钢筋混凝土框架结构火灾后检测与加固修复研究

江 海 （安徽省特种建筑技术承包有限公司，安徽 合肥 230031）

1 工程概况

该项目位于安徽省合肥市，原设计时间为2018年4月，为5层框架结构厂房，建筑面积为4287.68m2。层高为4.5m，框架柱、梁采用钢筋混凝土结构，楼面板主要采用钢结构梁板，屋面板（除天井外）采用钢筋混凝土现浇板，屋面天井部位采用钢结构梁板。二楼西南角五车间离心机部位2020年09月26日12点30分左右发生火灾，15点30分左右大火被扑灭。建筑物外立面照片见图1。

图1 建筑物外立面

2 检测情况

火灾明火持续时间约三个小时，发生在工程二层西南侧区域并沿洞口窜入其余楼层，一层（1～6）/（A～C）轴、（6～7）/（A～F）轴、（1～2）/（G～J）轴区域与二层（6～7）/（A～F）轴、（1～2）/（G～J）轴区域未受灾，其余部位全部受灾，燃烧物为该区域内原有的制药原料等物品。检测时距离火灾发生已10天，火灾现场已进行了清理，经查看：三层～五层为主要受火区域，部分柱、梁混凝土脱落，钢筋外露，铝合金窗户烧坏，一层、二层为过火区域。现场部分钢梁构件扭曲变形，推断火场最高温度应大于700℃。抽取部分钢筋检测其力学性能未发现性能降低现象。构件具体损伤情况如下：

①一层、二层其余部位均为过火区域，三层-五层为主要受火区域，部分混凝土柱梁构件及钢结构楼面梁板、屋面梁板受损较为严重；

②受过火构件共计849个，其中详细鉴定评定为b级的构件612个，详细鉴定评定为c级的构件217个，详细鉴定评定为d级的构件20个。

构件损伤照片详图2。

图2 构件过火后现场照片

3 检测情况分析

3.1 过火构件详细鉴定评级情况

本次火灾明火持续时间约三个小时，发生在该建筑二层西南侧区域，一层、二层其余部位均为过火区域；三层～五层为主要过火区域。过火构件共计849个（包含混凝土构件及钢结构构件），其中详细鉴定评定为b级的构件612个，详细鉴定评定为c级的构件217个,详细鉴定评定为d级的构件20个。

3.2 .火灾后结构构件详细鉴定评定标准

b级构件：受火灾影响，或略低于国家现行标准安全性要求，不影响安全，可正常使用，宜采取适当措施；

c级构件：不符合国家现行标准安全性要求，影响安全和正常使用，应采取措施；

d级构件：极不符合国家现行标准安全性要求，严重影响安全，应立即加固、更换或拆除。

3.3 混凝土构件详细鉴定评级情况

根据鉴定报告，过火构件鉴定评级分类及各损伤等级状态特征描述如下：

①b级构件：除c级、d级外，均为b级构件。b级构件受火灾影响较小，主要表现为局部熏黑，局部有轻微裂缝及混凝土脱落现象，锤击声音较闷，无受力钢筋外露及明显变形情况。

②c级构件：共包含155个构件，其中框架柱57个、框架梁90个、现浇板8个。c级构件过火后有一定影响，表现为局部熏黑，混凝土颜色为灰白色，局部有较宽裂缝及混凝土脱落现象，锤击声音较闷，部分构件锤击时混凝土粉粹或塌落，无受力钢筋外露及明显变形情况；

③d级构件共包含13个构件，其中框架柱1个、框架梁12个。d级构件过火后影响较严重，表现为混凝土颜色为灰白色，存在较为严重的混凝土脱落及开裂情况，锤击声音较闷，部分构件锤击时混凝土粉粹或塌落，无受力钢筋外露及明显变形情况。

4 加固方案分析

4.1 框架柱加固

4.1.1 对于评为b级的框架柱

a.凿除框架柱表面混凝土疏松部位至密实层，然后将表面清理干净；

b.对于混凝土表面裂缝采用结构胶灌注处理；

c.裂缝灌注完成后，对于框架柱截面混凝土缺损部位采用压抹高延性混凝土恢复至原截面尺寸；

d.框架柱外表面在有缺陷楼层均采用压抹高延性混凝土15mm厚加强，以提高其耐久性。

高延性混凝土加固柱大样图见图3。

图3 高延性混凝土加固柱

4.1.2 对于评为c级的框架柱

a.凿除框架柱表面混凝土疏松部位至密实层，然后将表面清理干净；

b.对于混凝土表面裂缝采用结构胶灌注处理；

c.裂缝灌注完成后，对于框架柱截面混凝土缺损部位采用压抹高延性混凝土恢复至原截面尺寸；

d.采用外粘型钢加固法对框架柱进行加固，以提高其抗压、抗弯承载力，承载力提高幅度按60%进行控制，框架柱采用外粘型钢加固时向下延伸至基础顶面并锚固，向上延伸至上层顶板板底。外粘型钢法加固柱大样图见图4。

