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摘要：文章通过总结东莞市某厂房火灾检测鉴定过程，着重阐述了火灾鉴定与常规安全鉴定的区别，火灾鉴定的重点及灾后有效处理方法，为同行各界朋友在今后火灾鉴定工作起到抛砖引玉的效果。
关键词：火灾鉴定；安全鉴定；加固设计
1 工程概况
东莞市某三层钢筋混凝土框架结构，总建筑面积7200㎡，建筑高度12.2m。2003年建成并投入使用。该厂为塑胶制品厂，一楼为生产车间，二、三楼作为原料仓库及成品仓库。堆放有大量的珍珠棉（包装用的珍珠棉未加阻燃剂）。厂房A区B区间距6m二楼通过一钢结构过道连接。楼层平面图如图1所示。2011年12月4日上午10：30左右该厂房二楼A区仓库突然起火，且火势猛烈并且迅速向上蔓延至三楼，由于珍珠棉燃烧迅速且火焰温度高，致使二楼窗户玻璃爆裂，飞向相隔6m的B区，致使B区的珍珠棉也迅速燃烧。10：50消防队员赶到火灾现场时，整个厂房都处于茫茫火海，厂房上空被黑烟所覆盖。经过消防队员的激烈抢救，大火终于在12：30扑灭，仓库内珍珠棉燃烧殆尽，所幸本次事故未造成人员伤亡。业主考虑接近年底业务较多，迫切需要回复生产。受业主委托我公司负责对本次火灾后的厂房结构进行检测鉴定。
2 初步勘察
2.1初步勘察方案
接受委托后，我公司派出一名一级注册结构工程师及两名结构工程师为主的队伍，对火灾现场进行勘察。到达现场后我公司先派一名经验丰富的工程师进入过火区域，初步判断现场有无坍塌的危险，对烧伤十分严重的构件在检测前做好卸载和有效支撑，避免检测过程中发生坍塌造成伤亡。在确保场地安全后，技术人员方能入场检测。
2.2初步勘察结论
根据火灾现场的燃烧残留物、燃烧量、燃烧时间初步判断火灾现场的基本温度。再根据对混凝土构件的外观颜色、变形、裂缝等特征判断结构的烧损程度。并得出以下初步结论：
（1）：该厂房暂时无整体倒塌的危险，但是部分区域烧损十分严重（如：A区火灾源头的中间一排柱，楼板以下1米左右，梁柱搭接位置出现45度角斜向贯穿裂缝）需立即采取有效支撑，以防倒塌。
（2）、从结构烧损程度来看：
a、从区域划分
严重烧伤：二楼A区，二楼的B区；中度烧伤：三楼B区；
轻度烧伤：三楼A区；二楼A、B区板面；未烧伤：一楼A、B区梁、柱。因为该A区是火灾的源头，珍珠棉堆放也相对比较密集；其次是二楼的B区，然后是三楼B区。因为火灾发生当日东莞天气为：多云，北风5-6级，A区在B区的北方，风由A区吹向B区。所以灭火时消防队员先对A区采用喷射水灭火。故而B区三楼烧损比A区三楼严重。
b、从构建类型划分：
严重烧伤：楼板；中度烧伤：梁、柱；轻度烧伤：墙。
3 火灾现场各区域结构受火温度的判断
3.1 根据混凝土表面颜色判定
通常混凝土在不同火焰温度烧伤后其表面会呈现不同的颜色如表1所示。
现场检测发现：二楼A区，B区中间一排柱2米高以上位置及梁板呈浅黄、白色可推断其温度基本在1000-1100℃度之间。二层其余的梁柱 呈浅黄色，推断其温度基本在900℃左右。三楼B区所有构件批荡脱落，部分梁板构件保护层脱落，颜色浅灰白、显浅红，推断其温度在500-700℃之间。
3.2根据火灾标准时间判定
采用国际标准化组织ISO834的火灾标准时间-温度曲线，表达式为：
式中：Tf（t）为火灾时刻温度；t为燃烧时间（单位min）；T0为环境温度。按本次火灾消防鉴定报告t为90-120min.故此次火灾现场的温度为900℃-1100℃.这与根据混凝土表面颜色判定的受火温度一致。
3.3根据残留物燃烧特征判定
