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某坍塌火灾建筑检测鉴定 陈淑娟 （永安市建筑工程质量监督站） 摘要：本文通过对某火灾事故灭火过程发生坍塌原因调查研究的介绍，提出利用已有的火灾后材料强度研究成果推断火灾中某时间点材料强度的实用方法。 关键词：火灾鉴定 坍塌火灾建筑 近年来，国内相继出现多起建筑物发生火灾后在灭火过程突然坍塌，导致大量人员伤亡，且部分火灾建筑在坍塌后火场内火势并未扑灭，这给相关政府部门进行工程事故原因分析、坍塌责任认定带来相当的困难。本文希望通过对某火灾建筑坍塌原因分析的实例介绍，给出坍塌火灾建筑检测鉴定方法，为今后类似工程的调查取证提供帮助。 1 工程概况 该工程原为永安某厂仓库，建于1981年，原为一层砖混结构，屋盖为现浇钢筋混凝土梁板，1991年12月在原结构上增建一层，现为二层砖混结构。建筑平面尺寸为35m×15.5m，建筑中部设置一道结构缝，建筑平面示意图详见图1。该工程现为某工贸公司材料仓库，于2004年发生火灾，在灭火过程中发生突然坍塌，造成人员伤亡。 图1 建筑平面示意图 2 火灾受损结构的材料检测 本次事故引起各方的普遍关注，事故调查组认为问题的焦点在于该建筑物受火前是否安全及灭火时结构承载能力是否满足两个方面。对于前者，只需取得未受火材料进行强度试验即可；对于后者，目前研究主要集中于火灾后材料强度性能，本工程由于结构坍塌后，火情仍然持续了好几天，因此现场受火材料的强度值并不是结构坍塌当时的材料强度，要判断灭火时结构承载能力是否满足必须取得坍塌当时的强度值。经过对国内、外已有文献研究，我们认为可以根据建筑物坍塌时的火灾表面温度，查材料火灾后的本构关系曲线，就可以确定建筑物各结构构件当时的材料性能，其精度与所确定的结构构件火灾时的表面温度的精度有关。 鉴于火灾时构件的表面温度直接影响到材料性能确定的准确性，下文首先介绍火灾温度的判定，其次介绍火灾后材料的本构关系曲线，最后给出如何确定火灾中某时间点材料强度的方法。 3 火灾温度的判定 （1）火灾温度曲线 图2是国际标准的火灾升温曲线，从曲线可以看出，发生火灾到扑灭或自然熄灭经历了成长期、旺盛期、衰减期三个阶段。· ISO834火灾时间－温度标准曲线可用下式表示： T-T0=345lg(8t+1) 式1 式中T---标准温度（℃）； T0---环境温度（℃）； t---火灾经历时间（min）。 图2的标准升温曲线与建筑火灾温度曲线是有所区别的，但是火灾标准升温曲线是有大量建筑火灾的统计分析而制定的，符合大多数火灾的升温规律。根据文献【1】，在判定建筑火灾温度时，也可以采用这条标准曲线来推算火灾温度。 （2）火灾温度与构件表面温度的关系 火灾发生后，火灾温度的高低和持续时间的长短直接影响建筑结构的承载能力。火灾后建筑物结构损伤分析中，建筑物的火灾温度与构件的表面温度是不同的概念。构件的表面温度与构件受火灾温度的升高有一滞后工程。只有当火灾作用时间较长以后，构件表面温度与火灾温度才相一致。该滞后值与火灾作用时间及材料有关，随火灾作用时间的增长而递减，混凝土及砌体滞后较多，钢材滞后值很小。图3是火灾温度与构件（混凝土、砌体）表面温度关系曲线。 图2 标准升温曲线 图3 火灾温度与构件表面温度 4 火灾后材料的本构关系 （1）根据文献【2】火灾后花岗石类的混凝土强度折减系数KC与温度及冷却方式有关，可按下式求得： ①自然冷却时 式2 ②喷水冷却时 式3 （2）高温状态下钢筋软化及内部金相结构发生变化，钢筋的强度随受火温度的升高而不断降低。对于热轧钢筋，当受火温度T≤300℃时抗拉屈服强度降低不大，当T＝600℃左右时，钢筋的屈服强度只有原强度的50％。同时火灾后钢筋的强度与冷却方式也有一定关系。 ①自然冷却时 式4 ②喷水冷却时 式5 （3）在火灾事故中，砖砌体在较高的火灾温度作用下，减低了砌体中的砂浆和砖的强度，从而减低了砌体的强度，影响砖混结构的承载能力。水泥砂浆在常温下，有较好的密集性，随着火灾温度的升高，浆体中的水化产物脱水，浆体开始疏松。当水泥砂浆浆体收缩成团块状时，生成CaO，吸收空气中水分产生膨胀，从而破坏内部结构，影响结构的抗压强度。而粘土砖虽是耐高温材料，但在900℃以上高温后，内部脱水而疏松，导致抗压强度的降低。 文献【1】根据试验结果及参考国内有关资料，给出了火灾后砖砌体中砖和砂浆强度的折减系数。当水泥砂浆温度低于317℃时，对强度无影响。240厚砖墙中砂浆和砖的抗压折减系数详见表1。 火灾后240厚砖墙中砂浆和砖的抗压折减系数 表1