某在建商城火災后混凝土結構的加固設計

　　摘要：本文根據(jù)一在建商城遭受火災后的工程實例，著重介紹和探討火災后建筑物結構的加固設計。

關建詞：火災；加固設計??

當建筑物遭受火災后，除有少量建筑物因燒損嚴重需拆除重建外，大部分建筑物的結構損傷可通過加固修復處理而恢復其使用功能。?

本文通過具體的工程實例介紹和探討了遭受火災后建筑物結構的加固設計，可供類似工程參考。
1、工程概況?

某在建商城為地下1層、地上5層框架結構，地下室層高4.8m，一～五層為標準層，層高4.5m，建筑面積40656m2。?

該工程主體施工至四層部分柱混凝土澆筑完畢時，在三、四層發(fā)生火災，燃燒時間約110min，當時環(huán)境溫度為6℃左右。起燃物為堆放在樓面的塑料模殼、木材等，由于三層頂未拆模，從而造成大面積未拆的塑料模殼起火?；馂暮笕?、四層大面積柱、梁、板構件受到不同程度損傷。

2、結構檢測

根據(jù)燃燒時間及現(xiàn)場通風情況，先利用ISO834火災時間-溫度曲線公式計算火災溫度，再結合火災現(xiàn)場混凝土構件外觀情況綜合判定火災溫度，最后根據(jù)火災溫度進行分區(qū)。經(jīng)判定，本次火災溫度為400℃～1000℃，火災溫度分區(qū)圖略。?

采取剔鑿法檢測構件燒損層厚度，并采用超聲法檢測火災后構件內部混凝土質量狀況，綜合判定燒損層厚度，然后根據(jù)燒損層厚度及構件表面特征進行燒損等級分類，構件燒損等級分布圖及燒損等級分類標準略。?

采用鉆芯法鉆取芯樣對構件混凝土強度進行檢測，從而判定火災后構件混凝土強度；對構件過火鋼筋進行取樣試驗，檢測鋼筋屈服強度、抗拉強度、延伸率，對鋼筋強度喪失程度進行評估。?

經(jīng)檢測，構件混凝土抗壓強度略受影響，柱可按31.3MPa，梁、板可按30.8MPa進行結構分析；過火鋼筋除個別屈服強度或延伸率不滿足規(guī)范要求外，絕大部分滿足規(guī)范要求，可按規(guī)范規(guī)定強度進行計算，但對過火變形鋼筋加固時應另行處理。

3、加固設計方案?

3.1加固設計方案的目的及原則?

加固設計目的：使結構功能恢復至原設計要求，保證其在設計使用年限內安全、可靠。?加固設計原則：?

安全可靠、簡單易行、經(jīng)濟合理；?

充分發(fā)揮火災后構件剩余承載力，盡量多地保留原結構，盡量減少拆除工程及結構加固修復新增的荷載，同時考慮施工的方便及可操作性；?

針對構件燒損程度、構件重要性，分別采取不同的加固修復方案。?〖ＨＴＨ〗

3.2加固設計方案的制定?

按結構火災損傷程度由輕到重分級，柱、梁分為A、B、C、D、E5級，密肋梁板分為A、B、C、D4級。根據(jù)燒損等級按上述加固設計原則分別對各類構件進行相應的加固修復設計。?根據(jù)構件檢測結果，鋼筋強度未受影響，而混凝土強度有減低，評估為30.8～31.3MPa，以下加固計算混凝土強度取C30。?

將三層構件混凝土強度等級取C30采用PKPM設計軟件對原結構進行整體計算分析，結果為：三層構件除少數(shù)主梁受彎承載力稍有不足之外，其余均滿足承載力要求，但燒損后構件有效截面減小，須進行加固及修復補強處理。因此，本方案根據(jù)損傷程度分為兩大類：對A、B、C級損傷較輕的構件，因過火時間短，混凝土強度不受影響或影響很小，僅考慮作修復補強處理；而對D、E類火災損傷較重的構件則采取加固處理，即加固后構件承載力應大于或等于原設計C35時的承載力。?

3.2.1框架柱加固設計方案

抹M15高標號水泥砂漿修復補強A、B級柱，即將混凝土表面燒損層剔除掉，用清水沖刷干凈，刷界面劑，然后抹高標號水泥砂漿，澆水養(yǎng)護；抹C35高強灌漿料砂漿修復補強C級柱，即將混凝土表面燒損層剔除，用清水沖刷干凈，刷界面劑，然后抹高強灌漿料砂漿，澆水養(yǎng)護；四層D、E級柱因只澆筑了部分柱，梁、板尚未施工，可采用拆除混凝土保留鋼筋重新澆筑C35混凝土方案。?

三層D、E級柱，采用預應力撐桿和灌注C35高強灌漿料混凝土加固的方法。即先將混凝土表面燒損層剔除掉，然后將預應力撐桿安裝在柱的兩側，進行張拉加固，最后在角鋼與柱之間空隙內灌注高強灌漿料，澆水養(yǎng)護，見圖1。?　　

采用預應力撐桿加固，一方面可以增加柱承載力，另一方面可以降低新澆筑混凝土與原混凝土的受壓應力差，有利于兩部分混凝土共同作用。?

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