某歌舞厅火灾后结构检测与加固

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摘要： 本文描述了某歌舞厅火灾后结构受损情况，讨论了灾后结构检测与加固 

    关键词： 混凝土结构 检测加固 一、  概述      四川某歌舞厅为砖混结构，平面布置图如下所示：一、二层为钢筋混凝土框架结构，作为商业门面用房。三 —八层为住宅。楼板均采用混凝土预制空心楼板，住宅砌体采用Mu15砖和M10砂浆砌筑，底部两层框架混凝土强度为C30。    该住宅楼与 1989年六月竣工，使用中将二层设为歌舞厅，于2000年8月27日凌晨3:30分发生火灾，火灾开始于该楼层前部，然后迅速蔓延至全楼层后半部分，并将部分玻璃和铝合金窗熔化，但并未引起三楼室内燃烧，大火燃烧时间为100分钟，直至5：10分火势得到控制。    二、  结构受损与 分析      因燃烧发生在第二层，故第三层的楼面梁、板和第二层的柱损伤十分明显。柱上摸灰层普遍炸裂、脱落，部分柱的混凝土保护层出现龟裂，个别柱烧伤程度达到 50mm。第三层梁底保护层普遍烧酥，梁底部位损伤最为严重，梁侧面烧酥程度较底部轻，但出现大面积龟裂和裂缝，剥开裂缝发现，少数裂缝深入梁核心混凝土。个别梁烧伤十分严重，其刚度明显降低。第二层楼板普遍完好。第三层楼板的板底混凝土普遍烧酥大面积脱落，大部分空心板孔洞外露，空心板的预应力钢筋也出现大面积外露、松弛现象，使空心板丧失了承载能力。从火烧作用的范围来看，第二层楼板几乎无损伤，第二层柱由下而上，损伤逐步加重，第三层梁比第二层柱严重，第三层预制板比该楼层楼面梁严重，梁柱的棱角部位比平面部位严重，梁柱自表面向里损伤逐渐减轻。其主要原因是不同构件接触火苗的部位不同、受火面大小不同和构件自身的薄厚不同所至于。第三层楼板的损伤比框架梁柱的损伤严重得多，主要原因是火灾时钢筋混凝土空心板直接承受火荷载，而且板的厚度比较小，其钢筋混凝土保护层也比较小。所以钢筋混凝土空心板是火灾是最薄弱的环节。火灾时，钢筋混凝土空心板中钢筋受高温作用而强度降低，钢筋与混凝土之间的粘接力完全失效，从而使板的截面抵抗矩降低，板的刚度下降，饶度增加，裂缝增多，进而导致板的完全破坏。    对住宅部分各层墙体检查时发现，第三层和第四层因火灾而引起的裂缝较多，尤其时第三层更显著，大多数裂缝都贯穿墙体两面。最大裂缝达 2.0mm，裂缝走势和分布无 规律 可循，但水平向裂缝很少，门窗洞口一般均出现裂缝。由于外墙被直接从第二层窜出的火苗烧烤，其变形较内墙较快且大，其裂缝也比内墙多。第四层墙体裂缝只有个别大于0.5mm。随着楼层的增加，温度 影响 越来越小，墙体裂缝也逐渐减少。    按照《钻芯法检测混凝土强度技术规程》 CECS03：88的要求，取与梁柱混凝土浇注方向垂直的方向，钻取混凝土芯样，经过加工，剔除芯样烧伤部分后，试压发现：框架梁的混凝土立方抗压强度为21MPa至22.8MPa，框架柱的混凝土立方抗压强度为22.7MPa至34.5MPa，两者均不能达到原设计的安全度。根据以上检测结果，进行房屋安全分析后，确定对该房屋进行加固处理。    三、  结构加固方案      火灾仅限于第二层，结构损伤最严重部位是第三层楼面梁、楼面板和第二层柱，故结构加固方案也主要是针对这些受损伤的部位制定。加固的总体思路是：首先对第三层楼面梁采用钢管支撑以排除险情，第三层楼板由于损伤过于严重，决定予以拆除，重新浇注混凝土板，第三层梁采用外粘钢板进行加固，第二层柱敲除表面抹灰，采用外包钢加固后，重新进行粉刷。     1、钢管支撑   采用直径未 219mm的钢管对第三层楼面梁进行支护。每根梁设置两根钢管支护，钢管应上下对齐，两端采用钢板封闭，下垫250X250的方木。由于火灾时楼面梁刚度降低，在荷载作用下已明显饶曲，应采用千斤顶给梁反向加荷卸载。千斤顶的顶升荷载根据现场梁上荷载确定，使其顶升位移满足卸荷要求。    钢管支护的主要目的，是由于该工程火灾损伤较重，需要及时排出险情，同时又能给第三层楼面梁柱卸荷，有利于结构加固。火灾使梁柱混凝土内部出现微裂缝，这些微裂缝将逐渐 发展 与梁柱的应力水平有关，应力水平越高，其发展速度越快，反之越慢。通过钢管的顶升作用，可使梁柱的应力水平降至最低，从而最大限度地阻止了梁柱微裂缝的继续发展。     2、柱加固   由于柱表面已经受损，柱截面消弱较大，采用外包钢进行加固。     该 方法 在新增加柱截面的部分提高柱承载力的同时，还因为新增钢板箍的横向约束作用，使原混凝土柱处于良好的三向应力状态，因而可以大幅度的提高柱的承载力   3、梁加固   梁侧面和梁底损伤较为严重，强度降低较大，采用外粘钢板进行加固。     该方法将高强度的钢板粘贴于被加固的钢筋混凝土梁受力部位，不仅能保证混凝土和钢板作为一个新的整体共同受力，而且能最充分地发挥粘钢构件的抗弯、抗剪和抗压的性能。    由于混凝土面受火灾后产生不同程度的疏松、剥落，应将其凿除后才能进行补强。凿除受损混凝土后，混凝土表面凹凸不平，可用胶泥砂浆对其表面进行找平，其后才能对其进行粘钢加固处理。    4、板加固   第三层楼板是损伤最为严重的构件，其表面混凝土大面积脱落，钢筋裸露，部分钢筋已锈断，决定拆除原预制混凝土空心楼板，整浇注钢筋混凝土板。且该层是框架与砖混部分之间的转换层，整体现浇对房屋的刚度是有利的。     5、构件裂缝处理   经过火灾作用的混凝土突然遇到冷水作用而使混凝土面产生大面积的龟裂纹大部分裂缝宽度仅为 0.3mm左右，且大不分在混凝土梁上，为避免钢筋锈蚀，先用裂缝密封胶对其进行密封。对于梁柱上的裂缝，应采用粘钢补强，通过钢板来封闭粘钢部位加固构件的裂缝，约束混凝土的变形，从而有效地提高加固构件的强度、刚度和抗裂性。    通过上述方法对该房屋进行加固后，满足了业主继续使用该房屋的要求，同时大大缩短了该房屋恢复使用的时间，为业主节省了大量的工程费用及其他金费，取得了较好的 经济 效益和 社会 效益。该房屋经加固后已经使用了三年多未出现任何 问题 。