钢框架结构厂房火灾后结构检测鉴定研究

摘    要：通过对某厂房火灾后钢结构受损情况调查，进而判断火灾温度，并对相关材料进行检测，更好为火灾后续的处理工作提供依据。基于此，本文从工程概况、现场勘察检测到最终得出检测结果，对钢结构厂房火灾受损的构件进行检测，确定火灾范围以及火场残留物情况，以期为相关事故的发生提供参考。

关键词：钢结构;厂房;火灾;结构检测

1  引言

基于建筑行业发展迅猛，城市建筑建设规模不断扩大，与此同时伴随着工程事故的发生，严重威胁人们生命财产安全，造成极大的经济损失，尤其厂房火灾事故频繁发生，因此，相关部门需要加强对钢结构灾后受损情况的检测和鉴定，确保提升钢结构使用性能，减少厂房安全隐患，降低火灾事故发生几率，提高厂房的安全水平。

2  火灾现场调查与火灾温度的判定

2.1  材料变化和构件变化

厂房构件材料种类众多，一旦发生火灾，各构件将出现变形、卷曲等现象，在具体进行火灾现场勘察时，需要结合实际情况确定钢结构变形位置以及变形后的形态特征，并将其作为重要的钢结构受损判断依据，进一步判断火灾温度。

2.2  温度判定方法

在温度判定上可以根据火灾现象的残留物进行判断，根据厂房材料烧毁形变进行判定，火灾温度超过200℃时，钢材料表面的涂层会被烧毁，超过300℃时，会导致钢构件发生弯曲的现象，温度超过700℃时，部分材料会发生软化现象。相关人员在检测过程中需要具体结合钢结构烧毁情况作出具体的判断，需要对构件在荷载压力下产生的临界压屈力进行计算，并将常温下和火场温度下的同类构件进行比较，从而更好判断钢结构性能，并作出相应的措施。

3  厂房火灾后结构检测鉴定分析

3.1  工程概况

某厂房工程建设中包含1栋钢结构车间，为常见的厂房建筑方式，钢结构框架柱混凝土强度为C35级，框架梁板混凝土强度为C28级，钢梁主材料我Q345B，由于导热油管破裂问题引起火灾，对厂房危害性极大，钢结构车间中部分构件和配套设施受损，后果较为严重，造成极大的经济损失，影响厂房正常生产活动。

3.2  灾后调查

相关人员进行现场勘察发现，厂房的屋盖发生垮塌和变形现象，防火土层被烧毁，部分钢梁在高温作用下产生不同程度的变形和扭曲现象，火灾现场残留着部分未烧尽的纸箱和木质物品。因上部梁板垮塌，排架柱、围护墙发生倾斜现象，柱角和墙角出现开裂的现象，轴钢梁及相关连接件防火涂层完全被烧毁，厂房（4～2/10）/（E～J）轴钢梁翼缘板变形明显，厂房F轴ST梁涂层烧毁，4～2/F轴ST梁弯曲明显;厂房（8～2/8）/（E～J）轴檀条镀锌层有滴状物现象，扭曲变形问题严重。（6～1/8）/（E～J）轴屋面彩钢板被灼烧呈黑色，烧毁、破损面积较大。厂房（7～2/10）/H轴排架柱、连系梁、填充梁抹灰层出现开裂现象，部分抹灰涂层被烧光。

3.3  温度判定

针对厂房火灾现场温度判定环节，必须严格根据国际标准制定的ISO 834标准升温表达式进行判断，表达式：T=T0+345lg（8t+1）。厂房火灾现场7层G/4柱焊缝处出现开裂现象，钢管壁漆皮出现脱落的现象;储油罐的防火设施被烧坏，连接油罐的防火保温棉出现部分烧毁现象;7层G4层墙面出现烧黑的现象，并呈现黄褐色，钢管鼓起高度0.8cm左右，7层2/E柱被黑灰覆盖，柱体下部分漆被烧毁，敲击漆皮掉落严重;7层3/E柱下部分被黑灰覆盖，轻微变形，柱上部鼓起2mm;7层4/E柱体下部分呈黑色，上半部分漆皮烧毁。

