火灾后的钢结构

 

大家好，我是双无余。   2024年，有种感觉 火灾明显 增多，比如最近韩国锂电池工厂火灾、天津一化工厂的火灾，都造成了很大的伤亡。

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。

火灾可能带来的影响

结构强度的损失

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。

变形和翘曲

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。

残余应力

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。

连接损坏

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。

保护涂层损坏

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。

屈曲和倒塌

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。

火灾后的评估

常识基本判断

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。

技术专业判断

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. 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. 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。

小结

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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