建筑火灾后的鉴定及加固改造★
王 志 强
(山西省建筑科学研究院,山西 太原 030001)
以某砖木混合结构建筑火灾后的加固改造为例,通过对该建筑火灾后结构受损程度的检测鉴定,提出了具体的加固改造方案及技术措施,为类似砖木混合结构建筑的保护与维修提供了参考借鉴。
老旧建筑,砖木混合结构,检测鉴定,加固
1 工程概况
某既有老旧砖木混合结构房屋(宿舍楼)位于太原市,建于1954年,为3层砖木混合结构苏式建筑,现浇混凝土楼盖,人字形木屋架屋盖(四面坡屋顶),木屋架下及楼盖下采用木吊顶。该房屋总长52.24 m,总宽9.24 m,室内外高差0.45 m,1层,2层层高3.25 m,3层层高3.1 m,建筑物总高为10.05 m。该房屋1层外墙厚370 mm,内墙厚240 mm,2层,3层内外墙厚均为240 mm;窗洞采用钢筋砖过梁;砖砌大放脚,450 mm厚三七灰土条形基础,基础埋深1.45 m。原设计砖墙采用50号砖,1层墙身砌筑砂浆采用10号砂浆,2层,3层墙身砌筑砂浆采用4号砂浆,砖柱及烟囱采用25号砂浆,钢筋砖过梁及单元门洞外柱采用50号砂浆。地面为水泥地面,墙面采用秸草泥灰浆粉面石灰刷白,板底采用板条抹灰吊顶。2012年10月28日,该楼在维修更换屋面防水施工时,不慎引燃屋顶,大火在下午5时48分从房子的西侧燃烧起夹,开始不大,将明火全部扑灭,晚上7时多的时候,房顶又冒起烟气,随即一股较强的火势直冲而上,大火蔓延到整个3层,一直到晚上9时多才被完全扑灭,3层顶全部被烧毁。
2 火灾后建筑结构受损检测鉴定
火灾后建筑结构受损检测鉴定的主要工作内容有:了解火灾发生和发展的过程、初始起火位置等情况,调查着燃物现场塌落和堆积情况,调查和检测建筑物的过火面以确定火灾影响范围,检查检测火灾范围内构件的受损情况以确定受灾影响的构件,综合判定火灾对原建筑物的影响程度。
2.1 基本情况调查
该既有老旧砖木混合结构房屋建成使用已有50多年,在火灾后建筑结构受损检测鉴定时首先调查了房屋使用和维修改造情况;如房屋结构是否进行过改造、室内吊顶是否进行过改造、地面墙面是否进行过装修改造;门窗等非结构构件的材料等等。其次了解火灾发生和发展的过程、初始起火位置等情况,调查和检测建筑物的过火面以确定火灾影响范围,调查着燃物现场塌落和堆积情况,救火时水的渗漏影响范围等。
2.2 火灾后构件的受损情况检测
该建筑火灾过火面仅限于3层,3层顶全部被烧毁,但是救火时水渗漏影响到1层,2层大部分房间,为此,除详细检测3层受火烧灼构件外,对1层,2层受救火时水的侵蚀情况也需进行检测。
2.2.1 3层过火及受火烧灼构件的检测
对3层各个房间结构构件进行了全数详细的检测,包括房间墙面、地面表层受损情况及颜色,燃烧残留堆积物熔化、变形、燃烧、烧损残余状况及颜色,墙面、地面表层残留厚度、墙体与地面结构层的受损情况,墙面颜色、烧灼损伤、锤击反应等情况。
本工程还对残留堆积物分布情况及重量进行了检测,以便分析对楼板的堆压作用。
如:3层西单元西户。该户室内地面铺地板革,墙面为原秸泥面层。室内所有吊顶之上墙体的砌筑砖被烧损、破裂、局部有坍塌。
南卧室:地面有烧焦屋架残骸、碎砖破瓦、油毡碎片、电视机、家具及吊顶等散落物品(见图1),残留物厚430 mm,总重为310 kg,平均荷重25 kg/m2。东墙面1/2高度之下有明显灼烧现象,略呈黑色,其他墙面有明显水迹,墙面抹灰空臌、局部脱落。
北卧室:地面残留有烧焦屋架残骸、碎砖破瓦以及玻璃碎片、家具、书籍和衣物烧损物(见图2),残留物厚460 mm,总重为240 kg,平均荷重24 kg/m2。四面墙体的麦秸泥面层全部被火烧灼过(见图3),表层的麦秸燃后变黑,凿开表层发现内部麦秸未曾燃烧过,颜色仍呈黄色;墙体的砌筑砖和砌筑砂浆烧灼不显著,但是墙体根部潮湿。暖气管被火烧后弯曲变形。门、窗框基本完全被烧焦。玻璃被烧化流淌。地面地板革局部被烧烤焦化。
2.2.2 1层,2层受水侵蚀影响的检测
1层,2层未遭受火灾的直接烧灼作用,但是受到救火时水的渗漏侵蚀影响,为此本工程还对1层,2层结构、非结构构件进行了受水侵蚀影响的检测。检测了1层,2层顶、墙体水侵后的现象与变形反应。
2.3 火灾对建筑物的影响程度判定
2.3.1 分析评判
该建筑为砖木混合结构房屋,其主要承重构件为砖砌墙体、混凝土楼盖、木屋盖。
在此次火灾事故中,3层整层过火,火灾从3层西端开始蔓延,一直烧至东端。大火燃烧材料主要为屋盖木材、防水油毡、门窗木材以及房间内被引燃的物品。由于3层顶屋盖为人字形木屋盖,在大火燃烧过程中,屋盖失去支撑,从南北两侧滑落地面,部分屋架残骸和碎砖破瓦、屋面防水油毡塌落于建筑物内。大火扑救及时,没有蔓延至1层,2层。
大火对该建筑3层的砖墙体造成不同程度的烧灼损伤,以屋内吊顶为界,3层墙体在吊顶上、下受到的烧灼损伤存在显著差异。
吊顶以上墙体砌筑砖被严重烧灼损伤,砖块开裂破坏、局部松动塌落,评定为Ⅳ级——破坏。
吊顶以下墙体受到墙面抹灰层的保护,绝大多数墙体未直接遭受烧灼作用,仅是墙面有火烤烟熏痕迹,抹灰层有空臌和脱落现象;少数墙体,在堆积书籍、摆放木质家具及暖气装修的位置,局部有被火烧灼损伤的情况。经现场检测比较,受到烧灼的墙体材料强度与未受烧灼的墙体材料强度无明显差异,墙体上也无裂缝。因此评定吊顶以下墙体的损伤等级为Ⅱb级——轻度烧灼。
