火灾后民用住宅的结构鉴定

1、火灾后民用住宅的结构鉴定刘健（银川市建设工程综合检测站）火灾后钢筋混凝土构件的受力性能主要与火灾时的温度和火灾持续时间有关。火灾温度越高，火灾持续时间越长，混凝土和钢筋的力学性能退化越严重，构件受损越严重；反之，损伤程度则轻。因此，对受火灾或高温损伤的混凝土的检测，除了使用普通方式检测混凝土结构的方法（例如：混凝土强度的检测回弹法、超声回弹综合法、钻芯法、拔出法、剪压法等，混凝土缺陷和裂缝的检测超声波单面平测法检测垂直浅裂缝、超声波双面斜测法检测裂缝、超声波检测深裂缝、超声波检测混凝土内部的空洞和不密实区、混凝土表面损伤层检测等，钢筋混凝土中钢筋位置与钢筋锈蚀程度的检测钢筋位置与保护层厚度的检

2、测、钢筋锈蚀程度的检测、钢筋的基本性能指标和强度检测、钢筋混凝土中氯离子含量的检测、水泥体积安定性的检测等。）检测混凝土的强度、裂缝等外，还应结合火灾的特点，增加分析判别火灾温度等内容。火灾温度的估算火灾产生到火灾熄灭，火灾的过程可分为三个时期（如图），即火灾的发展期、旺盛期和衰减期。火灾发展期是指火灾产生到火灾向四周蔓延的阶段，这一阶段时间较短，而且大多数火灾在这一阶段的发展规律相似。火灾旺盛期是指火灾蔓延到室内产生轰然的阶段。这阶段的燃烧情况主要取决于室内空间大小，通风情况，起火房间墙体的楼板的传热特性，可然性的数量、品种、分布与存放状态等。室内的通风条件好，可燃物的数量多且燃烧热值大，室

3、内的燃烧温度就高，燃烧时间就长。结构的损伤主要取决于这一阶段，若火灾旺盛期的时间短，温度低或火灾扑灭及时，构件的损伤就轻，反之就重。火灾衰减期是指可燃物基本燃烧完，火灾温度逐渐开始降低的时期。室内温度分析的方法很多，这些方法尽管可以综合反映影响火灾过程和火灾温度的诸多因素，但确定这些影响因素十分困难，因此，实际应用上往往受到限制。目前广泛应用的温度预测方法是采用国际标准曲线（如图），其温度与时间的关系是：式中T-火灾室内温度（）； -常温（）； t-火灾时间（min）。国际标准曲线不仅可以作为温度预测用，也是耐火试验的标准升温曲线。实际火灾由于蔓延过程不同，蔓延和持续时间难以确定，灭火方式与灭

4、火条件也不尽相同，仅凭理论的温度时间曲线预测分析火灾的温度还远远不够，应在分析温度时间的理论关系基础上，结核现场调查，对火灾进行温度分区，并分析构件所受的温度。因此，理论上的分析仅能给出室内宏观上的温度分布情况，实际上火灾区域内各分区的温度是不同的，在同一分区内，构件所处的位置不同，构件的不同表面，其温度也有显著差异。火灾温度的实际判定火灾温度的实际判定常采用现场残留物判定、结构外观判定、结构烧损判定和超声法判定。1. 现场残留物判定现场残留物判定是根据建筑物内材料的烧损情况判定建筑物内各部位的温度。表给出了材料的燃烧特性。根据表中各种物质的燃烧特性，可分析判断室内混凝土构件所受的温度情况。现

5、场调查时应特别注意室内顶棚处的温度情况。火灾时火势向上蔓延，顶棚处温度高，而且钢筋混凝土楼板的厚度较小，保护层薄，很多楼板又为预应力空心板，多火灾危害较为敏感。材料的变态温度材料使用举例温度（）状态铝、铝合金生活用品、门窗及配件、装饰等650熔化成滴铸铁管子、暖气片等11001200熔化成滴热轧钢材吊钩、支架、钢门窗等>750变形弯曲黄铜小五金、门把手等9001000熔化青铜电线、电缆等10001100熔化锌生活用品、小五金等400430熔化平板玻璃玻璃窗、玻璃板等800850熔化玻璃器皿烟缸、瓶、杯等700750软化材料的燃烧点材料名称燃点温度（）材料名称燃点温度（）乙烯450棉花15

6、0乙炔299棉布200乙烷515尼龙424丁烯210树脂300丁烷405粘胶纤维235聚乙烯342涤纶纤维390聚四氟乙烯550橡胶130聚氯乙烯484麻绒150纤维板290聚氨酯280纸130聚丙烯477备注母材的燃点为250300；400600生成大孔木炭；600800时生成小孔木炭大量燃尽；8001000木材全部燃尽。常用塑料的软化点温度（）种类应用举例软化点温度聚酯树脂地面材料等120230聚氨酯防水隔热材料、涂料等90120环氧树脂地面材料、涂料等95290乙烯地面、贴面、壁纸、防水材料、涂料等50100丙纶装饰材料、涂料等6095聚苯乙烯隔热材料、涂料等60100油漆烧损现象温度（

