某鋼結構廠房火災后檢測鑒定評估
（中冶集團建筑研究總院華東分院 上海 200940）
摘要：通過對某鋼結構廠房火災后的結構檢測鑒定，繪制了火場溫度分布，判定了構件受損程度，從而為廠房修復提供了可靠的技術依據，使廠房得以較快的恢復生產，創造了明顯的技術經濟效益。
關鍵詞 鋼結構廠房；廠房火災后檢測鑒定評估
中圖分類號： 文獻標識碼: 文章編號：
APPRAISEMENT FOR A STEEL FACTORY STRNCTURE AFTER FIRE
Jin Lizan
(Eastchina Branch of Central Research Institue of Building and Construction, MCC Group Shanghai, 200940)
Abstract : For the safety appraisement of a steel factory after fire, the fire scene temperature was drawn, and the damage of members was analyzed. Based on these works, the factory production was recovered quickly and apparent technical and economic benefit was achieved.
Keywords : steel structure；fire accident；appraisement
1 工程概況
上海某鋼結構廠房，為單層工業廠房，跨度32m；格構式鋼柱，標準柱間距12.5m，柱間設橫梁支撐墻架柱，東、西山墻各有四根抗風柱；兩層吊車，均為實腹式鋼吊車梁，其中上層吊車軌頂標高為17.200，2臺300/50t吊車，下層吊車軌頂標高為11.500，2臺30t吊車；平行弦桁架式屋架，輕型連續Z型檁條，雙層保溫屋面板。該廠房發生火災，歷時約50分鐘后被撲滅，廠房西側1-3線兩個開間屋面垮塌。為了解火災后剩余構件的可靠性、可利用性，委托對其進行檢測評估。廠房平面圖見圖1。
2 火災情況調查及火場溫度判斷
火災后現場調查與勘察的內容包括：大火燃燒范圍與位置，燃燒時間，可燃物質，滅火或熄火方式，大火后現場殘留物變形形態以及鋼結構構件的變形形態，收集判定火災曾經產生的最高溫度的依據。
現場調查知，火災是由于廠房西側1-3線內的焊接隔間內，施焊火星引燃地面堆積的變壓器油而發生。
起火位置：1-3線南半部分隔間內；
燃燒范圍：以1-3線為主；
燃燒時間：從起火到消防滅火，歷時約50分鐘；
可燃物質：變壓器油及少量現場可燃雜物；
滅火方式：消防水滅火；
火災后殘留物狀態：現場檢查發現，起火區域部分鋁合金門窗被燒熔成球狀；木材大面積碳化；吊車梁附近電線絕緣層燒盡，但銅線沒有明顯變化；廠房內屋面底板絕大多數漆膜受損；縱向約1-6線范圍上段墻面內板漆膜受損；受火較嚴重區域，鋼柱表面漆膜、防火涂料完全脫落。1-7線采光帶完全或部分燒損。
鋼結構變形形態：2線屋架完全塌落；3線屋架變形嚴重；1線南側上柱隨屋面塌落，鋼柱變形、扭曲嚴重；1-3線南側鋼支撐扭曲嚴重；1-3線鋼吊車梁腹板翹曲，軌道局部錯位；1-3線檁條塌落；4線屋架漆膜破損嚴重等。
基于現場調查得到的火場特征，判斷火場溫度大致如下：燃燒范圍內的鋁合金熔成球狀，基本判定火災溫度在600度以上；較高處，銅線漆膜燒損，但銅線完好，說明較高處溫度小于1100度；低碳鋼制成的鋼結構支撐扭曲、變形，說明溫度高于700度；鋅的熔點約為400度，從現場屋面板鍍鋅層熔損、采光帶燒損等情況可大致判斷溫度沿屋面的變化情況。
綜合判斷火災時火場溫度，1-3線區域D軸附近，鋼結構過火溫度在600℃以上，火場溫度700-1000℃。
據此推斷了火場在屋面處、上層吊車梁處、下層吊車梁處的火場溫度分布圖，見圖1、圖3、圖4。
圖1 廠房平面布置圖及屋面處火場溫度分布圖
圖2 廠房標準跨立面圖
圖3 南側上層吊車梁處火場溫度分布 圖4 南側下層吊車梁處火場溫度分布
2 廠房火災后完損情況檢查
1.圍護系統
（1）屋面板
1-3線屋面塌落；檢查發現，屋脊防水功能大部分失效；屋面板采用拉鉚釘固定，因溫度作用很多拉鉚釘失效；屋面板內板漆膜脫落嚴重；采光帶全部受損嚴重。
1-7線采光帶完全或部分燒損。
（2）墻面板及門窗
西立面山墻、1-4線南側墻燒損變形嚴重，墻面板嚴重變形。窗玻璃絕大多數破碎開裂。1-3線門窗框受損。
（3）屋面檁條（含檁條支撐拉條）
1-3線屋面塌落，3-4線檁條變形嚴重，4-5線檁條明顯變形；3-6線檁條支撐拉條掉落或變形嚴重；5-10線檁條表面涂料脫落。
