安贵仓，张太亮，杨国江，刘恒镇
（甘肃土木工程科学研究院有限公司，甘肃 兰州 730020）
【摘要】 通过对某钢框架结构厂房火灾后受损结构构件检测，阐述工业厂房火灾后检测程序和内容，从现场火灾调查、过火范围结构构件受损调查、火场残留物状况、火灾后结构构件烧蚀深度、结构构件挠度变形观测等方法综合评定构件受损程度，并根据现场残留物、钢构件变形、混凝土构件表面颜色变化推定火场温度。最后，根据检测结果对厂房受损情况进行综合评定，并结合实际情况提出处理意见。
【关键词】 火灾；构件受损；残留物；火场温度；灾后处理
【中图分类号】 TU746 【文献标志码】 A 【文章编号】 1671－3702（2020）02－0024－05
Inspection and Appraisal of the Structure of a Steel Frame Building after Fire
AN Guicang，ZHANG Tailiang，YANG Guojiang，LIU Hengzhen
（Civil Engineering of Gansu Academy of Sciences，Lanzhou Gansu 730020，China）
Abstract：Through the detection of damage structure component about the steel frame structure factory building after the fire，this paper expounds the industrial factory building after the fire test procedure and content，from scene of fire investigation far range structures damaged residue status structures after fire ablation depth structures deflection deformation observation method，a comprehensive evaluation component damage and residual deformation of steel members according to the site concrete component surface color change presumption of fire temperature in the end，according to the comprehensive evaluation of building damage detection results，combined with the actual situation proposed processing opinion. Keywords：fire；member damage；residue；fire temperature；post-fire treatment
0 引言
随着建筑行业的快速发展，各种高楼大厦矗立在城市中央，但与此同时建筑工程事故频频发生，其中包括建筑火灾。建筑物一旦发生火灾危害极大，如果不能及时扑灭，将造成严重的人员伤亡及财产损失，对于火灾后的建筑后续使用的界定也至关重要，因此需要对火灾后的建筑物进行检测鉴定，确定建筑物的安全本文系统地介性，为后期加固处理做好可靠基础［1］。绍了混凝土结构检测鉴定的详细程序，以及如何对建
作者简介：安贵仓，男，高级工程师，研究方向为建筑物检测鉴定及
加固处理。
筑物进行鉴定评级，可供类似的工程参考。
1 工程概况
某钢框架结构厂房位于青海省西宁市某县。该厂房设计于 1987 年，建成于 1988 年，为 10 层钢框架结构，柱为圆形钢管混凝土柱，钢管外径 650 mm，壁厚 10 mm，内部混凝土芯柱混凝土强度等级为 C28，梁为工字钢钢梁，规格有 I56a、I50a、I40a、I32a 等，基础为柱下钢筋混凝土独立基础。该厂房地上 10 层的建筑面积为 8 870 m2。2017 年 12 月 26 日凌晨 5 时左右，由于 8 层导热油管破裂，导致起火燃烧，造成该厂房 7～10 层部分结构构件和设施受到损伤，该厂房灾后
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第2期
某钢框架结构厂房火灾后结构检测鉴定安贵仓等：
