专栏名称: 建筑结构
《建筑结构》创刊于1971年,是中文核心期刊,建设部优秀科技期刊。主要栏目包括混凝土结构、钢结构、空间结构、组合结构、地基与基础等方面的结构设计经验以及工程抗震、减隔震等相关问题的交流与讨论。内容以实用性、科学性、导向性和资料信息性为特色。
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建筑结构丨钢结构建筑发生火灾后,如何评估与加固?

建筑结构  · 公众号  ·  · 2024-07-04 10:50

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2024年,有种感觉 火灾明显 增多,比如最近韩国锂电池工厂火灾、天津一化工厂的火灾,都造成了很大的伤亡。

(火灾后的韩国锂电池工厂,图片来源:央视新闻)

但从消防救援局发布的火灾数据看,截止目前火灾总起数45万起、同比有下降4%,亡人数上升了19%。有增多的错觉,其实是因为个别重大火灾的关注度提升,被放大了。
钢结构建筑越来越多,尤其是各类厂房库房,要评估火灾对钢结构的影响,也会越来越多遇到,今天就聊聊这个话题。

火灾可能带来的影响

结构强度的损失

高温会降低钢材的屈服强度和弹性模量,使其变弱且在荷载作用下更容易变形。

变形和翘曲

火灾期间加热和冷却不均匀会导致钢构件翘曲、扭曲或弯曲。

残余应力

快速冷却(例如,消防工作)可能会在钢构件内产生残余应力,可能导致破裂或进一步变形。

连接损坏

高温会削弱或破坏螺栓、焊缝和其他连接,从而损害结构的整体稳定性。

保护涂层损坏

防火涂层或其他保护措施可能会损坏或破坏,从而降低结构的耐火和耐腐蚀能力。

屈曲和倒塌

在极端情况下,如果损坏足够严重,脆弱的钢结构可能会在火灾期间或之后发生屈曲或倒塌。

火灾后的评估

常识基本判断

对于火灾后的钢结构,其实从常识直观上,是可以有一些基本判断的:
比如钢也是在火里炼出来的,只要不变形,虽然受过高温,肯定还是好的。
如果构件变形了,是矫正还是更换?主要看哪个成本更低。
关于连接节点,如果螺栓松了,那就更换,高强螺栓是不建议重复使用的。
防腐防火涂料损坏,是要修补、重刷的。

技术专业判断

从工程技术上,又会有一些复杂的问题需要考虑:比如可能会有更多的残余应力;经历过不同的高温,钢材材性会发生一些变化;焊缝的损伤;高强螺栓预拉力的损失等等。
这些工作,目前已经有了很多研究成果。并且形成了标准(引自《火灾后工程结构鉴定标准》T/CECS 252-2019):

发生以下的情况,初步可以评为 Ⅳ级:
  1. 1. 严重烧灼损坏、出现过大的整体变形、严重残余变形、开裂或断裂、局部屈曲、扭曲或部分焊缝撕裂导致承载力丧失或大部分丧失。
  2. 2. 火灾后钢结构连接大面积损坏、焊缝严重开裂、螺栓烧损或断裂脱落。

小结

钢结构建筑发生火灾后,如何评估、加固,其实是很复杂的事情,有很多经验技术的成分占比。尤其是在设计尚有审图的要求,这些会变得更为复杂。

有时候就是这样,随着知道的越多,会发现自己知道的越少,欢迎大家一起在留言区分享交流。

来源:愚公解构


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