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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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):
各损伤等级状态特征 | Ⅱa | Ⅱb | Ⅲ |
涂装与防火保护层 | 基本完好无损;防火保护层有细微裂纹且无脱落 | 防腐涂装完好;防火涂装或防火保护层开裂但无脱落 | 防腐涂装碳化;防火涂装或防火保护层局部范围脱落 |
局部变形 | 无 | 有局部残余变形、轻度局部屈曲或扭曲,对承载力无明显影响 | 主要受力截面有局部屈曲或扭曲,对承载力有一定影响;非主要受力截面有明显局部屈曲或扭曲;局部残余变形对承载力有一定影响 |
整体变形 | 未见明显变形,且变形不大于现行国家标准《钢结构设计标准》B50017规定的变形允许值 | 未见明显变形,且变形不大于现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017规定的变形允许值 | 可见明显变形,但变形不大于现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017规定的变形允许值的2倍 |
连接板残余变形与撕裂 | 无 | 轻度残余变形,对承载力无明显影响 | 主要受力节点板有一定的变形,或节点加劲肋有较明显的变形 |
焊缝撕裂与螺栓滑移及变形断裂 | 无 | 个别连接螺栓松动 | 螺栓松动,有滑移;受拉区连接板之间脱开,个别焊缝撕裂 |
发生以下的情况,初步可以评为 Ⅳ级:
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. 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。
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,欢迎大家一起分享交流。
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钢结构工程
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厚度方向性能钢板的应用,钢板的Z向性能通常,受拉的钢结构构件,其垂直于应力的截面在厚度方向的伸长率和面缩率大大小于平面方向。 在许多应用中这种固有的方向性并不引起什么严重的后果。 但是,由于可能发生层状撕裂,在设计和制造具有强约束节点的结构时,它就变得很重要了。 这是一种断裂现象,由于沿厚度方向过大的应变导致在钢板表面下产生开裂, 通常与强约束节点中存在的焊缝金属收缩有关 。
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