从现场的残留物来看，二楼堆积的珍珠棉全部燃烧，且仓库内原有电线基本融化，据此判定二楼的受火温度在1000-1100℃之间.三楼由于救火及时还残留有部分珍珠棉只是受高温熔化，部分燃烧但未完全燃烧就被扑灭，据此推断三楼受火温度在500-700℃之间，与之前的两种方式推断一致。
4 结构的烧损检测、烧伤评级、鉴定结论
4.1结构的烧损检测
4.1.1烧损的直观检测
（1）构件的挠度及变形检测
构件变形是直观反映构件损伤程度的指标.现场检测发现A区3层楼面已烧至呈波浪起伏状.变形最大.梁拱起量和下沉量分别达4.5ram 和9Omm：楼板则更严重，达40mm 和170mm。天面楼面则未见明显挠度变形。
（2）构件的裂缝检测
我们对现场混凝土构件裂缝进行了全面检测.发现2、3层楼板裂缝最多。几乎每跨均有2-3条贯穿裂缝.其开裂方向垂直于次梁，呈横向分布；二层A区域柱子，在上端与框架梁交界处1米范围内有贯穿的45度角的斜裂缝。屋面层则仅局部区域出现裂缝。
4.1.2构件的仪器设备检测
（1）构件的碳化深度检测
碳化深度检测是检验混凝土构件损伤的重要指标，现场检测中发现A区3层梁碳化最严重，其深度均在12mm以上.平均18mm；2层柱次之，其深度在8mm以上.平均11mm；三楼层则较轻，其深度在lOmm以下.平均6mm。
（2）构件的砼强度检测
采用钻芯法进行构件混凝土强度检测.将抽出的芯样切除表面明显破坏的部分。并记录其几何尺寸。本工程构件混凝土强度等级为C25.检测结果表明二层柱和三层梁混凝土强度损失最大.抽检强度均在C18以下。平均15.8MPa；其次为2层板，抽检强度均在C25以下，平均18.5MPa；首层和三层柱则抽检强度基本达到设计要求，损伤较小。
（3）构件受力钢筋的强度检测 在现场分别取一组板、梁、柱钢筋进行力学性能试验，抗拉强度试验表明楼板钢筋损伤最大达40%以上，其次是梁底钢筋强度降低20%-30%左右。柱强钢筋度降低最小，在10%左右。
4.2承载力计算分析
4.2.1砼强度的折减及取值方法
根据实测情况，首层柱和三层柱强度不折减，二层板和二层柱按90%进行折减，三层梁和板按80%进行折减。
4.2.2受力筋的强度折减及取值方法
受力钢筋根据各区域抽检钢筋的实验值进行折减。
4.2.3建模计算
对于火灾后的混凝土构件承载力，要考虑构件的受损状况。采用构件的实际有效截面进行分析。
4.3结构的烧伤评级
（1）火灾后的结构构件初步鉴定评级要根据构件的烧灼损伤、变形、开裂（或断裂）程度按下列标准评定损伤状态等级：
Ⅱa级—轻微或未直接遭受烧灼作用，结构材料寄结构性能未受或仅受轻微影响，可不采取措施或仅采取提高耐久性的措施。
Ⅱb级—轻度烧灼，未对材料及性能产生明显影响，尚不影响结构安全，应采取提高耐久性或局部处理和外观修复措施；
Ⅲ级—中度烧灼尚未破坏，显著影响结构材料或结构性能，明显变形或开裂，对结构安全或正常使用产生不利影响，应采取加固或局部跟换措施；
Ⅳ级—破坏，火灾中或火灾后结构倒塌或构件塌落；结构严重烧灼损坏，变形损坏或开裂损坏，结构承载力散失或大部分散失，危及结构安全，必须或必须立即采取安全支护、切底加固或拆除更换措施。
（2）火灾后结构构件的详细评级，应该根据鉴定分析结果，评为b、c、d级。
b级：基本符合国家现行标准下限水平要求，尚不影响安全，尚可正常使用，宜采取适当措施；
c 级：不符合国家现行标准要求，在目标使用年限内影响安全和正常使用，应采取措施；
d 级：严重不符合国家现行标准要求，严重影响安全必须及时或立即加固或拆除。
4.4鉴定结论
板：严重烧伤区及中度烧伤区内，混凝土和钢筋的物理力学性能在遭受高温作用后都发生了变化，损伤状态等级判断为Ⅳ级（严重受损构件）。轻度烧伤区域内的板，已出现裂缝，损伤状态等级判断为Ⅲ级（中度受损构件）。板子单元安全评级为d 级。
