北京某砖混砌体结构房屋火灾后检测鉴定分析

蔡朋朋

(北京市海淀区房屋安全鉴定站,北京 100000)

0 引言

火灾发生后,对房屋各承重构件安全性能的影响很大,尤其是砌体结构中砂浆及混凝土构件,本文通过回弹法对各构件进行强度检测,在无法进行钻芯取样检测的情况下,通过T/CECS 252—2019火灾后工程结构鉴定标准[1]的规定对其强度进行折减,本文以实际工程为例,为后续类似工程提供了经验参考。

1 工程概况

某住宅楼为7层砖混结构,1层为半地下室,建于20世纪90年代,该住宅楼为钢筋混凝土筏板基础,上部结构主要为砖砌纵横墙承重,主要为现浇钢筋混凝土楼屋盖板、卷材防水屋面。该楼10单元202室发生火灾,房屋实景见图1。

该住宅楼外墙厚370 mm,内墙厚240 mm,烧结普通砖设计强度等级1层、2层MU10,3层—7层MU7.5,砂浆设计强度等级1层、2层M7.5,3层—7层M5;现浇钢筋混凝土梁,截面尺寸240 mm×350 mm,混凝土强度等级C20;主要为现浇钢筋混凝土板,主要板厚100 mm,120 mm,混凝土强度等级C20,局部为预应力圆孔板,2层平面图见图2。

2 火作用调查与分析结果

依据北京市消防救援总队消防监督处《火灾事故认定书》,火灾发生于2021年3月15日2时30分许,最初起火部位位于10单元202室2-1—3×B—D轴,火灾原因系电动自行车充电电池爆燃所致。房屋火灾及人员伤亡导致的损失近千万。

本次火灾属于局部小范围火灾,经现场初步调查,确定10单元202室结构构件过火,2层—5层楼梯间墙体、梯板抹灰层存在烟熏,烟熏程度从下向上逐层递减,结构不存在整体倒(坍)塌的风险。

3 火灾后检测鉴定

3.1 火灾后烧灼损伤情况检测及评级

受火灾影响,该楼10单元202室混凝土梁、板,砖砌墙体均有不同程度的烧灼损伤,尤其是火源点客厅范围内的梁板损伤较为严重,T/CECS 252—2019火灾后工程结构鉴定标准的规定,现场对202室墙、混凝土梁、板等承重构件逐个检查、检测。

3.1.1 混凝土构件损伤检测情况

火源发生区域的二层202室2-1—3×B—D轴楼盖板、3—2-4×B—C轴楼盖板、1—5×D轴阳台顶板(如图3所示)及2—4×A—B轴楼梯间休息平台顶板因火灾导致油烟和烟灰局部烧光、混凝土颜色呈灰白色,混凝土表面有轻微裂缝,锤击声较响亮、混凝土表面留下较明显痕迹,小面积混凝土脱落,未见受力钢筋外露及明显变形,初步鉴定评级为Ⅲ级;202室其余楼盖板初步鉴定评级为Ⅱb级。2层3×B—C轴梁局部被烧光、混凝土主要呈土黄色、有轻微裂缝、声音较闷,混凝土表面留下较明显痕迹未见受力钢筋外露及明显变形,初步鉴定评级为Ⅲ级,见图4。

3.1.2 砌体构件损伤检测情况

2层17面、3层2面墙体表面过火,其中2层2-1—1×2—F轴墙体抹灰局部脱落(见图5),初步鉴定评级为Ⅱb级,18面墙体抹灰层有不同程度烟熏(见图6)、未发现变形及受压裂缝,初步鉴定评级为Ⅱa级;其余墙体、楼屋盖板未直接遭受烧灼作用,未发现火灾及高温造成的损伤,构件材料、性能及安全状况未受到火灾影响,初步鉴定评级为Ⅰ级。

3.2 火灾后材料强度检测

由于现场不具备钻芯修正条件,采用回弹法对烧结普通砖、砂浆以及混凝土板进行强度检测,检测前需将砂浆以及混凝土板灼烧影响区域剔除,并打磨检测面至光滑、平整。经检测,烧结普通砖、砂浆、混凝土板抗压强度均满足其设计值,并通过T/CECS 252—2019火灾后工程结构鉴定标准的规定对其强度进行折减。

3.3 楼板挠度及墙体倾斜检测

采用全站仪、建筑工程质量检测器组分别对该住宅楼楼板挠度和墙体倾斜进行检测,由结果可知,扣除施工误差因素,楼板挠度、墙体倾斜均小于GB 50292—2015民用建筑可靠性鉴定标准[2]规定的限值。

