1、某坍塌火災(zāi)建筑檢測(cè)鑒定陳淑娟（永安市建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站）摘要：本文通過對(duì)某火災(zāi)事故滅火過程發(fā)生坍塌原因調(diào)查研究的介紹， 提出利用已有的火災(zāi)后材料強(qiáng)度研究成果推斷火災(zāi)中某時(shí)間點(diǎn)材料強(qiáng) 度的實(shí)用方法。關(guān)鍵詞：火災(zāi)鑒定 坍塌火災(zāi)建筑近年來，國內(nèi)相繼出現(xiàn)多起建筑物發(fā)生火災(zāi)后在滅火過程突然坍 塌，導(dǎo)致大量人員傷亡，且部分火災(zāi)建筑在坍塌后火場(chǎng)內(nèi)火勢(shì)并未撲滅, 這給相關(guān)政府部門進(jìn)行工程事故原因分析、坍塌責(zé)任認(rèn)定帶來相當(dāng)?shù)睦?難。本文希望通過對(duì)某火災(zāi)建筑坍塌原因分析的實(shí)例介紹，給出坍塌火 災(zāi)建筑檢測(cè)鑒定方法，為今后類似工程的調(diào)查取證提供幫助。1工程概況該工程原為永安某廠倉庫，建于1981年，原為一層磚混結(jié)構(gòu)，

2、屋 蓋為現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板，1991年12月在原結(jié)構(gòu)上增建一層，現(xiàn)為二 層磚混結(jié)構(gòu)。建筑平面尺寸為35mx 15. 5m,建筑中部設(shè)置一道結(jié)構(gòu)縫， 建筑平面示意圖詳見圖1。該工程現(xiàn)為某工貿(mào)公司材料倉庫，于2004240. -<4*490x490.圖1建筑平面示意圖2火災(zāi)受損結(jié)構(gòu)的材料檢測(cè)本次事故引起各方的普遍關(guān)注，事故調(diào)查組認(rèn)為問題的焦點(diǎn)在于該 建筑物受火前是否安全及滅火時(shí)結(jié)構(gòu)承載能力是否滿足兩個(gè)方面。對(duì)于 前者，只需取得未受火材料進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)即可；對(duì)于后者，目前研究主 要集中于火災(zāi)后材料強(qiáng)度性能，本工程由于結(jié)構(gòu)坍塌后，火情仍然持續(xù)了好幾天，因此現(xiàn)場(chǎng)受火材料的強(qiáng)度值并不是結(jié)構(gòu)坍塌當(dāng)時(shí)的材

3、料強(qiáng) 度，要判斷滅火時(shí)結(jié)構(gòu)承載能力是否滿足必須取得坍塌當(dāng)時(shí)的強(qiáng)度值。 經(jīng)過對(duì)國內(nèi)、外已有文獻(xiàn)研究，我們認(rèn)為可以根據(jù)建筑物坍塌時(shí)的火災(zāi) 表面溫度，查材料火災(zāi)后的本構(gòu)關(guān)系曲線，就可以確定建筑物各結(jié)構(gòu)構(gòu) 件當(dāng)時(shí)的材料性能，其精度與所確定的結(jié)構(gòu)構(gòu)件火災(zāi)時(shí)的表面溫度的精 度有關(guān)。鑒于火災(zāi)時(shí)構(gòu)件的表面溫度直接影響到材料性能確定的準(zhǔn)確性，下 文首先介紹火災(zāi)溫度的判定，其次介紹火災(zāi)后材料的本構(gòu)關(guān)系曲線，最 后給出如何確定火災(zāi)中某時(shí)間點(diǎn)材料強(qiáng)度的方法。3火災(zāi)溫度的判定（1）火災(zāi)溫度曲線圖2是國際標(biāo)準(zhǔn)的火災(zāi)升溫曲線，從曲線可以看出，發(fā)生火災(zāi)到撲 滅或自然熄滅經(jīng)歷了成長期、旺盛期、衰減期三個(gè)階段。iso834火災(zāi)時(shí)

