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一、概述

某歌舞廳為磚混結(jié)構(gòu)，平面布置圖如下所示：一、二層為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，作為商業(yè)門面用房。三—八層為住宅。樓板均采用混凝土預(yù)制空心樓板，住宅砌體采用Mu15磚和M10砂漿砌筑，底部兩層框架混凝土強(qiáng)度為C30。


該住宅樓與1989年六月竣工，使用中將二層設(shè)為歌舞廳，于2000年8月27日凌晨3:30分發(fā)生火災(zāi)，火災(zāi)開始于該樓層前部，然后迅速蔓延至全樓層后半部分，并將部分玻璃和鋁合金窗熔化，但并未引起三樓室內(nèi)燃燒，大火燃燒時(shí)間為100分鐘，直至5：10分火勢(shì)得到控制。

二、結(jié)構(gòu)受損與分析

因燃燒發(fā)生在第二層，故第三層的樓面梁、板和第二層的柱損傷十分明顯。柱上摸灰層普遍炸裂、脫落，部分柱的混凝土保護(hù)層出現(xiàn)龜裂，個(gè)別柱燒傷程度達(dá)到50mm。第三層梁底保護(hù)層普遍燒酥，梁底部位損傷最為嚴(yán)重，梁側(cè)面燒酥程度較底部輕，但出現(xiàn)大面積龜裂和裂縫，剝開裂縫發(fā)現(xiàn)，少數(shù)裂縫深入梁核心混凝土。個(gè)別梁燒傷十分嚴(yán)重，其剛度明顯降低。第二層樓板普遍完好。第三層樓板的板底混凝土普遍燒酥大面積脫落，大部分空心板孔洞外露，空心板的預(yù)應(yīng)力鋼筋也出現(xiàn)大面積外露、松弛現(xiàn)象，使空心板喪失了承載能力。從火燒作用的范圍來看，第二層樓板幾乎無損傷，第二層柱由下而上，損傷逐步加重，第三層梁比第二層柱嚴(yán)重，第三層預(yù)制板比該樓層樓面梁嚴(yán)重，梁柱的棱角部位比平面部位嚴(yán)重，梁柱自表面向里損傷逐漸減輕。其主要原因是不同構(gòu)件接觸火苗的部位不同、受火面大小不同和構(gòu)件自身的薄厚不同所至于。第三層樓板的損傷比框架梁柱的損傷嚴(yán)重得多，主要原因是火災(zāi)時(shí)鋼筋混凝土空心板直接承受火荷載，而且板的厚度比較小，其鋼筋混凝土保護(hù)層也比較小。所以鋼筋混凝土空心板是火災(zāi)是最薄弱的環(huán)節(jié)。火災(zāi)時(shí)，鋼筋混凝土空心板中鋼筋受高溫作用而強(qiáng)度降低，鋼筋與混凝土之間的粘接力完全失效，從而使板的截面抵抗矩降低，板的剛度下降，饒度增加，裂縫增多，進(jìn)而導(dǎo)致板的完全破壞。

對(duì)住宅部分各層墻體檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，第三層和第四層因火災(zāi)而引起的裂縫較多，尤其時(shí)第三層更顯著，大多數(shù)裂縫都貫穿墻體兩面。最大裂縫達(dá)2.0mm，裂縫走勢(shì)和分布無規(guī)律可循，但水平向裂縫很少，門窗洞口一般均出現(xiàn)裂縫。由于外墻被直接從第二層竄出的火苗燒烤，其變形較內(nèi)墻較快且大，其裂縫也比內(nèi)墻多。第四層墻體裂縫只有個(gè)別大于0.5mm。隨著樓層的增加，溫度影響越來越小，墻體裂縫也逐漸減少。


按照《鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》CECS03：88的要求，取與梁柱混凝土澆注方向垂直的方向，鉆取混凝土芯樣，經(jīng)過加工，剔除芯樣燒傷部分后，試壓發(fā)現(xiàn)：框架梁的混凝土立方抗壓強(qiáng)度為21MPa至22.8MPa，框架柱的混凝土立方抗壓強(qiáng)度為22.7MPa至34.5MPa，兩者均不能達(dá)到原設(shè)計(jì)的安全度。根據(jù)以上檢測(cè)結(jié)果，進(jìn)行房屋安全分析后，確定對(duì)該房屋進(jìn)行加固處理。

