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某在建商城火灾后混凝土结构的加固设计

　　摘要：本文根据一在建商城遭受火灾后的工程实例，着重介绍和探讨火灾后建筑物结构的加固设计。

关建词：火灾；加固设计??

当建筑物遭受火灾后，除有少量建筑物因烧损严重需拆除重建外，大部分建筑物的结构损伤可通过加固修复处理而恢复其使用功能。?

本文通过具体的工程实例介绍和探讨了遭受火灾后建筑物结构的加固设计，可供类似工程参考。
1、工程概况?

某在建商城为地下1层、地上5层框架结构，地下室层高4.8m，一～五层为标准层，层高4.5m，建筑面积40656m2。?

该工程主体施工至四层部分柱混凝土浇筑完毕时，在三、四层发生火灾，燃烧时间约110min，当时环境温度为6℃左右。起燃物为堆放在楼面的塑料模壳、木材等，由于三层顶未拆模，从而造成大面积未拆的塑料模壳起火。火灾后三、四层大面积柱、梁、板构件受到不同程度损伤。

2、结构检测

根据燃烧时间及现场通风情况，先利用ISO834火灾时间-温度曲线公式计算火灾温度，再结合火灾现场混凝土构件外观情况综合判定火灾温度，最后根据火灾温度进行分区。经判定，本次火灾温度为400℃～1000℃，火灾温度分区图略。?

采取剔凿法检测构件烧损层厚度，并采用超声法检测火灾后构件内部混凝土质量状况，综合判定烧损层厚度，然后根据烧损层厚度及构件表面特征进行烧损等级分类，构件烧损等级分布图及烧损等级分类标准略。?

采用钻芯法钻取芯样对构件混凝土强度进行检测，从而判定火灾后构件混凝土强度；对构件过火钢筋进行取样试验，检测钢筋屈服强度、抗拉强度、延伸率，对钢筋强度丧失程度进行评估。?

经检测，构件混凝土抗压强度略受影响，柱可按31.3MPa，梁、板可按30.8MPa进行结构分析；过火钢筋除个别屈服强度或延伸率不满足规范要求外，绝大部分满足规范要求，可按规范规定强度进行计算，但对过火变形钢筋加固时应另行处理。

3、加固设计方案?

3.1加固设计方案的目的及原则?

加固设计目的：使结构功能恢复至原设计要求，保证其在设计使用年限内安全、可靠。?加固设计原则：?

安全可靠、简单易行、经济合理；?

充分发挥火灾后构件剩余承载力，尽量多地保留原结构，尽量减少拆除工程及结构加固修复新增的荷载，同时考虑施工的方便及可操作性；?

针对构件烧损程度、构件重要性，分别采取不同的加固修复方案。?〖ＨＴＨ〗

3.2加固设计方案的制定?

按结构火灾损伤程度由轻到重分级，柱、梁分为A、B、C、D、E5级，密肋梁板分为A、B、C、D4级。根据烧损等级按上述加固设计原则分别对各类构件进行相应的加固修复设计。?根据构件检测结果，钢筋强度未受影响，而混凝土强度有减低，评估为30.8～31.3MPa，以下加固计算混凝土强度取C30。?

将三层构件混凝土强度等级取C30采用PKPM设计软件对原结构进行整体计算分析，结果为：三层构件除少数主梁受弯承载力稍有不足之外，其余均满足承载力要求，但烧损后构件有效截面减小，须进行加固及修复补强处理。因此，本方案根据损伤程度分为两大类：对A、B、C级损伤较轻的构件，因过火时间短，混凝土强度不受影响或影响很小，仅考虑作修复补强处理；而对D、E类火灾损伤较重的构件则采取加固处理，即加固后构件承载力应大于或等于原设计C35时的承载力。?

3.2.1框架柱加固设计方案

抹M15高标号水泥砂浆修复补强A、B级柱，即将混凝土表面烧损层剔除掉，用清水冲刷干净，刷界面剂，然后抹高标号水泥砂浆，浇水养护；抹C35高强灌浆料砂浆修复补强C级柱，即将混凝土表面烧损层剔除，用清水冲刷干净，刷界面剂，然后抹高强灌浆料砂浆，浇水养护；四层D、E级柱因只浇筑了部分柱，梁、板尚未施工，可采用拆除混凝土保留钢筋重新浇筑C35混凝土方案。?

三层D、E级柱，采用预应力撑杆和灌注C35高强灌浆料混凝土加固的方法。即先将混凝土表面烧损层剔除掉，然后将预应力撑杆安装在柱的两侧，进行张拉加固，最后在角钢与柱之间空隙内灌注高强灌浆料，浇水养护，见图1。?　　

采用预应力撑杆加固，一方面可以增加柱承载力，另一方面可以降低新浇筑混凝土与原混凝土的受压应力差，有利于两部分混凝土共同作用。?

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发布：2007-08-14 12:25 编辑：泛普软件 · xiaona [打印此页] [关闭]

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