综合以上评定,判定该建筑宿舍楼3层墙体受火灾后的损伤等级为Ⅲ级——中度烧灼尚未完全破坏,应采取加固或局部更换措施。
该建筑1层,2层砖墙体并未遭受火灾的直接烧灼作用,主要是受到救火时水的渗漏侵蚀影响,墙体潮湿,砂浆强度会有所降低,墙面抹灰层有空臌和脱落现象。需要将受潮湿墙体干燥,重做受到影响的墙面抹灰层。
该建筑3层住户室内地面大多在原地面基础上又铺设了瓷砖地面、纤维复合地板地面或地板革,对楼板起到了保护作用。现场检测发现多数瓷砖地面无明显烧灼痕迹,局部地面瓷砖有爆裂和空臌现象;纤维复合地板地面或地板革地面仅有局部烧焦现象,大部分纤维板或地板革没变色。现场局部凿开地面检查,楼板混凝土无明显变色、混凝土表面坚硬、锤击声音响亮。结合房间内燃烧后残留物状态,判断火灾中房间地面的温度不高,对楼板混凝土构件未构成直接的烧灼作用,仅有局部地面受到轻微的烧灼,因此推定该建筑2层顶混凝土板火灾后的损伤等级为Ⅱa级。1层顶的混凝土板未遭受火的烧灼作用。
2.3.2 鉴定结论
该建筑受本次火灾影响,3层墙体受到中度烧灼尚未破坏,损伤等级综合评定为Ⅲ级;2层顶混凝土板未直接遭受烧灼作用,影响轻微,损伤等级推定为Ⅱa级;1层和2层墙体受到灭火时水的侵蚀影响,潮湿;其他结构构件未受火灾影响。
3 加固改造
3.1 建筑安全性、抗震能力分析
该建筑建造年代早,材料强度低,构造简单,安全度低;使用50年以上,砌体强度有所降低,且受到火灾及水侵的影响砌体强度与混凝土的耐久性降低程度较大;无论是火灾前还是火灾后该房屋抗震构造措施与抗震承载力均不满足8度区的抗震要求。
3.2 加固改造方案分析
考虑到该建筑火灾后3层顶全部被烧毁,3层墙体受到中度烧灼,2层顶混凝土板未直接遭受烧灼作用,加固改造可考虑以下方案:方案一:拆除3层墙体,在2层上加建仿原屋盖的轻质坡屋顶;对1层,2层部分墙体可采取在原墙两面加钢筋网水泥砂浆的加固措施;对较大跨度的楼盖底面采取粘贴纤维复合材、楼盖顶面加建钢筋网细石混凝土整浇层的加固措施;对较小跨度的楼盖可采取适当的补强措施。方案二:对1层,2层整体墙体进行加固,楼盖可采取方案一的加固补强措施后,拆除重砌3层墙体,按原建筑风貌可采用钢筋混凝土结构重新建筑屋盖。
比较以上方案一与方案二,方案一整体投资适当,加固周期较短,但建筑面积变小,且与原建筑的风貌不太一致;方案二整体投资较大,加固改造周期较长,但保持了原建筑的风貌,且建筑面积与原建筑基本相同。
4 结语
目前,随着城市的发展,20世纪50年代建造的苏式砖木混合结构建筑存在的数量已不多,可以预见不久的将来这些建筑将成为见证历史的文物建筑,但是这些建筑抗灾能力较低(尤其是抗火灾能力很低),加之这些建筑在近些年对屋盖的维修中常常出现大小不等的火灾,因此研究既有老旧砖木混合结构建筑火灾后的检测鉴定及其加固改造技术措施与保护成为目前的一项迫切课题。
[1] CECS 252∶2009,火灾后建筑结构鉴定标准[S].
[2] GB/T 50344-2004,建筑结构检测技术标准[S].
On evaluation of aged brick-wood structural after construction fire accidents and reconsolidation reconstruction★
WANG Zhi-qiang
(Shanxi Architecture Academy, Taiyuan 030001, China)
Taking the reconsolidation and reconstruction of some brick-wood mixed structure after the structural fire accidents as the example, the paper has the test and evaluation of the damage levels of structures after the architectural fire accidents, and points out factual consolidation reconstruction scheme and technical measures, so as to provide some reference for the protection and maintenance of similar brick-wood mixedstructural architecture.
old building, brick-wood mixed structure, test and evaluation, consolidation
1009-6825(2014)36-0024-02
2014-10-29 ★:“十二五”国家科技支撑计划课题(课题编号:2012BAJ11B02)
王志强(1964- ),男,高级工程师
TU312.3
A