梁：严重烧伤区内，混凝土烧伤严重，烧伤深度局部已达主筋表面，而且梁已出现宽达2.5㎜的裂缝，并有变形下挠，判断为严重受损构件；中度烧伤区域内，混凝土烧伤深度尚未到主筋表面，但收缩裂缝数量较多，损伤状态等级判断为Ⅳ级（是中度受损构件）；轻度烧伤区域内，多数为混凝土收缩裂缝，对承载力影响不大，损伤状态等级判断为Ⅱb级（轻度受损构件）。梁子单元安全评级为c 级柱：仅在严重烧伤区域内有约2～3㎜的烧伤深度，损伤状态等级判断为Ⅱb（级轻度受损构件）。柱子单元安全评级为c 级未过火区域内的钢筋混凝土柱、梁、板仅因烟熏变黑，构件基本未受火灾危害，损伤状态等级判断为Ⅱa级（轻微受损构件）。
5加固方法
根据业主急于恢复投产的要求，按照安全、经济、快速、方便施工的原则。我们运用整体性理论对本工程进行加固方案的优化设计。整体性理论强调通过事物内部各因素、各部分的联系来决定整体的宏观性质，对于复杂问题，其整体行为并非简单将部分行为联系起来，而是广泛从各方了解整体状况而非仅是个别方面的细节，因此它是系统论的精髓。整体性是系统最重要的性质，即由部分构成整体时，出现组成部分所没有或对组成部分毫无意义的性质，同时失去了组成部分单独存在时所具有的某些性质，即整体不等于组成整体各单体的简单算术和。应从全局出发研究整体的规律性。
（1）、对破坏严重的柱子，采取先卸载，然后对开裂破坏位置进行灌浆处理，在将柱节点处采用外包钢加固，然后采用加大截面法加固柱子。
（2）重度受伤的楼板和次梁，，因楼板和次梁挠度变形较大，楼板上裂缝众多且渗水严重，已无法进行加固.因此决定对这两层楼板和次梁采取拆除和植筋.与原混凝土主梁和柱有效连接后重新浇捣混凝土的方法。
6 加固效果
在加固施工完工后，受业主委托我们对新旧混凝土结合面进行超声检测，结果表明结构状况良好，加固效果较满意，可安全投入使用。从进场勘查、检测鉴定、到提交加固方案，仅用15天的时间就完成，整个加固施工也只花费了1个多月。为业主节省了大量时间，现已重新投产2年多，使用状况良好。
7结束语
火灾后结构的安全鉴定在既有建筑物检测与评估中是一项特殊的工作，由于火灾是一种偶发性事故，火灾温度和结构表面温度等一般不可能在火灾发生当时测出来，而且一些传统的鉴定方法在进行火灾后混凝土强度检测中不能使用。因此，火灾结构的检测鉴定工作需要很强的专业技能和实际经验。本着“安全、适用、经济”的原则，以构造为主，计算为辅，强调概念设计，对结构修复进行整体考虑和布置，使得经修复加固的结构既能够满足承载能力和变形性能的要求，又能满足建筑物在整个使用期内的耐久性和耐火性能的要求，恢复或基本恢复火灾前的结构性能。
参考文献：
[1] 刘桂荣；宋玉普；火灾下钢筋混凝土剪力墙温度场分析[J]；混凝土；2010年01期
[2] 陈宏；刘长胜；钢结构厂房的防火措施[J]；黑龙江科技信息；2010年07期
[3] 颜志峰；某厂房火灾后的检测鉴定与加固处理；广东土木与建筑；2O04年第12期
关键词：火灾鉴定；安全鉴定；加固设计
1 工程概况
东莞市某三层钢筋混凝土框架结构，总建筑面积7200㎡，建筑高度12.2m。2003年建成并投入使用。该厂为塑胶制品厂，一楼为生产车间，二、三楼作为原料仓库及成品仓库。堆放有大量的珍珠棉（包装用的珍珠棉未加阻燃剂）。厂房A区B区间距6m二楼通过一钢结构过道连接。楼层平面图如图1所示。2011年12月4日上午10：30左右该厂房二楼A区仓库突然起火，且火势猛烈并且迅速向上蔓延至三楼，由于珍珠棉燃烧迅速且火焰温度高，致使二楼窗户玻璃爆裂，飞向相隔6m的B区，致使B区的珍珠棉也迅速燃烧。10：50消防队员赶到火灾现场时，整个厂房都处于茫茫火海，厂房上空被黑烟所覆盖。经过消防队员的激烈抢救，大火终于在12：30扑灭，仓库内珍珠棉燃烧殆尽，所幸本次事故未造成人员伤亡。业主考虑接近年底业务较多，迫切需要回复生产。受业主委托我公司负责对本次火灾后的厂房结构进行检测鉴定。
