钢结构厂房火灾后检测评估实例 金立赞 检测鉴定加固 【摘 要】通过对某钢结构厂房火灾后的结构检测鉴定，绘制了火场温度分布，判定了构件受损程度，从而为厂房 修复提供了可靠的技术依据，使厂房得以较快的恢复生产，创造了明显的技术经济效益。 【关键词】钢结构厂房：火灾；检测鉴定评估 1 工程概况 上海某钢结构厂房，为单层工业厂房，跨度3 2 m ，格 构式钢柱，标准柱间距12 5 m ，柱间设横梁支撑墙架柱， 东、西山墙各有四根抗风柱。两层吊车，均为实腹式钢吊 车梁，其中上层吊车轨顶标高为17 2 0 0 ，2 台3 0 0 5 0 t 吊 车，下层吊车轨顶标高为1 1 5 0 0 ，2 台3 0 t 吊车。平行弦 桁架式屋架，轻型连续Z 犁檩条，双层保温屋面板。厂房 平面图见图1 。该厂房曾发生火灾，为了解火灾后剩余构 件的可靠性、可利用性，委托对其进行检测评估。 2 火灾情况调查及火场温度判断 火灾后现场调查与勘察的内容包括：大火燃烧范围与 位置、燃烧时间、可燃物质、灭火或熄火方式、大火后现 场残留物变形形态，以及钢结构构件的变形形态，收集判 定火灾曾经产生的最高温度的依据。 现场调杳知，火灾是由于厂房西侧1 3 线内的焊接隔 问内，施焊火星引燃地面堆积的变压器油而发生。 起火位置：1 3 线南半部分隔间内： 燃烧范围：以1 3 线为主： 燃烧时间：从起火到消防灭火，历时约5 0 m i n ： 可燃物质：变压器油及少量现场可燃杂物； 灭火方式：消防水灭火。 火灾后残留物状态：现场检查发现，起火区域部分 金立赞，中冶建筑研究总院有限公司华东分院高级 工程师。 铝合金门窗被烧熔成球状：木材大面积碳化：吊车梁附 近电线绝缘层烧尽，但铜线没有明显变化：厂房内犀面 底板绝大多数漆膜受损：纵向约1 6 线范围上段墙面内 板漆膜受损：受火较严重区域，钢柱表面漆膜、防火涂料 完全脱落。1 7 线采光带完全或部分烧损。 钢结构变形形态：2 线屋架完全塌落：3 线屋架变形严 重：1 线南侧上柱随屋面塌落，钢柱变形、扭曲严重：1 3 线南侧钢支撑扭曲严重：1 3 线钢吊车梁腹板翘曲，轨 道局部错位：1 3 线檩条塌落；4 线屋架漆膜破损严重等。 基于现场调查得到的火场特征，判断火场温度大致如 下：燃烧范围内的铝合金熔成球状，基本判定火灾温度在 6 0 0 以上：较高处，铜线漆膜烧损，但铜线完好，说明 较高处温度小于11 0 0 c C ：低碳钢制成的钢结构支撑扭曲、 变形，说明温度高于7 0 0 ：锌的熔点约为4 0 0 ，从现 场屋面板镀锌层熔损、采光带烧损等情况可大致判断温度 沿屋面的变化情况。 综合判断火灾时火场温度，1 3 线区域D 轴附近，钢 结构过火温度在6 0 0 以上，火场温度7 0 0 10 0 0 a c 。 据此推断了火场在屋面处、上层吊车梁处、下层吊车 梁处的火场温度分布图( 图1 3 ) 。 2 1 围护系统 2 1 1 屋面板 1 3 线屋面塌落：检查发现，屋脊防水功能大部分 失效：屋面板采用拉铆钉固定，因温度作用很多拉铆钉失 效：屋面板内板漆膜脱落严重：采光带全部受损严重。 1 7 线采光带完全或部分烧损。 2 1 2 墙面板及门窗 西立面山墙、1 4 线南侧墙烧损变形严重，墙面板 增刊2 0 1 1 0 4 住宅科技1 2 9 检测鉴定加固 冒 I ；南 H 西 一 ， 祭。 ；f专 I 厂 一 蜘 I L J I 、 图1 厂房平面布景图及屋面处火场温度分布图 图2 南侧上层吊车梁处火场温度分布 图3 南侧下层吊车梁处火场温度分布 严重变形。窗玻璃绝大多数破碎开裂。1 3 线门窗框受 损。 2 1 3 屋面檩条( 含檩条支撑拉条) 1 3 线屋面塌落，3 4 线檩条变形严重，4 5 线 檩条明显变形：3 6 线檩条支撑拉条掉落或变形严重： 5 1 0 线檩条表面涂料脱落。 2 1 4 墙架 1 3 线南侧墙架受损严重，西山墙墙架受损严重。 2 1 5 天沟、雨水管 屋面天沟1 6 线受影响严重，3 线南侧雨水管烧损 1 3 0 住宅科技2 0 1 1 0 4 增刊 变形严重。 2 2 刚架系统 2 2 1 刚架柱 北侧钢柱基本完好。南侧刚架 1 2 线上段柱受损严重，柱头部位随 屋面而垮塌。下段柱防火涂料漆膜完 全烧损。 2 2 2 屋架 1 线山墙屋面梁变形移位，完全 失效：2 线犀架完全塌落：3 线犀架 变形严重，失去承重功能。4 线屋架 漆膜局部脱落。4 线南侧犀架两根隅 撑( 向3 线方向) 受屋面檩条变形影 响，明显屈服变形：向5 线方向的隅 撑完好。 