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1、钢结构,火灾后的性能分析与鉴定,火灾事故不仅危害严重，而且对社会的负面影响也很大火灾对建筑物的损害尤为严重, 大火烧毁建筑物内一切可燃物质, 产生的高温对建筑物结构构件及建筑材料造成严重损伤, 轻则降低材料强度, 重则使结构构件失去承载能力, 引起建筑物倒塌。对于遭受火灾的建筑物, 要进行修复加固, 恢复设计承载能力和使用功能。修复加固前, 必须对受火灾损伤的建筑物进行勘察、检测、鉴定, 确定建筑物的结构材料、结构构件的损伤程度, 为建筑物的修复加固提供可靠依据。随着钢结构房屋增多, 受火灾损伤的可能性也相对增多, 有必要总结和研究钢结构火灾后的勘察、分析和鉴定方法, 为火灾后的钢结构鉴定做好
2、前瞻性工作。,火灾后的性能分析与鉴定必要性,1火灾现场调查与火灾温度判定,1. 1 火灾后材料与构件的变化 建筑物常有玻璃、铝合金、铜质配件及其它建筑材料, 其中有些材料的软化点或熔点较低, 在一定温度下, 玻璃会软化卷边, 翘曲变形, 温度更高会烧成球状; 铝合金会完全熔化形成球状体。火灾后现场调查时,要注意观察记录这些材料遭受大火燃烧后的变形形态及位置, 根据材料的变形形态和分布位置, 可以判断大火温度及其范围; 对于火灾后的钢结构构件, 要注意观察结构构件表面涂装层( 如油漆) 受火燃烧后的颜色变化, 迎火面与背火面油漆颜色的区别, 为判断大火的温度及确定钢结构材料火灾后的强度提供依据。
3、对于工字形、槽形截面钢梁翼缘腹板、钢屋架, 还应观察其大火后可能发生的翘曲, 侧向弯曲变形; 对于钢屋架杆件、钢柱应观察其可能发生的翘曲或屈曲变形。,1. 2 火灾温度的判定方法,1) 根据现场燃烧残留物判定， 经过一定火灾温度后, 一部分材料被烧毁, 一部分材料会变形。 2) 根据标准升温曲线判定。 3) 根据火灾现场结构混凝土烧伤程度判定。 4) 根据钢结构损坏现象推算火灾温度。,钢材火灾高温下的弹性模量,高温下屈服强度降低系数 fy（t）/fy,自然冷却,浇水冷却,2火灾后钢结构材料性能分析,钢材由大火高温冷却至常温, 有2 种方式:,建筑物发生火灾时, 一般用冷水灭火, 在温度较高的条
4、件下, 突然降到较低温度, 相当于给钢材淬火。,有的火灾发生后, 由于可燃物质不多, 燃烧时间不长, 不经灭火过程而自然熄灭, 火灾只影响到建筑物局部, 这种情形下, 高温对结构构件的影响较小。,2. 1钢材高温自然冷却屈服强度变化特征,钢材高温自然冷却一般认为受大火高温600 度以内, 自然冷却的钢材与常温下的钢材有同样的颈缩现象, 弹性模量基本相同; 屈服强度在400度以内不变; 在400 600度范围内稍有降低。试验研究表明, 钢材受火温度330自然冷却后的屈服强度与常温度下钢材相同; 330 600度范围内有所降低, 当经受的最高温度为600度时,屈服强度降低约8%。,2. 2钢材高温
5、浇水冷却屈服强度变化特征,钢材受火浇水冷却后, 屈服强度在38度时不变, 在38 600度范围内按下式变化： f yT = f y ( 1.011 - 2.9/10000*T ),3火灾后钢结构性能鉴定,对于遭受火灾的钢结构, 可进行修复加固, 恢复原有承载力和使用功能。修复加固前要对受火灾的结构构件、结构材料性能进行检测鉴定。 1结构材料力学性能鉴定 2结构构件承载力鉴定 3结构的变形鉴定 4结构连接与构造鉴定,3. 1 结构材料力学性能鉴定,鉴定钢结构材料受火冷却后的屈服强度、抗拉强度、弹性模量、伸长率。可直接在受火构件上取样试验测定; 也可根据受火温度分析确定, 取可靠方法。与常温下材料
6、力学性能参数比较, 确定变化程度。,3. 2 结构构件承载力鉴定,根据火灾后钢结构材料力学性能, 作用荷载和支承方式、结构类型, 验算结构构件的承载力, 将其与原设计承载力比较, 或通过荷载试验, 确定结构构件的现有承载力。,3. 3 结构的变形鉴定,变形对结构构件产生不利影响, 过大的变形还会使结构丧失承载能力。测量因火灾使钢结构产生的翘曲、挠度、倾斜、侧向位移、侧向弯曲等变形的量值, 与相应的允许值比较, 确定变形的程度。,3. 4 结构连接与构造鉴定,火灾可能引起支承连接、节点连接损伤, 高温还能引起焊缝、铆钉、螺栓产生变形、滑移, 这些因素对钢结构构件的整体性、承载力产生严重影响, 鉴定过程中应仔细检查, 确定损伤程度、变形。,结 语,对遭受火灾后的钢结构作出损伤鉴定, 应对火灾现场进行详细的调查勘察, 了解起火原因, 燃烧物质, 燃烧时间, 燃烧范围, 重度火灾位置, 钢结构冷却方式; 观察各种建筑材料、钢结构构件的变形形态及颜色; 判定大火曾经产生的最高温度, 确定钢结构材料受火冷却后的力学性能和钢结构构件的剩余承载力和刚度; 必要时还可通过现场取样、试验检测确定。然后对火灾后的钢结构作出正确的分析鉴定, 为建筑物的修复加固提供可靠的依据。,谢谢观赏！,