（4）墻架
1- 3線南側墻架受損嚴重，西山墻墻架受損嚴重。
（5）天溝、雨水管
屋面天溝1-6線受影響嚴重，3線南側雨水管燒損變形嚴重。
2.剛架系統
（1）剛架柱
北側鋼柱基本完好。南側剛架1-2線上段柱受損嚴重，柱頭部位隨屋面而垮塌。下段柱防火涂料漆膜完全燒損。
（2）屋架
1線山墻屋面梁變形移位，完全失效；2線屋架完全塌落；3線屋架變形嚴重，失去承重功能。4線屋架漆膜局部脫落。4線南側屋架兩根隅撐（向3線方向）受屋面檁條變形影響，明顯屈服變形；向5線方向的隅撐完好。
現場采用水準儀結合激光測距儀的方法對4、5、6線的屋架變形進行了對比測量。測量結果顯示，與6線屋架相比，4線下撓值為27.5mm，5線上拱值為17.0mm。考慮測量方式的誤差，認為4線屋架撓曲未見明顯異常。
3.支撐系統
（1）屋蓋支撐系統
1-2線的屋蓋支撐系統隨屋面塌落，完全失效。其余屋蓋支撐系統基本完好。
（2）縱向支撐系統
1-2線的縱向支撐系統變形嚴重，完全失效。廠房其余縱向支撐系統基本完好。
4.吊車梁系統
（1）吊車梁
現場檢查發現，僅1-3線的南側吊車梁受火災影響明顯，漆膜脫落，上層吊車梁影響更嚴重一些。在2線附近的吊車梁軌道接縫明顯錯位，上層錯位10mm，下層錯位6mm。
現場對受影響較為明顯的1-3線吊車梁的平直度、撓曲度、腹板翹曲情況進行了測量。測量結果見圖5-1。從測量結果看，1-2線上層吊車梁有輕微上拱，上拱值約8mm，腹板產生翹曲現象，平面外產生約7mm的變形。1-2線下層吊車梁受影響較小一些，2-3線吊車梁受影響更小一些。
（2）吊車水平制動桁架
1-3線南側吊車水平制動桁架受損嚴重。其余吊車水平制動系統基本完好。
（3）吊車軌道連接
2線附近，上、下層吊車軌道均出現錯位現象，說明1-3線吊車軌道連接在高溫作用下，產生了滑移。
3 廠房安全檢測分析及構件評級
本次火災造成1-3線屋面垮塌，1-2線內的柱間支撐、屋蓋支撐扭曲失效。由于1-2線柱間支撐的扭曲失效，使廠房內結構縱向的溫度膨脹應力得到了釋放，廠房內其它區域的主體承重結構也因此受影響較弱。根據檢測分析結果，依據《火災后建筑結構鑒定標準》，對廠房構件進行了評級，并繪制了構件評級圖，便于進行進一步的加固修復設計。圖中標明了需更換的構件、需進行廠房加固改造處理的構件、需進行維護的構件等詳盡內容。
4 主要鑒定結論及處理意見
通過對廠房火災后調查及分析，得出主要鑒定結論：
(1)剛架系統：現場檢查檢測表明，此次火災主要對失火區域（1-3線）的屋架、南側的上段鋼架柱等結構構件造成的損害較嚴重，對整幢廠房其它區域結構安全沒有明顯影響。
(2)圍護系統：屋面板、屋面采光帶均受火災影響較為嚴重，除塌落、變形嚴重的屋面外，其余基本保存完好的屋面也存在鉚釘拉脫、防水失效的情況和隱患；1-5線屋面檁條均受影響嚴重；1-3線南側墻面、西側山墻受損嚴重。窗玻璃絕大多數破碎開裂，1-3線門窗框受損。
(3)支撐系統：1-3線屋蓋支撐、1-2線柱間縱向支撐等均受影響嚴重。
(4)吊車梁系統：1-2線吊車梁、吊車軌道連接、1-3線吊車制動系統等受火災影響明顯。
(5)綜合分析認為，除1-3線以外，火災對整體結構安全度影響不大，結構承載能力及耐久性未見有明顯降低。經過適當處理后，可滿足繼續使用的要求。
結合現場檢查檢測結果，對廠房提出如下處理意見及建議：
(1)整個屋面板系統、天溝系統、落水斗管拆除重建。
(2) 西山墻、1-4線南側墻損壞。內外墻板均需更換時，墻面檁條一同更換。
(3)對受損的門窗進行修復。
(4) 1-5線屋面檁條及支撐、拉條拆除重做。5-10軸檁條進行清洗及防腐涂裝，并檢查檁條支撐拉條的緊固情況，必要時更換。拆除檁條時，應采取措施保證屋架的整體穩定。
(5) 屋架1-3線受損嚴重，需更換。剛架柱，1-3線D軸上柱拆除重做。西山墻及D軸1-2線墻的墻架拆除重做。
(6)主要吊車梁認為均能滿足正常的使用要求，局部過火區域吊車梁經適當加固處理后仍可滿足使用要求。D軸1-3線吊車制動系統受損，需更換。
(7) 1-2線屋蓋支撐更換。
(8) D軸1-2線縱向支撐損壞，需更換。
(9)對廠房受火災影響的結構構件進行重新涂裝。
5 結語
通過對廠房火災后的廠房質量檢測鑒定評估，為廠房進一步進行維修加固設計提供了充分的依據，為廠房的盡快恢復生產奠定了基礎。雖然廠房在火災中倒塌了兩個開間的屋面，但經過局部構件的修復和整體的維修，車間得以盡快恢復生產，創造了明顯的技術經濟效益。
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