图4 外粘型钢加固柱

4.1.3 对于评为d级的框架柱

a.凿除框架柱四面各凿除100mm厚至密实层，并清理干净；

b.对于混凝土表面裂缝采用结构胶灌注处理；

c.裂缝灌注完成后，采用灌浆料浇筑至恢复原截面尺寸；

d.采用外粘型钢加固法对框架柱进行加固，以提高其抗压、抗弯承载力，承载力提高幅度按60%进行控制，框架柱采用外粘型钢加固时向下延伸至基础顶面并锚固，向上延伸至上层顶板板底。

4.2 框架梁加固

4.2.1 对于评为b级的框架梁

a.凿除框架梁表面混凝土疏松部位至密实层，然后将表面清理干净；

b.对于混凝土表面裂缝采用结构胶灌注处理；

c.裂缝灌注完成后，对于框架梁截面混凝土缺损部位采用压抹高延性混凝土恢复至原截面尺寸；

d.框架梁外表面压抹高延性混凝土15mm厚加强，以提高其耐久性4.2.2对于评为c级的框架梁

a.凿除框架梁表面混凝土疏松部位至密实层，然后将表面清理干净；

b.对于混凝土表面裂缝采用结构胶灌注处理；

c.裂缝灌注完成后，对于框架梁截面混凝土缺损部位采用压抹高延性混凝土恢复至原截面尺寸；

d.采用粘贴碳纤维布加固法对框架梁进行加固，以提高其抗弯、抗剪承载力，其中梁底抗弯承载力提高幅度按30%进行控制，梁端抗弯承载力提高幅度按混凝土贡献项的抗剪承载力的50%进行控制。

4.2.3 对于评为d级的框架梁

a.凿除框架梁表面混凝土疏松部位至密实层，然后将表面清理干净；

b.对于混凝土表面裂缝采用结构胶灌注处理；

c.裂缝灌注完成后，对于框架梁截面混凝土缺损部位采用压抹高延性混凝土恢复至原截面尺寸；

d.采用增大截面加固法对框架梁进行加固，即框架梁采用增设封闭箍筋及梁底增设纵筋，然后采用高延性混凝土压抹的方式进行加大截面加固。

4.3 现浇板加固

4.3.1 对于评为b级的现浇板

a.凿除现浇板表面混凝土疏松部位至密实层，然后将表面清理干净；

b.对于混凝土表面裂缝采用结构胶灌注处理；

c.裂缝灌注完成后，对于现浇板表面混凝土缺损部位采用压抹高延性混凝土恢复至原板厚；

d.现浇板板底双向粘贴@400碳纤维布加强。

4.3.2 对于评为c级的现浇板

a.凿除现浇板表面混凝土疏松部位至密实层，然后将表面清理干净；

b.对于混凝土表面裂缝采用结构胶灌注处理；

c.裂缝灌注完成后，对于现浇板表面混凝土缺损部位采用压抹高延性混凝土恢复至原板厚；

d.现浇板板底双向粘贴@200碳纤维布加固，以提高其抗弯承载力承载力提高幅度按30%进行控制，板面采取压抹15mm厚高延性混凝土加固。

4.4 钢结构梁板处理

①对于评为b级的钢结构梁板：按原设计钢结构涂装及防火保护层设置进行恢复；

②对于评为c级和d级的钢结构梁板全部拆除更换。

5 结语

近年以来，随着加固行业的技术不断发展及相关灾后加固、检测鉴定经验的不断积累，一系列建筑工程相关检测鉴定及加固的规范相继颁布实施，有力地推动了行业的快速发展。通过科学严谨、安全可靠的检测鉴定及加固技术，一部分经受了火灾或其他灾后的建筑物仍然可以继续发挥其功能，继续保持其应有的安全性和可靠性，这也符合国家可持续发展的经济建设战略方针。