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某居民楼火灾后结构安全性检测与分析

2020-08-19牛子铉

四川建材 2020年8期
关键词:测区砂浆构件

牛子铉

(安徽理工大学,安徽 淮南 232001)

1 工程概况

1.1 项目现状

某居民楼始建于2011年,为7层砖混结构,平面形状为矩形,该建筑结构形式简明,承重体系明确,主体由砖砌墙体承重,墙体均为烧结普通砖砌筑,水泥砂浆抹面,并做有白灰面层,该建筑为现浇混凝土楼板、平屋面,设置有圈梁及构造柱,该建筑设置有现浇混凝土楼梯两部。由于该建筑局部遭受火灾侵害,灾后建筑安全状况不明,对该建筑进行了安全(可靠)性检测。该居民楼正面外观状况良好,未见有明显破损,如图1所示;背面3层及以上局部受火,具体状况如图2所示。

图1 某居民楼正面整体外观

图2 某居民楼背面受火状况

1.2 项目检测示意图(见图3)

图3 检测示意图

2 常规安全(可靠)性检测

某居民楼结构安全性检测:对该建筑墙体、钢筋混凝土梁和可进入房间进行实地查验并记录相关现状,包括:砖体强度、砌筑砂浆强度、混凝土构件强度等情况进行检测。

2.1 钢筋混凝土强度检测

根据该建筑物建筑结构类型及现场实际情况,依据国家标准《建筑结构检测技术标准》(GB/T50344-2004)[1](以下简称《建标》)及《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T23-2011)[2](以下简称《回弹法》),对该工程混凝土构件进行随机抽样,采用ZC3-A型混凝土回弹仪对混凝土构件进行回弹检测。选取该建筑所有混凝土构件为一个检测单元,每一单元选取不少于3个构件,每一构件选取10个测区,每个测区检测16个测点。由于该建筑建设年代久远,碳化程度较深,故均按碳化深度>6 mm进行计算;并依据《回弹法》对该建筑物现龄期混凝土构件,进行单构件强度推定;依据《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292-2015)[3](以下简称《民标》)附录K对构件强度进行龄期修正,修正系数选取为0.98,对该建筑混凝土构件强度进行评定。依据《回弹法》对该建筑物现龄期混凝土构件,进行单构件强度推定;依据《民标》对构件强度进行龄期修正。

其中需要用到的计算公式包括:

测区平均回弹值:

构件测区强度平均值:

构件强度推定値:

fcu,e= mf cu-1.645 Sf cu

构件龄期修正值:

fcu,t= αn·fcu,e

式中,Rm为测区平均回弹值,各测区16个回弹值,去除3个最大、3个最小值所得测区平均值,精确到0.1;Ri为构件测区第i个测点的回弹值;mf cu为构件测区混凝土强度换算值的平均值,精确至0.1 MPa;n为构件测区数,此处取10;f cu,i为第i个测区混凝土强度换算值,精确至0.1 MPa;fcu,e为构件混凝土强度推推定值,精确至0.1 MPa;Sf cu为构件测区混凝土强度换算值的标准差,精确至0.0001 MPa;fcu,t为构件测区混凝土强度龄期修正值,精确至0.1 MPa;αn为龄期修正系数。

经回弹检测,该建筑现浇钢筋混凝土梁抗压强度较低,未达到现行规范要求的C20等级,其最大值为19.4 MPa,最小值为9.8 MPa,平均值为14.1 MPa。

2.2 砌筑砂浆强度检测

根据该建筑物建筑结构类型及现场实际情况,依据国家标准《建标》及《砌体工程现场检测技术标准》(GB/T50315-2011)[4](以下简称《砌标》),对该工程砌筑砂浆进行随机抽样,采用ZC5型砂浆回弹仪对砌筑砂浆进行回弹检测。选取该建筑所有砌体构件为一个检测单元,每一单元选取不少于6个测区(构件),每一测区(构件)选取10个测位,每个测位检测12个测点;并依据《砌标》中给出的计算和评定标准,对该建筑砌筑砂浆强度进行评定。

需要用到的计算公式包括:

测位平均回弹值:

测位砂浆强度换算值:

f2ij=6 .34×10-5×R3.60

测区砂浆强度平均值:

检测单元砂浆强度平均值:

检测单元砂浆强度取下列公式中的较小值:

