[发明专利]火灾后钢结构建筑的评定方法

说明书

(一)技术领域

本发明属于建筑结构在特定条件下的一种评定方法，特别是涉及建筑结构在受火灾后的一种评定方法。

(二)背景技术

据联合国“世界火灾统计中心”报道，全世界每天发生火灾1万多起，火灾死亡人数数百人。在我国，每年发生火灾约4万起，死2000多人，伤3000—4000人，上百栋房屋因为火灾受损甚至坍塌，每年火灾造成的直接财产损失达10多亿元，几十人、几百人死亡的特大恶性火灾也时有发生，给国家和人民的生命财产造成巨大损失。建筑物遭受火灾后，结构及构件将受到不同程度的损伤或破坏，有时甚至会引起整个结构的失效或倒塌破坏。建筑结构在火灾后可否继续使用，救援人员在灾后进入受灾现场进行救援工作是否安全，均取决于灾后受损伤建筑结构的受力性能和结构的承载安全性，因而，灾后结构及构件的损伤检测与评定方法以及受损伤结构或构件承载能力的评估方法研究，是现代国家防灾救灾战略中的重要内容之一。

尽管目前已有多种钢结构构件受损伤后的检测方法以及灾后结构构件损伤的检测工程实例，且现有相关规范标准只是对既有钢结构建筑的检测及鉴定做一个笼统地说明，但钢结构建筑受火灾高温后，其损伤情况有特殊性，受损伤结构系统的检测分析与承载能力评定方法的综合研究在国内外尚属空白。因此，急需提供一种评定方法以便科学、经济地采取对策。

(三)发明内容

本发明的目的是结合钢结构构件受火后材质和整体稳定性发生变化的特点，建立一种科学、客观的火灾后钢结构建筑的检测及评定方法，为灾后建筑结构构件的承载能力评估、结构加固和对建筑物使用的安全性提供理论依据。

本发明的目的由以下技术方案来实现。

火灾后钢结构建筑的评定方法，其特征在于，所述方法包括以下主要工作程序：

①现场调查确定检测方案程序、②检测试验程序、③数据处理结构分析程序、④可靠性评定检测与鉴定结论程序和⑤结论和处理建议程序。

所述现场调查确定检测方案程序为：

a)查阅火灾报告，了解火灾的起因、部位、燃烧过程和时间、灭火方法及手段，确定受灾范围；

b)调查火荷载、建筑物通风条件，查找温度判定证据，初步推断温度分布；

c)查阅原设计图、施工验收记录、结构使用资料及其他相关文件，并与实际结构状况核对，确定结构损伤状况和破坏特征，划分损伤等级，并判断构件损伤及危险程度；

d)制定勘查检测方案，查阅并研究相关文件，针对每个受火建筑物的结构形式制定出能够查找出建筑在受火后损伤部位及程度的勘查检测方案；

e)查阅火灾扑救和火灾调查报告，通过火场残留物、结构外观特征，判断火场温度和作用范围；

f)调查确定火荷载、通风条件温度场计算所需要的参数和边界条件，进行火场温度分析计算，绘制火灾过程温度曲线及最高温度分布图。

所述检测试验程序为：

a)对火灾后结构整体和构件进行检查与检测，包括钢结构构件防火保护层及其表面颜色、结构变形、节点连接损伤，绘制损伤分布图；

b)对受火构件进行结构材料金相检验、化学成分检验和力学性能检验；

c)采用几何测量方法测量、无损探伤检测方法检测火灾后钢构件的变形损伤；

d)根据火荷载密度、可燃物特性、受火空间封墙的热传导特性、通风条件及灭火过程，按燃烧规律推断和采用火灾模拟软件进行数值模拟确定火场温度过程；

e)根据结构表观状况、火场残留物状况及可燃物特性、通风条件、火灾扑救过程综合分析推断火灾对结构的作用温度、持续时间及分布范围，对于重要烧损结构根据结构材料微观分析结果推断；根据火场残留物熔化、变形、燃烧、烧损程度推断构件表面曾经达到的温度及作用范围；

f)根据火场温度过程、钢构件防火保护程度及防火保护材料特性按热传导理论和数值方法推断火灾后钢构件内部截面曾经达到的温度；

g)通过现场取样试验或同种钢材加温冷却试验确定受火构件材料性能检验。

所述数据处理结构分析程序为：

a)结构火灾反应分析包括火灾过程中的结构反应分析和火灾后的结构反应分析；根据火作用时钢结构上实际荷载的组合进行火灾过程中的结构分析，根据火灾后的钢结构材料力学性能、连接状态、结构几何形状变化和构件的变形和损伤进行火灾后的结构分析；

b)应用钢结构火灾性能的数值模拟模型进行结构承载能力计算，其中建模型计算根据结构受火后现状。

所述可靠性评定检测与鉴定程序结论为：

根据火灾后钢结构构件各项检测结果、裂纹缺陷、金相检测结果，提出对构件需做专项整治和/或技术处理和/或继续使用意见。