火灾后钢筋混凝土结构的受损鉴定与修复加固

王宁 王雅姝

摘要：本文对在火灾后鉴定建筑物混凝土强度、钢筋力学性能以及烧伤深度等表征混凝土结构受损程度的指标进行了探讨，并简单介绍了三种使用较普遍的修复加固方法，最后对火灾后钢筋混凝土结构的受损鉴定研究提出了合理的建议。

关键词：火灾；混凝土结构；受损鉴定

我国每年大约发生3万起建筑火灾，占到火灾总量的80%，大约造成高达10亿元的直接经济损失。目前我国普遍使用的建筑结构就是混凝土结构，火灾会使得混凝土结构的性能发生巨大的变化，影响混凝土的性能，由于构件性能退化随之产生结构安全性问题。所以需要及时对火灾后混凝土结构的受损程度进行鉴定然后及时修复，消除安全隐患。火灾后混凝土结构的受损鉴定主要包括混凝土强度检测、构件烧伤深度检测以及钢筋力学性能检测等几个方面。

一、混凝土强度检测方法

不同结构构件不同部位的混凝土在火灾发生后发生的强度变化由于火灾作用的不均匀性也是不相同的。比如同一截面，核心部分损失相较于外部一般小得多。所以，通常现场检测是检测的构件受损层混凝土的平均强度。一般采用的都是类似超声波法、拔出法等不破损混凝土结构的检验方法，因为检测的目的是进一步的修复和加固结构部件。如果结合外观检测和取样检测等其他方法综合分析能提高现场检测结果的可靠性，得出比较可靠的混凝土强度评定值。

1.超声波法

超声波纵波在不同结构混凝土中传播速度是不同的，利用这个原理检测混凝土质量的方法就是超声波法。学者们已经在大量试验的基础上研究总结了许多具有良好相关性的混凝土强度和超声波速度的关系公式。但是，这个方法有许多的限制条件，这在实际操作中很难保证。这个方法要求发送和接受超声波的探头最好是放在构件的相对两侧，以保证误差，同时还要求混凝土结构有一定的平整性。除此之外，还有许多可能会产生误差的影响因素，比如含水量、测量距离、超声波检测是的温差效应等等。幸运的是，这些因素的影响都是有规律可循的，可以采用合理的修正公式来减小和消除其影响。超声波对于不同温度作用后混凝土受力性能影响的敏感性使其成为重要的混凝土火灾后受损鉴定的检测手段。

2.拔出法

拔出法是相对较可靠的混凝土现场检测方法。其检测步骤包括：先将钢板用高强建筑胶粘在砼表面。待钢板粘牢固以后，记录拔出钢板时千斤顶所用的力，从而计算出此部位厚度2.5em范围内混凝土的强度，得出截面受损的强度。拔出法会对构件产生微小的破损，但是影响不大，不会对结构的受力性能产生太大影响，所以是一种相对比较全面的火灾后混凝土构件受损程度检测方法。

3.钻芯法

钻芯法是一种比较精确的混凝土强度现场检测方法，同时也是一种局部破损检测方法。在选择好的钢筋混凝土构件上，用专门的钻机钻取一个圆柱形的芯样，然后用压力试验机测定其抗压程度。钻芯法取样的工作量相对比较大，而且取样的部位受到一定的限制，对结构会产生一定的损伤，但是因为它研究的是构件本身，所以具有较高的可信度，数据直观，接近真实值。二、钢筋力学性能检测方法

根据火灾时钢筋的受火温度结合有关的曲线方程可以计算出火灾后钢筋混凝土构件内钢筋的剩余强度。还可以在构件上现场取样送到实验室，进行材料性能测试。取样一般在构件受损严重的地方截取标准试件或者选择混凝土构件烧伤外露的钢筋。为了防止截取钢筋影响结构的承载能力，取样前要对支撑一下构件，加固完结构之后再拆除支撑。

三、受损构件烧伤深度测试方法

超声脉冲法是受损构件烧伤深度测试的主要方法。火灾高温加速了游离水分的蒸发，导致混凝土中的水泥浆体发生一系列的变化。根据超声波在不同受损程度混凝土中传播速度的不同利用超声波脉冲法可以推断出构件的烧伤深度。测量的参数还可以检测和鉴定混凝土的裂缝、混凝土结合面质量、混凝土内部匀质性等缺陷。

当然，混凝土结构超声检测不可避免的会有很多类似于混凝土对超声的强吸收以及各向异性等具有挑战性的问题，从而对超声技术的应用产生许多影响。混凝土的超声检测一般都采用低频波，因为高频波传播过程中会发生很大程度的衰减。

四、火灾后混凝土结构加固方法应用研究

火灾后的混凝土结构按照一定的原则完全可以修复，通过检测鉴定和计算剩余承载力，还有可能使原有结构的不足在加固过程中一并得到优化。

1.加固的原则

火灾后混凝土结构总的维修加固原则是：铲掉严重损伤的混凝土，采用等强原则加固构件，修补孔洞和缺陷，至少保证构件原有的承载力。

2.常见的混凝土结构加固方法

火灾后混凝土结构加固方法有很多种，本文主要介绍比较常见的增大截面法、外包刚加固法以及预应力加固法。

（1）增大截面法

增大截面法通过增大构筑物截面或增大结构构件来进行加固。在提高被加固构件承载能力的同时还能加大其截面刚度，在某种程度上改善其正常的使用性能。这种方法多用来加固梁、板、柱、和砖墙砖柱等。

（2）外包钢加固法

外包刚加固法在用型钢在结构构件的四周进行加固，能够提高构件承载能力，適用于梁、柱、屋架以及烟囱等构筑物的加固。

（3）预应力加固法

采用外加预应力钢拉杆对结构进行加固的方法称为预应力加固法，此方法能够提高结构构件的截面承载力同时几乎不改变使用功能，可以用于混凝土柱以及钢梁和钢屋架的加固。

五、结语

现行的检测鉴定手段大多数都将关注点放在单个结构构件上，混凝土结构整体性能的变化相关的研究较少，火灾后混凝土结构的检测、鉴定工作还需要进一步的理论研究和实际应用，以便于给鉴定和加固提供可靠的依据，更好更快地使火灾带来的损害得到修复。