外观照片如图 1 所示。
2.2 结构构件及设施受损检测
通过外观目测、锤击回声、开槽检测，结构构件受损情况如表 1 所示。构件及设施受损照片如图 2～ 5 所示。
图 2 8 层 F/4 柱对接焊缝
开裂情况图 3 8 层 F-E/4 墙下
灼烧情况
图 1 厂房火灾后外观图
2 现场调查检测情况
2.1 火作用调查
2017 年 12 月 26 日凌晨 5 时左右，由于 8 层 3-4/E-F 轴线区域设备导热油管破裂导致起火燃烧。根据火灾后现状调查、结构表观状况、火场残留物状况判断火灾分布范围为 7 层 3-5/D-F 轴线区域，8 层 1-5/C-F 轴线区域，9、10 层 1-5/D-F 轴线区域，其中 8 层受损最严重。
图 4 8 层 2-4/F-E 钢梁
灼烧情况
图 5 8 层 F/1-4 轴墙体砖
表面灼烧情况
2.3 火灾温度推定
2.3.1 根据标准升温曲线推定
表达式如式（1）所示。
） T=T0+345lg（8t+1
参考国际标准组织制定的 ISO 834 标准升温曲线
（1）
表 1 结构构件及设施受损情况
构件编号8 层 F/4 柱8 层储油罐8 层 F-E/4 墙8 层 3/E 柱8 层 4/E 柱8 层 5/E 柱8 层 3/F 柱
8 层 1/F、1/E、2/F、2/E 柱
8 层 D-C/1-5区域8 层 E-D/1-5区域8 层 2-4/F-E8 层 1-2/F-E区域8 层 F/1-4轴
烧损程度
对接焊缝开裂，内部混凝土有裂缝，钢管壁漆皮脱落、鼓起、最大鼓起大约 10 mm（见图 2）储油罐防火棉破损、未燃烧，连接油管防火保温棉部分烧损
下部熏黑，上部漆皮烧光、呈浅黄色、略红，上部钢管有鼓起，最高鼓起大约 0.5 cm（见图 3）表面黑灰覆盖，上部白色漆未烧损，下部漆烧损、敲击掉落（内侧为红色）下部熏黑，上部漆皮烧光、呈浅黄色、略红，上部钢管有鼓起，最高鼓起大约 0.5 cm表面黑灰覆盖、漆皮局部烧损、无鼓起
下部黑色，上部部分漆皮烧损、掉落，柱上部略有鼓起约 3 mm，柱地板开裂、鼓起表面黑灰覆盖、无变形、无鼓起，局部漆皮有烧损、掉落
柱黑灰覆盖，柱对接焊缝基本完好，钢梁、混凝土板黑灰覆盖，部分梁漆皮脱落，防腐性能受损梁无明显下挠、变形，部分梁漆皮掉落烧光，板黑灰覆盖，设备（钢管）烧损、掉落，钢设备无明显变形
钢梁严重下挠、变形，分格梁扭曲，上、下翼缘平面外失稳、扭曲，钢梁漆皮烧光，混凝土板局部钢梁暴露、混凝土
脱落，板随钢梁下挠严重，板颜色发黄发红（见图 4）钢梁无明显变形，板、梁黑灰覆盖、无露筋，板混凝土无脱落，设备无损坏
墙体砖表面开裂、敲击掉落、烧酥，窗户窗框严重变形，窗纸（采光板）烧光，砖变浅黄色（见图 5）；电梯井东侧进出口两侧砖烧黑，木板局部烧毁
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C工程安全工程质量第38卷onstruction Security式中：T 为标准温度，℃；T0 为自然温度，℃；t 为火灾经
历的时间，min。
根据气象资料，火灾发生时自然温度为-10 ℃ 左右；根据现场人员陈述，火灾经历时间约1h，根
据 CECS 252：2009《火灾后建筑结构鉴定标准》
［2］
附录 C，当量升温时间约 50 min，据此，计算推定火场最高温度为：
T=T0+345lg（8t+1
）=-10+345lg（8×50+1）=888 ℃2.3.2根据现场残留物、 根据现场情况推定各火灾区域最高温度
钢构件变形、混凝土构件表面颜色变化，推定火场最高温度。
经检测，钢柱焊缝烧断，钢梁严重下挠、变形，分格梁扭曲，上、下翼缘平面外失稳、扭曲，钢梁漆皮烧光，混凝土板局部混凝土脱落、钢筋暴露，板随钢梁下挠严重，混凝土板颜色呈粉红色、土黄色。砌筑砖墙呈土黄色，表面裂纹密集、砖皮鼓起、开裂，烧酥，轻敲脱落。
综上所述，根据 CECS 252：2009《火灾后建筑结构鉴定标准》，火场最高温度推定为 700～900 ℃。
2.3.3 根据现场情况推定混凝土板最高温度
根据 CECS 252：2009《火灾后建筑结构鉴定标
准》附录 C、E，推断混凝土板受火表面曾经达到的温度为 700～800 ℃，内部钢筋曾经达到的温度为 400 ℃。
2.3.4 根据现场情2.3.2 节推定火场最高温度为况推定混凝土柱内 700配钢筋最高温度
～900 ℃，由于
