火灾对建 结构造成损害的原理:
混凝土是以水泥为胶凝材料,加粗骨料(石子)、细骨料(砂)、掺和料、外加剂等用水和,硬化而成的人工石。它在火化作用下的原理可归纳为以下叁个方面:第一,表面受火处温度升高比内部快,内外温差引起混凝土开裂。火灾时,混凝土中各种水分迅速汽化,体积明显膨胀,冲破障碍迅速逃逸,导致强度下降;第二,水泥石受热分解,使胶体的粘结力破坏,出现裂缝,表面发毛、起砂、呈蜂窝状、出现龟裂、边角溃散脱落等现象;第叁,骨料和水泥石间的热不相容,水泥石受拉,骨料受压,导致应力集中和微裂缝的开展。破坏的程度取决於温度升高的速率、最高温度和火作用持续的时间:当温度低於500℃时,浇水冷却的混凝土强度低於自然冷却後的强度,而高於600℃时,浇水冷却後的强度高於自然冷却後的强度火对钢材的主要影响,表现在原子热振动加剧并扩散.产生软化,到一定程度後可抵消硬化的影响。高温时,原子间的结合力也有所降低.从而增加滑移变形,减少了抗滑能力。在1400℃时,钢筋进人液态,失去了抵抗荷载的能力。火灾时,钢筋与混凝土间的粘结强度随温度升高呈下降趋势,且对光圆钢筋的影响比钢筋更为突出。火灾对砌体的作用由砖块材质和砂浆性能决定,砂浆的弹性模量比砖的弹性模量小,热膨胀比砖大,因而在高温受压时产生比砖块更大的横向变形。
影响(按类型区分)
a.只有表面熏黑。
b.出现龟裂及裂缝。
c.构件表面出现粉化。
d.表面发毛、起砂,出现蜂窝状。
e.出现位移、变形,挠度增大(梁)。
f.构件倾斜,倒塌。
g.化学侵蚀。
影响(按破坏程度区分)
A.局部破坏
a、地基基础:稳定,对上部结构无影响。
b、承重构件:钢筋混凝土屋架无明显影响,承重梁、墙、柱、板构件局部保护层剥落。
c、非承重墙:混凝土预制板墙、石膏板墙、加气混凝土墙和楼梯、阳台局部出现保护层剥落或个别出现轻微裂缝。
d、楼板:混凝土地面局部出现剥落或细小碎裂。
B.大部破坏
a、地基基础:稳定或个别部位出现下沉,对上部结构产生影响。
b、承重构件:钢筋混凝土承重梁、墙、柱以及屋架部分保护层严重剥落,部分构件出现露筋或裂缝。
c、非承重墙:混凝土预制板墙、石膏板墙、加气混凝土墙以及楼梯、阳台等部分保护层出现严重剥落、露筋,个别墙体出现部分钢筋松动以及倾斜或断裂。
d、屋面:钢筋混凝土屋面板部分保护层严重剥落,个别构件连接部位出现较大裂缝。
e、楼地面:混凝土地面部分板面酥松、隆起剥落,个别部位出现开裂。
C.全部破坏
a、地基基础:由於上部结构的倒塌,引起地基基础出现局部或部分明显的不均匀下沉、倾斜、位移、扭曲、断裂。
b、承重构件:钢筋混凝土承重梁、墙、柱大部分保护层严重剥落、露筋,产生剪切性裂缝或竖向裂缝,以至出现大面积的倾斜、倒塌和出现随时倒塌的危险。钢筋混凝土屋架保护层大面积剥落、露筋,部分已产生超过跨度1/150的挠度,部分构件支撑点损坏,大部分或全部屋架倾斜或塌落。
c、非承重墙、屋面、楼地面、楼梯和阳台出现大面积断裂、倾斜、倒塌。
补强方式
根据现场鉴定判定破坏程度选择合适的补强措施。结构补强的原则是铲除损坏的混凝土,必要时加钢筋来保证结构部件具有完全的承载力,按照需要的尺寸用相应的混凝土给截面复原,补强可采用扩大断面、钢板补强和碳纤维补强等方式。对於补强之构件有结构性裂缝时应先采取低压持续注射工法先将裂缝封闭并加以结合。对於不影响结构部件的承载能力的轻度损害,只要铲除松弛的混凝土部分,再进行填补,作好混凝土表面,以保证钢筋不受 蚀。
以下是分类修补措施:
1、按破坏程度,对於全部破坏,不宜做补强措施;对於大部破坏和局部破坏,权衡经济、适用,选择相应的修补加固措施;
2、按构件部位
a.柱:一般是采用扩大断面法、钢板补强和碳纤维围束补强等方式进行。
b.梁:一般采用扩大断面、钢板或钢梁补强和碳纤维补强等方式进行。
c.版、墙:一般采用树脂砂浆表面修复、钢板补强和碳纤维补强等方式进行。
3、按破坏类型
a.只有表面熏黑:可以高压水枪以清水冲洗即可,但须以金属槌敲击法看是否有空鼓现象,如有则应采取下列步骤。
b.出现龟裂及裂缝:一般采用裂缝注射工法以确实达到封闭及接合的效果以确保钢筋不接触空气中水分而 蚀 。
c.对构件表面出现粉化:对於没有伤及钢筋则树脂对混凝土修补即可,若钢筋强度降低,则采取修补前增设钢筋或修补整平後做钢板或碳纤维补强。
d.表面发毛、起砂,出现蜂窝状:铲去损坏的混凝土,判断是否损伤钢筋,确定是否补强(增附加钢筋,贴钢板或碳纤维补强),对混凝土进行修补、加固。
e.出现位移、变形,挠度增大:根据结构重要程度不同,采用钢板、型钢或纤维加固,增设支点加固,或打掉重建,也可多种加固方式配合使用。
f.构件倾斜,倒塌:拆除重建。
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