4、間-溫度標(biāo)準(zhǔn)曲線可用下式表示： 7-7>3451g（8f+l）式 1式中心一標(biāo)準(zhǔn)溫度（°c ）;to環(huán)境溫度（°c ）;t火災(zāi)經(jīng)歷時(shí)間（min）。圖2的標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線與建筑火災(zāi)溫度曲線是有所區(qū)別的，但是火災(zāi) 標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線是有大量建筑火災(zāi)的統(tǒng)計(jì)分析而制定的，符合大多數(shù)火災(zāi) 的升溫規(guī)律。根據(jù)文獻(xiàn)，在判定建筑火災(zāi)溫度時(shí)，也可以采用這條標(biāo) 準(zhǔn)曲線來推算火災(zāi)溫度。（2）火災(zāi)溫度與構(gòu)件表面溫度的關(guān)系火災(zāi)發(fā)生后，火災(zāi)溫度的高低和持續(xù)時(shí)間的長短直接影響建筑結(jié)構(gòu) 的承載能力。火災(zāi)后建筑物結(jié)構(gòu)損傷分析中，建筑物的火災(zāi)溫度與構(gòu)件 的表面溫度是不同的概念。構(gòu)件的表面溫度與構(gòu)件受火災(zāi)溫度的升高有

5、 一滯后工程。只有當(dāng)火災(zāi)作用時(shí)間較長以后，構(gòu)件表面溫度與火災(zāi)溫度 才相一致。該滯后值與火災(zāi)作用時(shí)間及材料有關(guān)，隨火災(zāi)作用時(shí)間的增 長而遞減，混凝土及砌體滯后較多，鋼材滯后值很小。圖3是火災(zāi)溫度 與構(gòu)件（混凝土、砌體）表面溫度關(guān)系曲線。圖3火災(zāi)溫度與構(gòu)件表面溫度4火災(zāi)后材料的本構(gòu)關(guān)系(1) 根據(jù)文獻(xiàn)火災(zāi)后花崗石類的混凝土強(qiáng)度折減系數(shù) 血與溫度 及冷卻方式有關(guān)，可按下式求得：自然冷卻時(shí)117 5.96x10"t < 196°ct>196°c噴水冷卻時(shí)11.102-1.01x10"3tt<100°ct > 100°c

6、(2) 高溫狀態(tài)下鋼筋軟化及內(nèi)部金相結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，鋼筋的強(qiáng)度 隨受火溫度的升高而不斷降低。對(duì)于熱軋鋼筋，當(dāng)受火溫度7x30(tc 時(shí)抗拉屈服強(qiáng)度降低不大，當(dāng)7= 600°c左右時(shí)，鋼筋的屈服強(qiáng)度只有 原強(qiáng)度的50%。同時(shí)火災(zāi)后鋼筋的強(qiáng)度與冷卻方式也有一定關(guān)系。自然冷卻時(shí)11.08 - 2.3x10"t < 347°ct > 347°c噴水冷卻時(shí)11.058 2.4x10*t < 240°ct > 240°c(3) 在火災(zāi)事故中，磚砌體在較高的火災(zāi)溫度作用下，減低了砌 體中的砂漿和磚的強(qiáng)度，從而減低了砌體的強(qiáng)度，

7、影響磚混結(jié)構(gòu)的承 載能力。水泥砂漿在常溫下，有較好的密集性，隨著火災(zāi)溫度的升高， 漿體中的水化產(chǎn)物脫水，漿體開始疏松。當(dāng)水泥砂漿漿體收縮成團(tuán)塊 狀時(shí)，生成cao,吸收空氣中水分產(chǎn)生膨脹，從而破壞內(nèi)部結(jié)構(gòu)，影響 結(jié)構(gòu)的抗壓強(qiáng)度。而粘土磚雖是耐高溫材料，但在900°c以上高溫后， 內(nèi)部脫水而疏松，導(dǎo)致抗壓強(qiáng)度的降低。文獻(xiàn)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果及參考國內(nèi)有關(guān)資料，給出了火災(zāi)后磚砌體 中磚和砂漿強(qiáng)度的折減系數(shù)。當(dāng)水泥砂漿溫度低于317°c時(shí)，對(duì)強(qiáng)度無 影響。240厚磚墻中砂漿和磚的抗壓折減系數(shù)詳見表1?；馂?zāi)后240厚磚墻中砂漿和磚的抗壓折減系數(shù) 表1火災(zāi)溫度(°c)ct (粘土磚)