钢材导热性良好，且管壁较薄，故钢管柱内侧最高温度也接近相同的温度。由于混凝土柱未直接受火灼烧，根据 CECS 252：2009《火灾后建筑结构鉴定标准》附录 C、E，推断混凝土柱内部钢筋曾经达到的温度为 200～300 ℃。火灾作用调查表如表 2 所示。
表 2 火作用调查表
调查项目调查结果
火灾发生时间2017 年 12 月 26 日凌晨 5 时左右持续时间约 1 h
灭火材料三辆消防车、泡沫
燃烧物导热油（联苯基环上连接烷基支链一类
的化合物）、斗提皮带等现场燃烧条件现场密闭无风，气温：-10 ℃ 左右火灾发生部位8 层 3-4/E-F 轴线区域起火原因导热油管破裂火场最高温度
700～900 ℃
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2.4 结构构件变形
对厂房钢框架梁挠度进行测量，测量结果如表 3 所示。
表 3 钢框架梁挠度测量汇总表
构件号挠度/mm
l0 /400l0 /2007 层梁 24#916.2532.57 层梁 16#618.7537.57 层梁 14#216.2532.57 层梁 15#516.2532.57 层梁 10#218.7537.58 层梁 52#26918.7537.58 层梁 53#24218.7537.58 层梁 51#12118.7537.58 层梁 50#6418.7537.58 层梁 49#
14
18.75
37.5
注：过火区域其余梁无明显变形。
2.5 混凝土板烧灼深度
采用锤击的方法对过火构件的烧蚀深度进行检测，其中 8 层 2-4/E-F 区域楼板混凝土脱落部位烧伤最大深度达 20 mm。
2.6 过火区域围护系统
7～10 层 1-4/F 轴线墙体（烧结砖砌筑）砖呈淡黄色，表面开裂，烧酥，轻敲脱落，窗框烧损、严重变形，塑料采光板烧光。7～10 层 5/C-F 轴线墙体窗户完好。8 层 4/E-F 轴线电梯井砌筑砖墙土黄色，表面裂纹密集、砖皮鼓起、开裂，烧酥，轻敲脱落，上部附有油罐燃烧后的残留物。
3 鉴定结论
3.1 初步鉴定评级
通过初步调查构件烧灼损伤、变形、开裂（或断裂）程度，建筑物火灾后损伤程度综合评定如表 4～7 所示。
依据 CECS252∶2009《火灾后建筑结构鉴定标准》（以下简称“CECS 252∶2009”），表 4 中评级为 Ⅲ、Ⅳ 的钢管混凝土柱，混凝土强度折减系数为 0.7，钢筋强度折减系数为 0.90，钢管屈服强度折减系数为 0.226；评级为 Ⅱa的钢管混凝土柱，混凝土强度、钢筋强度、钢管屈服强度折减系数为 1.0。
依据 CECS 252∶2009，表 5 中评级为Ⅲ、Ⅳ 的工字钢梁屈服强度折减系数为 0.1；评级为 Ⅱa 、
Ⅱb 的工字第2期
某钢框架结构厂房火灾后结构检测鉴定安贵仓等：
重，对厂房结构安全及正常使用产生一定影响。
钢梁屈服强度折减系数为 1.0。
依据 CECS 252∶2009，表 6 中评级为Ⅳ 的混凝土楼板，混凝土强度折减系数为 0.4，钢筋强度折减系数Ⅱb 的混凝土楼板，为 0.7；评级为 Ⅱa、混凝土强度、钢筋强度折减系数为 1.0。
4 处理措施
根据鉴定结果，为保证火灾后该厂房继续安全使用，建议对不同评定等级的结构构件进行如下处理：Ⅱb 级的构件采取提高耐久性的处①鉴定评级为 Ⅱa 级、
Ⅳ 级的构件，理措施。②鉴定评级为 Ⅲ 级、立即采取加固补强或拆除更换措施。
3.2 鉴定结论
该厂房 7 层③-⑤/D-F区域，8 层①-⑤/C-F 区结构构件受火灾损伤严域，9、10 层 ①-⑤/D-F 区域，
表 4 火灾后钢管混凝土柱钢管初步鉴定评级表
初步鉴定
评级
等级评级要素
涂装与防火保护层
残余变形与撕裂
局部屈曲与扭曲
变形
构 件
7 层 3/D、4/D、5/D、3/E、4/E、5/E、3/F、4/F、5/F柱
8 层 1/C、2/C、3/C、4/C、5/C、1/D、2/D、3/D、4/D、5/D、1/E、2/E、1/F、2/F、5/F 柱
Ⅱa
基本无损
无
无