2 初步勘察
2.1初步勘察方案
接受委托后，我公司派出一名一级注册结构工程师及两名结构工程师为主的队伍，对火灾现场进行勘察。到达现场后我公司先派一名经验丰富的工程师进入过火区域，初步判断现场有无坍塌的危险，对烧伤十分严重的构件在检测前做好卸载和有效支撑，避免检测过程中发生坍塌造成伤亡。在确保场地安全后，技术人员方能入场检测。
2.2初步勘察结论
根据火灾现场的燃烧残留物、燃烧量、燃烧时间初步判断火灾现场的基本温度。再根据对混凝土构件的外观颜色、变形、裂缝等特征判断结构的烧损程度。并得出以下初步结论：
（1）：该厂房暂时无整体倒塌的危险，但是部分区域烧损十分严重（如：A区火灾源头的中间一排柱，楼板以下1米左右，梁柱搭接位置出现45度角斜向贯穿裂缝）需立即采取有效支撑，以防倒塌。
（2）、从结构烧损程度来看：
a、从区域划分
严重烧伤：二楼A区，二楼的B区；中度烧伤：三楼B区；
轻度烧伤：三楼A区；二楼A、B区板面；未烧伤：一楼A、B区梁、柱。因为该A区是火灾的源头，珍珠棉堆放也相对比较密集；其次是二楼的B区，然后是三楼B区。因为火灾发生当日东莞天气为：多云，北风5-6级，A区在B区的北方，风由A区吹向B区。所以灭火时消防队员先对A区采用喷射水灭火。故而B区三楼烧损比A区三楼严重。
b、从构建类型划分：
严重烧伤：楼板；中度烧伤：梁、柱；轻度烧伤：墙。
3 火灾现场各区域结构受火温度的判断
3.1 根据混凝土表面颜色判定
通常混凝土在不同火焰温度烧伤后其表面会呈现不同的颜色如表1所示。
现场检测发现：二楼A区，B区中间一排柱2米高以上位置及梁板呈浅黄、白色可推断其温度基本在1000-1100℃度之间。二层其余的梁柱 呈浅黄色，推断其温度基本在900℃左右。三楼B区所有构件批荡脱落，部分梁板构件保护层脱落，颜色浅灰白、显浅红，推断其温度在500-700℃之间。
3.2根据火灾标准时间判定
采用国际标准化组织ISO834的火灾标准时间-温度曲线，表达式为：
式中：Tf（t）为火灾时刻温度；t为燃烧时间（单位min）；T0为环境温度。按本次火灾消防鉴定报告t为90-120min.故此次火灾现场的温度为900℃-1100℃.这与根据混凝土表面颜色判定的受火温度一致。
3.3根据残留物燃烧特征判定
从现场的残留物来看，二楼堆积的珍珠棉全部燃烧，且仓库内原有电线基本融化，据此判定二楼的受火温度在1000-1100℃之间.三楼由于救火及时还残留有部分珍珠棉只是受高温熔化，部分燃烧但未完全燃烧就被扑灭，据此推断三楼受火温度在500-700℃之间，与之前的两种方式推断一致。
4 结构的烧损检测、烧伤评级、鉴定结论
4.1结构的烧损检测
4.1.1烧损的直观检测
（1）构件的挠度及变形检测
构件变形是直观反映构件损伤程度的指标.现场检测发现A区3层楼面已烧至呈波浪起伏状.变形最大.梁拱起量和下沉量分别达4.5ram 和9Omm：楼板则更严重，达40mm 和170mm。天面楼面则未见明显挠度变形。
（2）构件的裂缝检测
我们对现场混凝土构件裂缝进行了全面检测.发现2、3层楼板裂缝最多。几乎每跨均有2-3条贯穿裂缝.其开裂方向垂直于次梁，呈横向分布；二层A区域柱子，在上端与框架梁交界处1米范围内有贯穿的45度角的斜裂缝。屋面层则仅局部区域出现裂缝。
4.1.2构件的仪器设备检测
（1）构件的碳化深度检测