8、ct2 （砂漿）備注一面受火二面受火一面受火二面受火500 -7001. 01. 01. 01. 0當(dāng)遇到消防救火750 - 8501. 01. 01. 00. 95噴火冷卻時(shí)，表中砂漿870 -9000. 970. 940. 940. 88系數(shù)應(yīng)減去0. 08,m925 - 10000. 920. 840. 930. 86數(shù)據(jù)不變。5工程應(yīng)用上文介紹了火災(zāi)溫度的判定、火災(zāi)后材料的本構(gòu)關(guān)系曲線等，下面 本文就以上理論研究數(shù)據(jù)在永安某廠倉庫火災(zāi)事故滅火過程發(fā)生坍塌 原因調(diào)查中的應(yīng)用做簡(jiǎn)單介紹。(1) 火災(zāi)溫度的推斷該倉庫發(fā)生火災(zāi)，至坍塌時(shí)間約為40min,火災(zāi)時(shí)當(dāng)?shù)貧鉁丶s32°c, 則

9、依據(jù)式1計(jì)算火災(zāi)溫度為r=3451g(8m)+7>3451g(8 x 40+1)+32=896°c(2) 構(gòu)件表面溫度根據(jù)火災(zāi)溫度與構(gòu)件(混凝土、砌體)表面溫度關(guān)系曲線圖3可得, 在火災(zāi)溫度為896°c時(shí)，構(gòu)件(混凝土、碩體)表面溫度約為820°co(3) 坍塌時(shí)材料強(qiáng)度推斷由于本次火災(zāi)救援采用噴水滅火，因此混凝土強(qiáng)度折減系數(shù)按下式 計(jì)算：k=. 102-1. 01 x 10_3 x 820=0. 274對(duì)磚柱按兩面受火考慮、外側(cè)磚墻按一面受火考慮，因此外墻砌體 在構(gòu)件表面溫度820°c下，磚與砂漿強(qiáng)度均不折減；磚柱磚與砂漿強(qiáng)度 折減系數(shù)分別為10

10、、0.95。把上面的混凝土、磚及砂漿的折減系數(shù)乘以材料的火災(zāi)前強(qiáng)度，就 得到本工程在受火后約40min亦即結(jié)構(gòu)坍塌時(shí)的材料強(qiáng)度，根據(jù)這個(gè)強(qiáng) 度值計(jì)算就可以解決本次事故調(diào)查提出的滅火時(shí)結(jié)構(gòu)承載能力是否滿 足這個(gè)問題。6結(jié)語研究建筑物材料火災(zāi)后性能對(duì)后續(xù)的結(jié)構(gòu)修復(fù)加固是很重要的，目 前國內(nèi)大部分研究集中于這一方面，但對(duì)已坍塌建筑物的坍塌原因研究 調(diào)查也有其必要性，其調(diào)查研究可在今后杜絕此類事故的發(fā)生。本文通 過對(duì)永安某廠倉庫火災(zāi)事故滅火過程發(fā)生坍塌原因調(diào)查研究的介紹，提 出利用已有的火災(zāi)后材料強(qiáng)度研究成果推斷火災(zāi)中某時(shí)間點(diǎn)材料強(qiáng)度 的實(shí)用方法，可為相關(guān)政府部門對(duì)同類工程進(jìn)行事故原因分析、坍塌責(zé) 任認(rèn)定提供有益借鑒。參考文獻(xiàn)：1 閔明保等，建筑物火災(zāi)后診斷與處理，南京：江蘇科技出版社，19942 李延和等，火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)受損程度的診斷方法j,南京建筑工程 學(xué)院學(xué)報(bào)，1995, 34 ( 3 )3 劉俊如，火災(zāi)后混凝土結(jié)構(gòu)的檢測(cè)與處理j,山西建筑,2003, 29 ( 11 )appraisement of the col lapse structure suffered f rom fire damagechenshujuanabstract: a method for estimation the