鋼材的強度和硬度會隨著溫度的升高而降低,當溫度達到500℃時,鋼材的屈服強度將降低一半;當溫度達到600℃時,鋼材將會降低鋼材的屈服強度和彈性模量,使其變?nèi)跚以诤奢d作用下更容易變形,失去承載能力。
一、火災對鋼結構可能帶來的影響
1.變形和翹曲
火災期間加熱和冷卻不均勻會導致鋼構件翹曲、扭曲或彎曲。
2.殘余應力
快速冷卻(例如,消防工作)可能會在鋼構件內(nèi)產(chǎn)生殘余應力,可能導致破裂或進一步變形。
3.連接損壞
高溫會削弱或破壞螺栓、焊縫和其他連接,從而損害結構的整體穩(wěn)定性。
4.保護涂層損壞
防火涂層或其他保護措施可能會損壞或破壞,從而降低結構的耐火和耐腐蝕能力。
5.屈曲和倒塌
在極端情況下,如果損壞足夠嚴重,脆弱的鋼結構可能會在火災期間或之后發(fā)生屈曲或倒塌。
二、火災后的評估
1.常識基本判斷
對于火災后的鋼結構,其實從常識直觀上,是可以有一些基本判斷的:
?、疟热玟撘彩窃诨鹄餆挸鰜淼模灰蛔冃?,雖然受過高溫,肯定還是好的。
⑵如果構件變形了,是矯正還是更換?主要看哪個成本更低。
?、顷P于連接節(jié)點,如果螺栓松了,那就更換,高強螺栓是不建議重復使用的。
?、确栏阑鹜苛蠐p壞,是要修補、重刷的。
2.技術**判斷
從工程技術上,又會有一些復雜的問題需要考慮:比如可能會有更多的殘余應力;經(jīng)歷過不同的高溫,鋼材材性會發(fā)生一些變化;焊縫的損傷;高強螺栓預拉力的損失等等。
這些工作,目前已經(jīng)有了很多研究成果。并且形成了標準(引自《火災后工程結構鑒定標準》T/CECS252-2019):
表6.3.12火災后鋼結構構件的物步鑒定評極標準發(fā)生以下的情況,初步可以評為Ⅳ級:
嚴重燒灼損壞、出現(xiàn)過大的整體變形、嚴重殘余變形、開裂或斷裂、局部屈曲、扭曲或部分焊縫撕裂導致承載力喪失或大部分喪失。
2.火災后鋼結構連接大面積損壞、焊縫嚴重開裂、螺栓燒損或斷裂脫落。
三、小結
鋼結構建筑發(fā)生火災后,如何評估、加固,其實是很復雜的事情,有很多經(jīng)驗技術的成分占比。尤其是在設計尚有審圖的要求,這些會變得更為復雜。