7、）<100100300300600>600一般调和漆表面附着黑烟但能看到油漆出现裂纹脱皮变黑脱落烧尽防锈漆完好完好颜色变黑烧尽2. 构件外观判定构件外观判定就是根据火灾后构件表面的颜色、开裂、脱落等外观特征分析判定火灾温度，见下表。不同温度下混凝土构件的外观特征火灾温度（）混凝土表面颜色表面开裂情况疏松脱落情况露筋情况<200不变色无无无200500微显暗红有细微裂纹无无500700由红转灰白、浅黄裂纹增多无无700800灰白、浅黄色表面布满裂纹无无800850灰白为主表面布满裂纹角部开始剥落无850900灰白有贯通裂纹角部部落、表面起鼓疏松板底角部混凝土裂缝爆裂900100

8、0灰白变浅黄裂纹增多、增长、增宽表面疏松且大面积剥落爆裂严重、大面积露筋1001100浅黄显白裂纹增多、增长、增宽表面疏松且大面积剥落爆裂严重、大面积露筋3. 构件烧损层厚度判定火灾时温度越高，持续时间越长，构件内部的升温越高，其烧损层越厚。因此，可根据烧损层厚度判定火灾温度，见下表，烧损层的确定可用锤子去掉混凝土表面，检查混凝土颜色发生变化的深度。也可用超声法检测。火灾温度作用下混凝土构件烧损层厚度火灾温度（）烧损深度(mm)模拟实验喷水冷却后烧损层厚度(mm)5561.31.41.31.47192.53.52.53.57614.35.54.36.57955.16.06.58.08226.0

9、9.07.010.08577.09.010.014.08827.010.011.015.089810.011.012.016.092511.016.013.018.098620.026.023.028.0103026.030.028.033.04. 超声法判定混凝土受火灾温度作用，会发生水分蒸发，水泥浆体疏松、脱水、分解、骨料晶体分解、开裂和强度降低等一系列变化。超声脉冲在火灾后混凝土中的传播速度必然比火灾前的低。因此，可以利用超声法测量和判断混凝土构件所受的温度和受损情况。因为影响超声波速度的因素很多，这种方法适用于区分火灾时的温度区域，在确定温度区域的基础上，再利用其他方法详细判定每一区域

10、的温度。火灾后混凝土结构的综合评定根据对火灾后混凝土结构的各种检测结果，可以对结构的受损程度进行综合评定。综合评定时可将混凝土结构构件按损伤程度分为危险构件、严重受损构件、中度受损构件和轻度受损构件四类，并采取相应的措施进行处理，见下表。受损构件受弯构件受压构件处理措施危险构件1. 结构永久挠度在极限允许挠度的4倍以上(L0/50)；2. 受拉区有宽达1.5mm的贯通裂缝或有明显的破坏特征；3. 存在因主拉应力引起超大的裂缝、支点裂缝或横贯锚固区的裂缝；4. 混凝土强度和构件剩余承载力不足设计值的50%。1. 失稳；2. 钢筋受损严重，50%以上的受压钢筋鼓出；3. 钢筋与混凝土粘结破坏；4.

11、 构件产生大量的破坏性贯穿裂缝，混凝土压酥；5. 混凝土强度和构件剩余承载力不足设计值的50%。拆除严重受损构件1. 结构永久挠度达极限允许挠度的24倍；2. 有小于1mm穿过构件受压区的垂直裂缝；3. 受压区局部受损；4. 形成剪切斜裂缝；5. 混凝土强度和构件剩余承载力为原设计的50%70%。1. 存在1mm左右的贯穿裂缝；2. 构件烧损或烧疏深度达到2030mm；3. 混凝土强度和构建剩余承载力为元设计值的50%70%。采取安全措施后加固处理中度受损构件1. 结构永久挠度未超过极限允许挠度；2. 受损深度1520mm；3. 结构构件裂缝宽度0.31mm；4. 混您图强度和构件剩余承载力为

12、设计值的70%90%。1. 存在不深的收缩裂缝网；2. 混凝土有剥落；3. 混凝土强度和构件剩余承载力为原设计值的70%90%。加固处理轻度受损构件1. 构件基本无受热挠度；2. 受损深度1015mm；3. 结构表面存在少量温度收缩裂缝，但未形成裂缝网；4. 表面混凝土颜色基本无变化；5. 混凝土强的构件剩余承载力为原设计值的90%以上。1. 结构表面状态变化不明显；2. 构件表面有少量细微裂缝；3. 混凝土强度和构件剩余承载力为原设计值的90%以上。对烧损层局部处理混凝土结构剩余承载能力的计算，可根据构件所受温度的大小，求出混凝土和钢筋的强度这件系数，然后用现行的混凝土结构设计中的计算方法对