现场采用水；隹仪结合激光测距仪 的方法对4 、5 、6 线的屋架变形进行 了对比测量。测量结果显示，与6 线 屋架相比，4 线下挠值为2 7 5 m m ，5 线上拱值为17 0 m m 。考虑测量方式 的误差，认为4 线屋架挠曲未见明显 异常。 2 3 支撑系统 2 3 1 屋盖支撑系统 1 2 线的屋盖支撑系统随屋面塌 落，完全失效。其余犀盖支撑系统基本 完好。 2 3 2 纵向支撑系统 1 2 线的纵向支撑系统变形严 重，完全失效。厂房其余纵向支撑系统 基本完好。 2 4 吊车梁系统 2 4 1 吊车梁 现场检查发现，仅1 3 线的南侧 吊车梁受火灾影响明显，漆膜脱落，上 层吊车梁影响更严重一些。在2 线附近 的吊车梁轨道接缝明显错位，上层错 位1 0 m m ，下层错位6 m m 。 现场对受影响较为明显的1 3 线吊车梁的平直度、 挠曲度、腹板翘曲情况进行了测量。从测量结果看， 1 2 线上层吊车梁有轻微上拱，上拱值约8 m m ，腹板 产生翘曲现象，平面外产生约7 m m 的变形。1 2 线下 层吊车梁受影响较小一些，2 3 线吊车梁受影响更小一 些。 2 4 2 吊车水平制动桁架 1 3 线南侧吊车水平制动桁架受损严重。其余吊车 水平制动系统基本完好。 2 4 3 吊车轨道连接 2 线附近，上、下层吊车轨道均出现错位现象，说 明1 3 线吊车轨道连接在高温作用下，产生了滑移。 3 厂房结构安全分析及构件评级 本次火灾造成1 3 线屋面垮塌，1 2 线内的柱间支 撑、屋盖支撑扭曲失效。由于1 2 线柱间支撑的扭曲失 效，使厂房内结构纵向的温度膨胀应力得到了释放，厂房 内其它区域的主体承重结构也因此受影响较弱。根据检测 分析结果，依据火灾后建筑结构鉴定标准，对厂房构 件进行了评级，并绘制了构件评级图，便于进行进一步的 加固修复设计。 4 主要鉴定结论及处理意见 通过对厂房火灾后调查及分析，得出主要鉴定结 论： ( 1 ) 钢架系统。现场检查检测表明，此次火灾主要对失 火区域( 1 3 线】的犀架、南侧的上段钢架柱等结构构件 造成的损害较严重，对整幢厂房其它区域结构安全没有明 显影响。 ( 2 ) 围护系统。屋面板、屋面采光带均受火灾影响较为 严重，除塌落、变形严重的屋面外，其余基本保存完好的 屋面也存在铆钉拉脱、防水失效的情况和隐患：1 5 线犀 面檩条均受影响严重：1 3 线南侧墙面、西侧山墙受损严 重。窗玻璃绝大多数破碎开裂，1 3 线门窗框受损。 ( 3 ) 支撑系统。1 3 线屋盖支撑、1 2 线柱间纵向支 撑等均受影响严重。 ( 4 ) 吊车梁系统。1 2 线吊车梁、吊车轨道连接、1 3 线吊车制动系统等受火灾影响明显。 ( 5 ) 综合分析认为，除1 3 线以外，火灾对整体结构 安全度影响不大，结构承载能力及耐久性未见有明显降 检测鉴定加固 低。经过适当处理后，可满足继续使用的要求。 结合现场检查检测结果，对厂房提出如下处理意见 及建议： 1 ) 整个犀面板系统、天沟系统、落水斗管拆除重 建。 ( 2 ) 西山墙、1 4 线南侧墙损坏。内外墙板均需更 换时，墙面檩条一同更换。 3 ) 对受损的门窗进行修复。 ( 4 ) 1 5 线屋面檩条及支撑、拉条拆除重做。5 1O 轴檩条进行清洗及防腐涂装，并检杳檩条支撑拉条的 紧固情况，必要时更换。拆除檩条时，应采取措施保证屋 架的整体稳定。 5 ) 屋架1 3 线受损严重，需更换。刚架柱，1 3 线D 轴上柱拆除重做。西山墙及D 轴1 2 线墙的墙架拆 除重做。 ( 6 ) 主要吊车梁认为均能满足正常的使用要求，局部过 火区域吊车梁经适当加固处理后仍可满足使用要求。D 轴 1 3 线吊车制动系统受损，需更换。 ( 7 ) 1 2 线犀盖支撑更换。 ( 8 ) D 轴1 2 线纵向支撑损坏，需更换。 ( 9 ) 对厂房受火灾影响的结构构件进行重新涂装。 5 结语 通过对厂房火灾后的检测鉴定评估，为厂房进一步进 行维修加固设计提供了充分的依据，为厂房的尽快恢复生 产奠定了基础。虽然厂房在火灾中倒塌了两个开间的屋 面，但经过局部构件的修复和整体的维修，车间得以尽快 恢复生产，创造了明显的技术经济效益。 ( 收稿日期：2 0 11 0 3 1 5 ) 增刊2 0 1 1 0 4 1 住宅科技1 3 1 钢结构厂房火灾后检测评估实例钢结构厂房火灾后检测评估实例 作者：金立赞 作者单位：中冶建筑研究总院有限公司华东分院 本文链接：