某在建商城火災(zāi)后混凝土結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)

　　摘要：本文根據(jù)一在建商城遭受火災(zāi)后的工程實(shí)例，著重介紹和探討火災(zāi)后建筑物結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)。

關(guān)建詞：火災(zāi)；加固設(shè)計(jì)??

當(dāng)建筑物遭受火災(zāi)后，除有少量建筑物因燒損嚴(yán)重需拆除重建外，大部分建筑物的結(jié)構(gòu)損傷可通過加固修復(fù)處理而恢復(fù)其使用功能。?

本文通過具體的工程實(shí)例介紹和探討了遭受火災(zāi)后建筑物結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)，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(jié)構(gòu)，地下室層高4.8m，一～五層為標(biāo)準(zhǔn)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(shí)，在三、四層發(fā)生火災(zāi)，燃燒時(shí)間約110min，當(dāng)時(shí)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?zāi)后三、四層大面積柱、梁、板構(gòu)件受到不同程度損傷。

2、結(jié)構(gòu)檢測(cè)

根據(jù)燃燒時(shí)間及現(xiàn)場(chǎng)通風(fēng)情況，先利用ISO834火災(zāi)時(shí)間-溫度曲線公式計(jì)算火災(zāi)溫度，再結(jié)合火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)混凝土構(gòu)件外觀情況綜合判定火災(zāi)溫度，最后根據(jù)火災(zāi)溫度進(jìn)行分區(qū)。經(jīng)判定，本次火災(zāi)溫度為400℃～1000℃，火災(zāi)溫度分區(qū)圖略。?

采取剔鑿法檢測(cè)構(gòu)件燒損層厚度，并采用超聲法檢測(cè)火災(zāi)后構(gòu)件內(nèi)部混凝土質(zhì)量狀況，綜合判定燒損層厚度，然后根據(jù)燒損層厚度及構(gòu)件表面特征進(jìn)行燒損等級(jí)分類，構(gòu)件燒損等級(jí)分布圖及燒損等級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)略。?

采用鉆芯法鉆取芯樣對(duì)構(gòu)件混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，從而判定火災(zāi)后構(gòu)件混凝土強(qiáng)度；對(duì)構(gòu)件過火鋼筋進(jìn)行取樣試驗(yàn)，檢測(cè)鋼筋屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率，對(duì)鋼筋強(qiáng)度喪失程度進(jìn)行評(píng)估。?

經(jīng)檢測(cè)，構(gòu)件混凝土抗壓強(qiáng)度略受影響，柱可按31.3MPa，梁、板可按30.8MPa進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析；過火鋼筋除個(gè)別屈服強(qiáng)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(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，但對(duì)過火變形鋼筋加固時(shí)應(yīng)另行處理。

3、加固設(shè)計(jì)方案?

3.1加固設(shè)計(jì)方案的目的及原則?

加固設(shè)計(jì)目的：使結(jié)構(gòu)功能恢復(fù)至原設(shè)計(jì)要求，保證其在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)安全、可靠。?加固設(shè)計(jì)原則：?

安全可靠、簡(jiǎn)單易行、經(jīng)濟(jì)合理；?

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

針對(duì)構(gòu)件燒損程度、構(gòu)件重要性，分別采取不同的加固修復(fù)方案。?〖ＨＴＨ〗

3.2加固設(shè)計(jì)方案的制定?

按結(jié)構(gòu)火災(zāi)損傷程度由輕到重分級(jí)，柱、梁分為A、B、C、D、E5級(jí)，密肋梁板分為A、B、C、D4級(jí)。根據(jù)燒損等級(jí)按上述加固設(shè)計(jì)原則分別對(duì)各類構(gòu)件進(jìn)行相應(yīng)的加固修復(fù)設(shè)計(jì)。?根據(jù)構(gòu)件檢測(cè)結(jié)果，鋼筋強(qiáng)度未受影響，而混凝土強(qiáng)度有減低，評(píng)估為30.8～31.3MPa，以下加固計(jì)算混凝土強(qiáng)度取C30。?

將三層構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級(jí)取C30采用PKPM設(shè)計(jì)軟件對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體計(jì)算分析，結(jié)果為：三層構(gòu)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(gòu)件有效截面減小，須進(jìn)行加固及修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)處理。因此，本方案根據(jù)損傷程度分為兩大類：對(duì)A、B、C級(jí)損傷較輕的構(gòu)件，因過火時(shí)間短，混凝土強(qiáng)度不受影響或影響很小，僅考慮作修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)處理；而對(duì)D、E類火災(zāi)損傷較重的構(gòu)件則采取加固處理，即加固后構(gòu)件承載力應(yīng)大于或等于原設(shè)計(jì)C35時(shí)的承載力。?

3.2.1框架柱加固設(shè)計(jì)方案

抹M15高標(biāo)號(hào)水泥砂漿修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)A、B級(jí)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(biāo)號(hào)水泥砂漿，澆水養(yǎng)護(hù)；抹C35高強(qiáng)灌漿料砂漿修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)C級(jí)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(qiáng)灌漿料砂漿，澆水養(yǎng)護(hù)；四層D、E級(jí)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(jí)柱，采用預(yù)應(yīng)力撐桿和灌注C35高強(qiáng)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(yù)應(yīng)力撐桿安裝在柱的兩側(cè)，進(jìn)行張拉加固，最后在角鋼與柱之間空隙內(nèi)灌注高強(qiáng)灌漿料，澆水養(yǎng)護(hù)，見圖1。?　　

采用預(yù)應(yīng)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(yīng)力差，有利于兩部分混凝土共同作用。?

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