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上海某社区文化活动中心网架火灾后检测鉴定报告

2018-12-05 11:10:56 结构检测中心 阅读

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  上海某社区文化活动中心网架火灾后检测鉴定报告

 

  【摘要】九亭镇社区文化活动中心文艺厅局部区域发生火灾,持续约20 分钟,装饰墙板、铝合金龙骨以及屋顶网架受损。现场对火灾情况进行了调查,包括火场温度分布、持续时间及灭火方式等;采用表面硬度法对网架钢材的强度进行了检测;对构件受火损伤情况进行调查,包括杆件和节点受损,并对损伤程度进行评级;对构件变形情况进行测量,包括杆件弯曲、支座差异沉降等;根据现场检测结果对网架承载力进行计算分析,对网架总体受火影响程度进行了分析与评估。

 

  1. 检测概述

  九亭镇社区文化活动中心建于 2010 年3 月,由办公和文艺厅两部分组成,文艺厅主体为混凝土框架结构,屋面为网架(又名文化活动中心网架)。网架为正规设计施工,占地面积约645m2。2011 年9 月9 日晚8:45 左右,文艺厅局部区域着火,持续约20 分钟,装饰墙板、铝合金龙骨以及屋顶网架受损。为了解网架受火灾影响程度,上海市松江区九亭镇人民政府特委托房屋质量检测站对网架受火后的安全性进行检测与评估,从而为后续问题处理提供技术资料。

  1.1 检测鉴定的范围

  本次检测对象为文艺厅屋顶钢网架,由上部和下部双层组成,均为四角锥网架,检测对象见图1-1~图1-2,网架与周边混凝土框架相对位置关系见图1-3。

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  1.2主要工作内容

  本次检测鉴定主要工作内容包括:

  1、对承重构件布置情况及其截面尺寸进行复核;

  2、对火灾情况进行调查,包括火场温度分布、持续时间及灭火方式等;

  3、对构件受损进行调查,包括杆件和节点受损等;

  4、对构件变形情况进行测量,包括杆件弯曲、支座差异沉降等;

  5、根据现场检测结果对网架结构承载力进行计算,对其受火影响程度进行分析与评估;

  6、对存在的问题给出处理意见。

 

  2. 房屋概况

  2.1 上部网架

  网架为正放四角锥网架,螺栓球节点。网架平面尺寸 24.3×24.75m,高 1.5m,平板网架,具体杆件布置见图 2-1。网架采用下弦支撑,支撑由 8个预埋件 M-1与周边框架梁柱相连(图 2-2)、典型支座见图 2-3。屋面轻质 75mm厚夹芯板, C型檩条 160×65×20×2.5、南北向布置间距 2650mm(位于上弦节点位置处),现场见图 2-4。

  上弦静载 0.25kN/m2、活荷载 0.50kN/m2,下弦静载 0.15kN/m2。基本风压 55kN/m2,温差± 30℃,地震作用 7度、IV类场地。网架杆件材料采用 Q235B钢材,钢管为高频焊管。螺栓球采用 45号钢材,高强螺栓采用 40Gr钢和 10.9S级。

  2.2下部网架

  网架为正放四角锥网架,螺栓球节点。网架平面尺寸 25.2×16.9m,高 1.20m,具体杆件布置见图 2-5。网架采用下弦支撑,由 8个预埋件(4M24或 6M20化学锚栓)与周边梁柱构件连接。

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  3.现场检测情况

  3.1 火作用情况

  委托方未提供火灾原因认定书,经现场了解可知,火灾发生于 2011年 9月 9日晚 8:45左右,起火点位于 (1/4)/G轴西侧门厅位置。大火持续约 20分钟,装饰墙板及其铝合金龙骨、上部和下部网架受损。起火原因不明,灭火方式采用水灭。

  根据现场残留物调查可知,残留物有装饰墙板碳化、铝合金龙骨扭曲变形、网架构件涂层烧损及表面变黑等(图 3-1~图 3-3),火灾中构件表面温度曾达到过 600℃。根据构件残留形态与其变态温度对应关系可初步将火灾影响区域划分为严重受火区域、中度受火区域和轻度受火区域。严重受火区域表征为装饰墙板碳化、铝合金龙骨扭曲变形、网架构件涂层蜕皮或脱落以及构件挠曲变形,中度受火区域表征为网架构件涂层裂缝或局部脱落,轻度受火区域表征为网架构件涂层熏黑或涂层局部裂缝。不同区域见图 3-4。