3.4 结构表面温度分析

根据结构构件现状检测结果,依据T/CECS 252—2019火灾后工程结构鉴定标准第4.1.4条推断受火结构构件表面温度,2层1—5×D轴阳台顶板推定表面最高温度为500 ℃～700 ℃,2层2-1—3×B—D轴楼盖板、2层3—2-4×B—C轴楼盖板、2层2—4×A—B轴楼梯间休息平台顶板推定表面最高温度为300 ℃～500 ℃,其余过火混凝土构件推定表面最高温度小于300 ℃;2层2-1—1×2-F轴墙体、2层2-1—1×2—E轴墙体2层2-1×2-F—D轴墙体、2层1×B—C轴墙体、2层1—3×B轴墙体、2层1—3×D轴墙体、2层3×C—D轴墙体、2层3—2-3×C轴墙体、2层3—5×D轴墙体、2层2-3—2-4×2-1/G轴墙体、2层2×A—B轴墙体、2层4×A—B轴墙体、3层2-1×2-F—D轴墙体、3层5—2-3×2-K轴墙体推定表面最高温度300 ℃～500 ℃,其余过火墙体推定表面最高温度小于300 ℃。

3.5 复核计算

依据T/CECS 252—2019火灾后工程结构鉴定标准第6章的规定,采用中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部编制的系列软件对该建筑物严重受损区、次要受损区火灾后混凝土构件承载能力进行计算分析,建筑物模型见图7。

根据结构表面温度推断结果,依据表G.0.1-2混凝土强度折减系数取0.20,0.45,0.65;依据表G.0.2钢筋屈服强度折减系数取0.87,0.90,0.93;依据表J.0.1-1砖强度折减系数取1.0,依据表J.0.1-2砂浆强度折减系数取0.83,经计算墙体、梁、楼屋盖板承载力验算结果满足现行规范要求,墙体高厚比满足现行规范要求,2层计算结果如图8所示。

4 鉴定结论及处理建议

4.1 鉴定结论

随着燃烧发生,室内氧气浓度逐渐降低,住户为逃生将阳台窗户打开,因而客厅阳台顶板为过火最高温,推断表面温度为500 ℃～700 ℃,由于本次火灾持续时间较短,属于小范围火灾,未造成结构构件有严重的烧灼损伤。

通过对该楼10单元现场检测、复核计算分析,依据T/CECS 252—2019火灾后工程结构鉴定标准第6.1.4条、6.1.5条的规定,火灾后结构构件详细鉴定按承载能力、构造连接两个项目分别评定等级,并考虑火灾对材料性能和结构构造造成的变形和损伤的不利影响外,还应按现行国家标准GB 50292—2015民用建筑可靠性鉴定标准的规定进行。

依据T/CECS 252—2019火灾后工程结构鉴定标准第3.2.2条、第6章的规定,2层3×B—C轴梁、2-1—3×B—D轴楼盖板、3—2-4×B—C轴楼盖板、1—5×D轴阳台顶板、2—4×A—B轴楼梯间休息平台顶板详细鉴定评级为b级,其余墙体、楼屋盖板详细鉴定评级为a级。

4.2 处理建议

结构构件的烧灼损伤与其他损伤不同,其遭受高温过后,承载力的降低因素更为复杂,同时考虑到经济民生的因素,后续加固处理应从加固方案的可行性、造价、工期以及加固后的整体牢固性和可靠性等方面考虑,建议根据房屋烧灼程度,应对评定为b级的结构构件进行加固补强,建议对10单元202室其他楼盖板进行加固补强,对火灾造成的其他损伤进行修缮[3-4]。

5 结语

1)火灾发生后,高温过火对承重构件的材料性能影响较大,在火灾鉴定中要依据T/CECS 252—2019火灾后工程结构鉴定标准的规定,根据现场各承重构件过火后的现状,推断各承重构件的过火温度,从而对构件材料性能进行折减。

2)火灾发生后,火焰温度由内向外依次增高,随着燃烧的发生,房间内温度趋于稳定,室内上层温度要高于地表温度,因此室内火灾发生后,梁板的过火温度、火灾损伤一般要高于墙柱,在房屋火灾鉴定过程中,应对梁板等构件火灾后的损伤进行重点检测[5]。

3)由于现场不具备钻芯检测条件同时考虑到经济民生的重要因素,本次火灾鉴定并未对承重构件的材料性能进行钻芯修正,但依据T/CECS 252—2019火灾后工程结构鉴定标准的规定对承重构件的材料性能进行了折减,由于承重构件高温过火后,对其材料性能影响较大,有条件时应采用钻芯法对构件材料性能进行检测。

4)本次火灾鉴定,在全面现场检查检测、复核计算后,同时依据T/CECS 252—2019火灾后工程结构鉴定标准的规定,在对各承重构件过火温度推断基础上,给出了各构件的安全性评级,为后续加固、施工提供了可靠依据,同时为同类工程火灾后鉴定提供了借鉴意义。