根据火灾现场残留物、燃烧时间及混凝土构件表面破损现象进行判断，根据钢筋外露情况、混凝土灼烧颜色、锤击反应、裂缝等现象进行综合考量。经检测此厂房火场局部区域的温度高达750摄氏度，相关勘测人员在具体检测过程中，结合钢结构各构件受损伤的程度进行判断，并将各区域进行明确的划分，充分考虑在火灾中受损伤严重区域的钢结构情况以及火灾波及的整个区域，进一步推定区域最高温度，实际检测中发现，钢柱烧断，钢梁出现变形的现象，混凝土板颜色呈现红褐色，墙体砖呈黄色，墙体表面存在局部开裂现象，轻敲发现墙皮脱落。严格参考《火灾后建筑结构鉴定标准》发现最高温度在750℃～850℃范围内;推定混凝土板最高温度在650℃～800℃范围内，混凝土内部钢筋达到350℃。对于部分导热性能较好的钢柱，内部温度近似于最高温值。部分未直接接近火源的钢筋温度在260℃左右，经推断混凝土内部温度可达350℃。相关人员在现场调查结束后，需要将勘察的内容做成详细的记录，便于为后续的勘察工作提供参考，对厂房钢框架梁挠度进行测量，并生成测量报告。另外，检测中发现混凝土板烧灼深度在7层2-3/E-F区域，深度可达22mm。

3.4  鉴定结果

由于钢筋混凝土构件屈服强度、抗拉强度受温度影响较大，在高温度的火场环境中随着温度的升高钢构件强度逐渐降低，对厂房中钢构件损伤最严重的外露钢筋进行试验发现，钢筋性能在高温的火场环境中受影响较大，对钢筋混凝土强度检测发现，高温环境下的混凝土芯样抗压强度值随着火场温度的升高抗压强度逐渐减低，严重影响厂房整体的使用性能。

3.5  构件受损

厂房火灾后钢结构构件受损伤程度需要根据现场混凝土构件损伤、变形、断裂程度进行判断，严格按照评级标准进行判断，对于轻微损伤的部件以及在火灾中受火灾环境影响较小的构件可以不采取处理措施，对于轻度烧灼的构件，需要采用局部修复的措施，不断提升钢构件的使用性能，提升构件自身的抗拉强度;对于中度烧伤的构件、未完全遭到破坏的构件需要采取加固处理的措施进行修补，并将其损伤程度评定为四级;对于损伤严重的构件，需要采取安全支护、彻底加固的方式进行處理，并将等级评定为五级。

对于混凝土构件在高温情况下的变形情况进行损伤程度判断，发现混凝土表面出现黑色、土黄色等不同颜色变化，敲击发现，受损严重部位出现闷、哑等局部地方出现混凝土松动脱落、钢筋外露现象，鉴定中发现被火烧毁的混凝土表面出现裂缝现象，在温度影响下的钢筋混凝土握裹力明显降低。

砌筑的构件受火灾情况影响的程度不同，出现抹灰脱落、灰缝砂浆烧伤情况不同，局部出现变形、倾斜等现象，块材在压力作用下裂缝损伤严重。由于钢材本身耐火性较差，钢材在300摄氏度高温环境下，屈服程度有所降低，钢材受热膨胀，是引起厂房坍塌的导火线，危害性极大。

（1）钢结构检测鉴定步骤制定目标和内容，全面掌握火灾现场房屋结构和构造。（2）开展火灾现场检查工作过程中，需要明确了解火灾发生的原因、时间及烧伤的范围和厂房结构的整体形态，相关人员需要明确标定火灾位置，并采用具有针对性的措施进行扑救。将火场残留物进行比对分析，了解钢结构变形情况。（3）根据钢结构性能进行分析，逐步推定此次厂房火灾的温度值，并计算出最高的温度值，从而更好掌握钢结构构件的承载力情况，根据材料实际使用性能进行判断，明确分析影响钢构件受损的各方因素，从而减少厂房安全隐患的发生。

4  结论

综上所述，厂房火灾事故危害极大，在具体进行钢结构受损程度的判断和鉴定过程中，需要做好火场的勘察工作，采用科学合理的计算方法进行温度判定，并严格按照各项制度标准进行钢构件受损级别的评定，根据各构件使用性能进行分析，全面提升厂房钢结构性能，保证厂房正常运转。

参考文献：

[1] 高波，梅仁杰，张强，黄健.某厂房火灾后结构检测鉴定[J].工程质量，2020（2）：75～78.

[2]程伟.火灾灾后结构损伤的检测鉴定分析[J].安徽建筑，2019（12）：215～216+220.

作者简介：

周俊（1988-）男，安徽六安，硕士 ，工程师，研究方向结构检测鉴定。