13、承载能力进行分析。一、工程概述“天和园小区3#楼”位于银川市兴庆区胜利南街，全楼建筑面积2831.2m2，六层，砖混结构。建于2000年4月，建筑物总长61.08m ，宽9.8m，总高度15.1m。 二、检测原因2008年10月6日凌晨该楼四单元101室南侧西卧室发生火灾，火灾原因不明，经兴庆区公安消防大队灭火后出具的证明得知，“卧室顶部楼板由于高温炙烤和消防水源的冲击，局部已经产生裂缝，导致二层住宅相同部位地板出现裂痕”。201室户主李云川委托我站对火灾后的101室南侧西卧室进行结构安全鉴定。我站于2008年10月10日对“天和园小区3#楼四单元101室南侧西卧室进行现场调查，于2008年1

14、0月13日日向委托方提交鉴定方案，经确认签字后，于2008年10月13日、10月15日派技术人员赴现场查勘、检测，现报告如下：三、火灾及现场调查情况 经调查，起火时间为2008年10月6日00时47分，消防官兵到达现场半小时后将明火熄灭，起火原因及过火时间不明。起火地点位本报告无封皮及续页无效于四单元101室南侧西卧室，南北、东西均为3.6米，楼板为预应力混凝土空心板，卧室南侧为铝合金窗，北侧为卧室门，故通风条件良好。卧室内摆放有席梦思床、衣物、木质衣柜等物品（见附图1）。火灾后经现场调查，东、西向承重墙体粉刷层经火烧及消防水源冲击后已大面积脱落，粉刷层厚度为20mm，多孔砖表面出现酥松、剥落

15、、起壳（见附图2），剥落厚度达到811mm，剥落后砖砌体表面颜色正常，粉刷层内部未见变色。北侧承重墙体粉刷层基本完好（见附图3）厚度达20mm，剥落后内部砖砌体完好无损，表面颜色正常，粉刷层内部也未见变色。预应力混凝土空心板底剥落的粉刷层厚度较厚（30mm），剥落后混凝土颜色基本正常。粉刷层经火烧及水源冲击后颜色变化清晰可见，颜色变化层厚度为9mm（见附图4），板底有横向裂缝，经近距离细部观察为假裂缝（预应力混凝土空心板制作工艺所形成的表面水泥浆附着痕迹【见附图5】）。板底未见断裂、破裂、顺裂、混凝土剥落、孔洞、露筋等现象。室内燃烧物中，铝合金变形（见附图6），窗玻璃破碎但无软化卷曲现象，木门

16、框、门套碳化深度达2/3。起火点上部即201室南侧西卧室，地瓷砖接近跨中部位有东西向裂缝（见附图7），其余部位未发现异常情况。四、结构表面温度及其受损程度分析根据火灾现场的调查及对燃烧构件材料和残留物品颜色形状的本报告无封皮及续页无效分析，101室墙面燃烧温度大约在200以下，预应力混凝土空心板底粉刷层的燃烧温度大约在200300之间。但考虑到结构各部位受火灾影响的程度不同，受损情况也有区别：1、 墙面：因系侧向过火构件，温度比较低，加上墙面粉刷层较厚（20mm），因而受损不大。2、 楼板：由于火焰上升时热气流集中到跨中部形成灼热点，中部应损伤较为严重，又因为板底粉刷层较厚（30mm），过火及

17、水击后粉刷层局部剥落，颜色变化层厚度达9mm，未完全损伤到整个粉刷层，因此对楼板的损伤不大。四、检测情况为准确的分析火灾后主要承重构件的承载能力，我站对过火后的东、西、北侧承重墙砌筑砂浆及预应力混凝土空心板混凝土的强度进行检测（详见检测数据）。检测数据表明，东、西侧承重墙体过火后墙体厚度损伤达35%，其损伤部位砌筑砂浆强度损失4253%，其余9597%厚度的墙体及北侧因有粉刷层保护而未过火的墙体的砌筑砂浆强度均满足M10的设计要求。预应力混凝土空心板由于粉刷层较厚，强度损失较少。根据201室地板砖裂缝的分布走向及位置判断，裂缝是由于预应力混凝土空心板过火受热膨胀致使板上部受压，消防灭火水源水击

18、后预应力空心板温度急剧下降，导致板上部由原有的受压状态急剧转变为受拉状态所致。本报告无封皮及续页无效五、鉴定结论及处理意见经现场查勘和检测并与原设计资料对比，火灾后预应力混凝土空心板的混凝土强度等级仍满足设计要求，过火后的承重墙体受力面积损伤较少，未过火的墙体砌筑砂浆强度等级仍满足安全使用要求，砌体结构安全，建议粉刷修补至原貌。预应力混凝土空心楼板未见裂缝，201室地瓷砖裂缝属温度变化裂缝，不属于结构裂缝。 批准： 审核： 鉴定：银川市建设工程综合检测站二OO八年十月十六日本报告无封皮无效检测数据：承重墙体砌筑砂浆抗压强度检测墙体砌筑砂浆占总墙体厚度百分比（%）设计砌筑砂浆强度等级(MPa)砌筑砂浆抗压强度推定值(MPa)东侧墙体过