ⅢⅣ 碳化、脱落碳化、脱落 局部残余变形焊缝烧断， 局部残余变形 局部屈曲局部屈曲 表 5 钢梁初步鉴定评级 等级评级要素 初步 鉴定评级 涂装与防火保护层 残余变形局部屈曲与撕裂与扭曲 连接 变形 涂装与防火保护层 连接板残余 变形与撕裂 焊缝撕裂与螺栓滑移及变形断裂 7 层梁 1～25 Ⅱa 基本无损 无 无 无 无 8 层梁 1～18、55-58、62 9 层梁 1～2310 层梁 1～38 ⅡbⅢⅣ 基本无损碳化、脱落碳化、脱落 无无局部残余 变形 无无局部屈曲 基本无损防腐碳化，防火保护层局部脱落防腐碳化，防火保护层局部脱落 无无明显变形无明显变形 无螺栓松动螺栓松动 8 层梁 19～408 层梁 41、44～47、598 层梁 42～43、48～54、 60～61 构件 表 6 火灾后混凝土楼板初步鉴定评级表 等级评级要素 初步鉴定评级 烟灰 混凝土颜色改变被黑色覆盖 火灾裂缝 锤击反应 混凝土脱落 受力钢筋露筋无 受力钢筋粘结性能无 变形 构件7 层板 1～1610 层板 1～248 层板 1～34、41～42 9 层板 1～28 层板 35～40 ⅡaⅡbⅣ 大面积有无声音较响无无明显变形 大面积有大面积有 被黑色覆盖粉红色、 土黄色 无轻微裂缝网 声音较响无局部有 无局部有 无有影响 无明显变形严重变形 - 27 - Construction Security工程安全构件 外观损伤 工程质量第38卷表 7 过火区域围护砖砌体墙初步鉴定评级表 等级评级要素 变形裂缝 受压裂缝 变形/mm 初步鉴定评级7 层 4-5/F、5/C-F Ⅱa 无损伤，墙面有烟灰 无裂缝 无裂缝 <20 8 层 4-5/F、5/C-F、9 层 4-5/F、5/C-F10 层 4-5/F、5/C-F 7 层 1-4/F Ⅲ 砖淡黄色，表面开裂 有裂痕 部分有裂缝 <20 9 层 1-4/F10 层 1-4/F Ⅳ 砖淡黄色，表面开裂，烧酥，轻敲脱落，砂浆烧伤 10 mm 有裂痕 裂缝贯通 3 皮砖 <20 8 层 1-4/F、4/E-F 5 结语 火灾后，该厂房的装饰层烧毁，导致建筑材料的强度、性能、刚度等发生变化，直接影响构件的承载力和耐久性 ［3］ 参考文献 ［1］ 冉群，王卫争.某高层建筑火灾后检测鉴定与修复加固设计 ［J］.建筑技术，2012，43（1）：76－79. ［2］ 中冶建筑研究总院有限公司.火灾后建筑结构鉴定标准： CECS 252∶2009［S］.北京：中国计划出版社，2009. ［3］ 孙林柱.钢筋混凝土框架结构火灾后的加固及检测［J］.建筑结 构，2000，30（3）：44－45. ［4］ 孙永民，陆建勇.某框架结构火灾检测鉴定与处理［J］.西安建 筑科技大学学报（自然科学版），2005，37（3）：370－374. ［5］ 张弼伟.某钢筋混凝土框架结构火灾后检测鉴定与加固方法研 究［D］.西安：西安建筑科技大学，2014. 。如何正确地评估火灾后构件的受损程 ［4］ 度，确定合理的修复处理方案，延长建筑物的使用寿命显得尤其重要 。本次检测鉴定对每个构件进行 了详尽的安全评级，根据评级不同对受损构件采取拆除更换或加固维修等手段，以确保火灾后该厂房的安全使用和后期使用寿命，可供同类建筑物火灾后处理借鉴［5］。Q（上接第 19 页） 可以直接针对需求确定课题，如“研制新型消防探头拆装工具”。 2）借鉴“房屋落水管固定工具”，实现对混凝土输送管垂直段的固定；借鉴“混凝土输送管固定装置”，采用了角钢作为加强板，并设置了缓冲垫，减少混凝土浇筑过程中输送管的抖动。通过以上两个思路的借鉴，确定了《混凝土输送管垂直段固定装置的研制》课题。 3）借鉴了一种发明《一种智能可移动存储箱、运营系统及方法》的“智能存储箱采用滑轮移动的方式”，依靠无线信号强弱实现自动跟随行人行走，移动距离＞5 m。小组基于此发明得到了创新灵感，并结合项目实际，得出会展中心强弱电系统可通过滑轮、导轨等移动装置实现移动的创新思路，确定了《研发会展中心强弱电系统移动的使用新方法》作为本次活动的课题。 题性质、行业法律法规等情况自行决定。论证课题的可行性，可以采用测算、借鉴相关经验和技术、专题分析、专家论证等方式。 5 结语 正确做好创新型课题程序选择课题，应该认真学习《质量管理小组活动准则》《工程建设质量管理小组活动导则》，全面理解《准则》《导则》有关创新型课题程序选择课题的要求，明确需求，抓住查询借鉴的关键点，激发创新灵感，确定课题，通过不断的活动实践，持续改进，提高创新型课题活动的有效性。Q参考文献 ［1］ 中国质量协会.质量管理小组活动准则：T/CAQ 10201－2016 ［S］.北京：中国标准出版社，2016. ［2］ 中国建筑业协会.工程建设质量管理小组活动导则：T/CCIAT 0005－2019［S］.北京：中国建筑工业出版社，2019. 4.3 论证课题的可行性 必要时，进行课题可行性的论证［1］，由小组根据课- 28 - 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容