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  3.2承重结构和资料复核

  上部网架构件、下部网架构件的布置情况与图纸资料基本相符。抽样上部网架受火、未受火区域的杆件截面尺寸与图纸资料基本相符,抽样下部网架受火、

  未受火区域的杆件截面尺寸与图纸资料也基本相符。另对螺栓球节点拉压承载测试、杆件焊缝检验等资料复核结果表明均能满足设计要求。

  3.3网架钢材材料性能测试

  采用表面硬度法测得钢材里氏硬度,换算成钢材的维氏硬度,再换算出钢材抗拉强度。检测结果表明:上部网架构件维氏硬度平均值为 157(未过火)和 154(过火),构件钢材抗拉强度换算值为 534MPa(未过火)和 522MPa(过火),受火后钢材硬度和强度未发生变化;下部网架构件维氏硬度平均值为 132(未过火)和 134(过火),构件钢材抗拉强度换算值为 453MPa(未过火)和 461MPa(过火),受火后钢材硬度和强度未发生变化。

  3.4损伤状况检测

  网架构件损伤主要表现为构件表面熏黑、防火涂层剥落、防火涂层烧损和金属表面变黑等,个别构件明显挠曲,杆件与螺栓连接松动、杆件挠度较大等。对构件的损伤状态进行评级,将涂层熏黑或开裂的构件评为 IIb级构件,涂层碳化变色、局部脱落的构件评为 III级构件,涂层损毁、构件挠曲、连接松动、挠度较大的构件评为 IV级构件。共有 IIb级构件 4个,III级构件 12个,IV级构件 12个。

  3.5 网架挠度测量

  根据国家行业标准国家行业标准《建筑变形测量规范》JGJ8-2007,采用水准仪按三等水准测量要求施测(含施工误差和测量误差)对弦杆挠度进行测量,测点布置和结果见图 3-5。测量结果表明,受火区域下弦杆多数无明显下挠情况。下部网架个别杆挠度较大,(1/4)/E-G轴挠跨比为 1/163,大于规范要求。

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  4.火灾后网架承载力验算

  严重受火区域和中度受火区域的 IV类构件,按规范要求应予以更换。严重受火区域和中度受火区域的 III类构件防火涂层碳化剥落,应进行加固补强,考虑到杆件受火后损伤复杂性、构件耐久性以及加固经济性,建议予以更换。

  轻度受火区钢管构件受火灾影响小,损伤主要表现为涂层熏黑或局部裂缝,构件挠度也不明显。推定轻度受火区温度在 100℃以内,冷却后构件强度基本无影响。根据原设计资料,对更换后网架承载力进行了复核。具体结果为:

  (1)上部网架 上弦静载 0.25kN/m2、活载 0.50kN/m2,下弦静载 0.15kN/m2。在正常使用条件和温差作用下,各弦杆应力比最大值 0.99(拉)和 0.96(压),长细比小于 180,网架挠跨比为 1/287、小于容许 1/250,承载与变形满足要求。螺栓球节点验算结果表明螺栓承载也满足要求。

  (2)下部网架 下弦静载 0.60kN/m2(G-H之间局部节点 10kN)、活载0.50kN/m2。在正常使用条件和温差作用下,各弦杆应力比、长细比、网架挠跨比等指标总体能满足要求。螺栓球节点验算结果表明螺栓承载满足要求。

 

  5.检测鉴定结论

  根据对火灾现场检测并进行结构计算分析后,对九亭镇社区文化活动中心火灾后提出如下鉴定结论:

  (1)九亭镇社区文化活动中心顶部网架为双层正放四角锥网架,上部和下部相互独立。上部网架用作屋面承重,下部网架用来悬挂装修荷载。网架承重杆件布置与设计相符。委托方提供的网架施工资料基本齐全,相关测试结果也符合原设计要求。 (2) 2011年 9月 9日晚 8:45点左右,文艺厅局部区域发生火灾,大火持续了约 20分钟,灭火方式为水灭。室内装饰墙板及铝合金龙骨,上部和下部网架不同程度受损。起火点位于西侧门厅区域。

  (3)火灾影响区域可划分为严重受火区、中度受火区和轻度受火区。严重受火区分布于 4-5/E-H轴区域,中度受火区分布于 4-5/H-J轴区域,轻度受火区分布于上述之外的区域。严重受火区损伤主要有装饰材料烧损、网架涂层脱落或烧损、网架个别构件变形较大、以及螺栓球与杆件连接松动等,中度受火区损伤主要有网架构件防火涂层裂缝或局部脱落等,轻度受火区损伤主要有网架构件涂层熏黑或局部裂缝等。

  (4)经计算,更换损伤的钢构件后网架的承载能力和变形能力满足后续使用要求。

 

  6.建议维修处理措施

  (1)严重受火区和中度受火区的 IV类构件涂层烧损、构件挠曲以及节点松动等,不适于继续承载,建议应进行更换;

  (2)严重受火区和中度受火区的 III类构件火烧后受损且损伤对网架整体性能和耐久性产生不利影响,建议一并进行更换。

  (3)轻度受火区防火涂层受损会影响构件的耐久性能,建议对受损涂层进行全面修补。

  (4)后续整改中也应进行排查,发现局部有变形或缺陷的构件、有松动或滑移节点应进行更换或加强。

  (5)整个维修整改过程应由专业单位进行设计与施工。

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