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一、概述

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


該住宅樓與1989年六月竣工，使用中將二層設為歌舞廳，于2000年8月27日凌晨3:30分發生火災，火災開始于該樓層前部，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燃燒，大火燃燒時間為100分鐘，直至5：10分火勢得到控制。

二、結構受損與分析

因燃燒發生在第二層，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層出現龜裂，個別柱燒傷程度達到50mm。第三層梁底保護層普遍燒酥，梁底部位損傷最為嚴重，梁側面燒酥程度較底部輕，但出現大面積龜裂和裂縫，剝開裂縫發現，少數裂縫深入梁核心混凝土。個別梁燒傷十分嚴重，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，空心板的預應力鋼筋也出現大面積外露、松弛現象，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重，第三層預制板比該樓層樓面梁嚴重，梁柱的棱角部位比平面部位嚴重，梁柱自表面向里損傷逐漸減輕。其主要原因是不同構件接觸火苗的部位不同、受火面大小不同和構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重得多，主要原因是火災時鋼筋混凝土空心板直接承受火荷載，而且板的厚度比較小，其鋼筋混凝土保護層也比較小。所以鋼筋混凝土空心板是火災是最薄弱的環節。火災時，鋼筋混凝土空心板中鋼筋受高溫作用而強度降低，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，進而導致板的完全破壞。

對住宅部分各層墻體檢查時發現，第三層和第四層因火災而引起的裂縫較多，尤其時第三層更顯著，大多數裂縫都貫穿墻體兩面。最大裂縫達2.0mm，裂縫走勢和分布無規律可循，但水平向裂縫很少，門窗洞口一般均出現裂縫。由于外墻被直接從第二層竄出的火苗燒烤，其變形較內墻較快且大，其裂縫也比內墻多。第四層墻體裂縫只有個別大于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《鉆芯法檢測混凝土強度技術規程》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，經過加工，剔除芯樣燒傷部分后，試壓發現：框架梁的混凝土立方抗壓強度為21MPa至22.8MPa，框架柱的混凝土立方抗壓強度為22.7MPa至34.5MPa，兩者均不能達到原設計的安全度。根據以上檢測結果，進行房屋安全分析后，確定對該房屋進行加固處理。

三、結構加固方案

火災僅限于第二層，結構損傷最嚴重部位是第三層樓面梁、樓面板和第二層柱，故結構加固方案也主要是針對這些受損傷的部位制定。加固的總體思路是：首先對第三層樓面梁采用鋼管支撐以排除險情，第三層樓板由于損傷過于嚴重，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行加固，第二層柱敲除表面抹灰，采用外包鋼加固后，重新進行粉刷。

1、鋼管支撐

采用直徑未219mm的鋼管對第三層樓面梁進行支護。每根梁設置兩根鋼管支護，鋼管應上下對齊，兩端采用鋼板封閉，下墊250X250的方木。由于火災時樓面梁剛度降低，在荷載作用下已明顯饒曲，應采用千斤頂給梁反向加荷卸載。千斤頂的頂升荷載根據現場梁上荷載確定，使其頂升位移滿足卸荷要求。

鋼管支護的主要目的，是由于該工程火災損傷較重，需要及時排出險情，同時又能給第三層樓面梁柱卸荷，有利于結構加固。火災使梁柱混凝土內部出現微裂縫，這些微裂縫將逐漸發展與梁柱的應力水平有關，應力水平越高，其發展速度越快，反之越慢。通過鋼管的頂升作用，可使梁柱的應力水平降至最低，從而最大限度地阻止了梁柱微裂縫的繼續發展。


2、柱加固

由于柱表面已經受損，柱截面消弱較大，采用外包鋼進行加固。

 該方法在新增加柱截面的部分提高柱承載力的同時，還因為新增鋼板箍的橫向約束作用，使原混凝土柱處于良好的三向應力狀態，因而可以大幅度的提高柱的承載力

3、梁加固

梁側面和梁底損傷較為嚴重，強度降低較大，采用外粘鋼板進行加固。

該方法將高強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新的整體共同受力，而且能最充分地發揮粘鋼構件的抗彎、抗剪和抗壓的性能。  由于混凝土面受火災后產生不同程度的疏松、剝落，應將其鑿除后才能進行補強。鑿除受損混凝土后，混凝土表面凹凸不平，可用膠泥砂漿對其表面進行找平，其后才能對其進行粘鋼加固處理。

4、板加固

第三層樓板是損傷最為嚴重的構件，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換層，整體現澆對房屋的剛度是有利的。


5、構件裂縫處理

經過火災作用的混凝土突然遇到冷水作用而使混凝土面產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，先用裂縫密封膠對其進行密封。對于梁柱上的裂縫，應采用粘鋼補強，通過鋼板來封閉粘鋼部位加固構件的裂縫，約束混凝土的變形，從而有效地提高加固構件的強度、剛度和抗裂性。

通過上述方法對該房屋進行加固后，滿足了業主繼續使用該房屋的要求，同時大大縮短了該房屋恢復使用的時間，為業主節省了大量的工程費用及其他金費，取得了較好的經濟效益和社會效益。該房屋經加固后已經使用了三年多未出現任何問題。