三、結(jié)構(gòu)加固方案

火災(zāi)僅限于第二層，結(jié)構(gòu)損傷最嚴(yán)重部位是第三層樓面梁、樓面板和第二層柱，故結(jié)構(gòu)加固方案也主要是針對(duì)這些受損傷的部位制定。加固的總體思路是：首先對(duì)第三層樓面梁采用鋼管支撐以排除險(xiǎn)情，第三層樓板由于損傷過于嚴(yán)重，決定予以拆除，重新澆注混凝土板，第三層梁采用外粘鋼板進(jìn)行加固，第二層柱敲除表面抹灰，采用外包鋼加固后，重新進(jìn)行粉刷。

1、鋼管支撐

采用直徑未219mm的鋼管對(duì)第三層樓面梁進(jìn)行支護(hù)。每根梁設(shè)置兩根鋼管支護(hù)，鋼管應(yīng)上下對(duì)齊，兩端采用鋼板封閉，下墊250X250的方木。由于火災(zāi)時(shí)樓面梁剛度降低，在荷載作用下已明顯饒曲，應(yīng)采用千斤頂給梁反向加荷卸載。千斤頂?shù)捻斏�荷載根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)梁上荷載確定，使其頂升位移滿足卸荷要求。

鋼管支護(hù)的主要目的，是由于該工程火災(zāi)損傷較重，需要及時(shí)排出險(xiǎn)情，同時(shí)又能給第三層樓面梁柱卸荷，有利于結(jié)構(gòu)加固。火災(zāi)使梁柱混凝土內(nèi)部出現(xiàn)微裂縫，這些微裂縫將逐漸發(fā)展與梁柱的應(yīng)力水平有關(guān)，應(yīng)力水平越高，其發(fā)展速度越快，反之越慢。通過鋼管的頂升作用，可使梁柱的應(yīng)力水平降至最低，從而最大限度地阻止了梁柱微裂縫的繼續(xù)發(fā)展。


2、柱加固

由于柱表面已經(jīng)受損，柱截面消弱較大，采用外包鋼進(jìn)行加固。

 該方法在新增加柱截面的部分提高柱承載力的同時(shí)，還因?yàn)樾略?a href='http://m.izowd.com' target='_blank' title='鋼板'>鋼板箍的橫向約束作用，使原混凝土柱處于良好的三向應(yīng)力狀態(tài)，因而可以大幅度的提高柱的承載力

3、梁加固

梁側(cè)面和梁底損傷較為嚴(yán)重，強(qiáng)度降低較大，采用外粘鋼板進(jìn)行加固。

該方法將高強(qiáng)度的鋼板粘貼于被加固的鋼筋混凝土梁受力部位，不僅能保證混凝土和鋼板作為一個(gè)新的整體共同受力，而且能最充分地發(fā)揮粘鋼構(gòu)件的抗彎、抗剪和抗壓的性能。  由于混凝土面受火災(zāi)后產(chǎn)生不同程度的疏松、剝落，應(yīng)將其鑿除后才能進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。鑿除受損混凝土后，混凝土表面凹凸不平，可用膠泥砂漿對(duì)其表面進(jìn)行找平，其后才能對(duì)其進(jìn)行粘鋼加固處理。

4、板加固

第三層樓板是損傷最為嚴(yán)重的構(gòu)件，其表面混凝土大面積脫落，鋼筋裸露，部分鋼筋已銹斷，決定拆除原預(yù)制混凝土空心樓板，整澆注鋼筋混凝土板。且該層是框架與磚混部分之間的轉(zhuǎn)換層，整體現(xiàn)澆對(duì)房屋的剛度是有利的。


5、構(gòu)件裂縫處理

經(jīng)過火災(zāi)作用的混凝土突然遇到冷水作用而使混凝土面產(chǎn)生大面積的龜裂紋大部分裂縫寬度僅為0.3mm左右，且大不分在混凝土梁上，為避免鋼筋銹蝕，先用裂縫密封膠對(duì)其進(jìn)行密封。對(duì)于梁柱上的裂縫，應(yīng)采用粘鋼補(bǔ)強(qiáng)，通過鋼板來封閉粘鋼部位加固構(gòu)件的裂縫，約束混凝土的變形，從而有效地提高加固構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和抗裂性。

通過上述方法對(duì)該房屋進(jìn)行加固后，滿足了業(yè)主繼續(xù)使用該房屋的要求，同時(shí)大大縮短了該房屋恢復(fù)使用的時(shí)間，為業(yè)主節(jié)省了大量的工程費(fèi)用及其他金費(fèi)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。該房屋經(jīng)加固后已經(jīng)使用了三年多未出現(xiàn)任何問題。