经检测,两栋建筑砌筑砂浆强度较差,未达到M2.5等级,21号楼各构件砌筑砂浆强度最大值为1.65 MPa,最小值为0.54 MPa,平均值为0.91 MPa;西小楼各构件砌筑砂浆强度最大值为3.43 MPa,最小值为1.41 MPa,平均值为2.16 MPa。

2.3 普通烧结砖构件强度检测

根据该建筑物建筑结构类型及现场实际情况,依据《建标》及《砌标》,对该工程普通烧结砖砌筑的砌体构件进行随机抽样,使用砖回弹采用ZC4型砖回弹仪进行回弹检测。选取该建筑所有砌体构件为一个检测单元,每一单元选取不少于6个测区(构件),每一测区(构件)选取10个 测位,每个测位检测5个测点;并依据《砌标》中给出的计算和评定标准,对该建筑烧结砖强度进行评定。

其中需要用到的计算公式包括:

测位平均回弹值:

测位烧结砖强度换算值:

f1ij=2×10-2R2-0.45R + 1.25

测区烧结砖强度平均值:

检测单元烧结砖强度平均值:

检测单元烧结砖强度标准差:

检测单元烧结砖强度变异系数:

δ=S / f1,m

检测单元砖体抗压强度标准值(当δ<0.21时):

f1k=f1,m-1.8 S

式中,R为第j个测位5个回弹值,求得该测位平均回弹值,精确到0.1,;Rm为第j个测位第m个弹击点的回弹值;f1ij为第i个测区(构件)第j个测位的烧结砖强度值,MPa;f1i为第i个测区(构件)的烧结砖平均强度值,MPa;f1,m为检测单元测区强度平均值,MPa;n2为检测单元中测区(构件)总数;S为检测单元烧结砖强度标准差;

经检测,两栋建筑普通烧结砖强度等级达到MU15,21号楼各构件烧结砖强度最大值为23.51 MPa,最小值为15.59 MPa,平均值为20.84 MPa,标准值为16.40 MPa;西小楼各构件烧结砖强度最大值为22.93 MPa,最小值为17.95 MPa,平均值为21.18 MPa,标准值为17.75 MPa。

3 火灾检测

由于该建筑北侧家具城发生火灾,导致3楼以上北侧外墙受到烟火熏烤,并引燃西侧4楼、5楼两户住宅,致使其受火严重。现依据《火灾后建筑结构鉴定标准》(CECS252:2009)[5]对该建筑灾后状况进行检测。检测内容包括:受火状况和灾后构件状况及其强度变化。

3.1 受火状况检测

经检测多数受火构件评定结果尚可,仅构件⑤-L-13-15/E评价等级较低(Ⅲ级);通过对过火房间残留物的观察和分析,判断持续过火温度应在300 ℃以内,对构件强度影响较小。

3.2 受火与未受火构件强度比较

因该建筑部分房间受火,因此,对同楼层受火与未受火单元进行比较,以确定建筑构件受火后对其强度的影响。同楼层受火与未受火单元构件强度比较如表1所示。

表1 同楼层受火与未受火单元构件强度比较

通过比较同楼层过火与未过火单元构件强度可知,过火对构件强度影响较小。

4 分析与总结

4.1 分 析

经检测,对于该火灾后的居民楼,根据《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-2015),该居民楼烧结砖强度较好(MU20),砌筑质量较好,但部分烧结砖表现出欠火现象,砖体较为酥脆;砌筑砂浆强度较差,未到达现行规范的相关要求;现浇钢筋混凝土梁的抗压强度较低,未达到C20的基本要求,个别构件有明显缺陷,但浇筑质量尚可。

该居民楼受火较严重,但是并未破坏,对构筑物材料性能已经产生较为显著的影响,对结构的安全及性能产生不利的影响,依据《火灾后建筑结构鉴定标准》(CECS252:2009),该居民楼应该加固或者局部进行更换。

综上所述,按照《民标》的规定,同时考虑到整栋建筑的地基与基础沉降、屋面维护能力、上部承重结构的承载能力和维护结构现状等问题,该火灾后的居民楼的整体结构安全性等级综合评定为“限定使用”级别。

4.2 总 结

本文主要以工程实例为背景,对建筑物火灾后的检测与鉴定的研究过程进行综述,但是火灾后建筑结构的检测与鉴

定是一项复杂的课题,关于火灾温度的判断以及整体结构的检测方法,仍需要进一步深度研究。

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