碳化深度检测是检验混凝土构件损伤的重要指标，现场检测中发现A区3层梁碳化最严重，其深度均在12mm以上.平均18mm；2层柱次之，其深度在8mm以上.平均11mm；三楼层则较轻，其深度在lOmm以下.平均6mm。
（2）构件的砼强度检测
采用钻芯法进行构件混凝土强度检测.将抽出的芯样切除表面明显破坏的部分。并记录其几何尺寸。本工程构件混凝土强度等级为C25.检测结果表明二层柱和三层梁混凝土强度损失最大.抽检强度均在C18以下。平均15.8MPa；其次为2层板，抽检强度均在C25以下，平均18.5MPa；首层和三层柱则抽检强度基本达到设计要求，损伤较小。
（3）构件受力钢筋的强度检测 在现场分别取一组板、梁、柱钢筋进行力学性能试验，抗拉强度试验表明楼板钢筋损伤最大达40%以上，其次是梁底钢筋强度降低20%-30%左右。柱强钢筋度降低最小，在10%左右。
4.2承载力计算分析
4.2.1砼强度的折减及取值方法
根据实测情况，首层柱和三层柱强度不折减，二层板和二层柱按90%进行折减，三层梁和板按80%进行折减。
4.2.2受力筋的强度折减及取值方法
受力钢筋根据各区域抽检钢筋的实验值进行折减。
4.2.3建模计算
对于火灾后的混凝土构件承载力，要考虑构件的受损状况。采用构件的实际有效截面进行分析。
4.3结构的烧伤评级
（1）火灾后的结构构件初步鉴定评级要根据构件的烧灼损伤、变形、开裂（或断裂）程度按下列标准评定损伤状态等级：
Ⅱa级—轻微或未直接遭受烧灼作用，结构材料寄结构性能未受或仅受轻微影响，可不采取措施或仅采取提高耐久性的措施。
Ⅱb级—轻度烧灼，未对材料及性能产生明显影响，尚不影响结构安全，应采取提高耐久性或局部处理和外观修复措施；
Ⅲ级—中度烧灼尚未破坏，显著影响结构材料或结构性能，明显变形或开裂，对结构安全或正常使用产生不利影响，应采取加固或局部跟换措施；
Ⅳ级—破坏，火灾中或火灾后结构倒塌或构件塌落；结构严重烧灼损坏，变形损坏或开裂损坏，结构承载力散失或大部分散失，危及结构安全，必须或必须立即采取安全支护、切底加固或拆除更换措施。
（2）火灾后结构构件的详细评级，应该根据鉴定分析结果，评为b、c、d级。
b级：基本符合国家现行标准下限水平要求，尚不影响安全，尚可正常使用，宜采取适当措施；
c 级：不符合国家现行标准要求，在目标使用年限内影响安全和正常使用，应采取措施；
d 级：严重不符合国家现行标准要求，严重影响安全必须及时或立即加固或拆除。
4.4鉴定结论
板：严重烧伤区及中度烧伤区内，混凝土和钢筋的物理力学性能在遭受高温作用后都发生了变化，损伤状态等级判断为Ⅳ级（严重受损构件）。轻度烧伤区域内的板，已出现裂缝，损伤状态等级判断为Ⅲ级（中度受损构件）。板子单元安全评级为d 级。
梁：严重烧伤区内，混凝土烧伤严重，烧伤深度局部已达主筋表面，而且梁已出现宽达2.5㎜的裂缝，并有变形下挠，判断为严重受损构件；中度烧伤区域内，混凝土烧伤深度尚未到主筋表面，但收缩裂缝数量较多，损伤状态等级判断为Ⅳ级（是中度受损构件）；轻度烧伤区域内，多数为混凝土收缩裂缝，对承载力影响不大，损伤状态等级判断为Ⅱb级（轻度受损构件）。梁子单元安全评级为c 级柱：仅在严重烧伤区域内有约2～3㎜的烧伤深度，损伤状态等级判断为Ⅱb（级轻度受损构件）。柱子单元安全评级为c 级未过火区域内的钢筋混凝土柱、梁、板仅因烟熏变黑，构件基本未受火灾危害，损伤状态等级判断为Ⅱa级（轻微受损构件）。
5加固方法
根据业主急于恢复投产的要求，按照安全、经济、快速、方便施工的原则。我们运用整体性理论对本工程进行加固方案的优化设计。整体性理论强调通过事物内部各因素、各部分的联系来决定整体的宏观性质，对于复杂问题，其整体行为并非简单将部分行为联系起来，而是广泛从各方了解整体状况而非仅是个别方面的细节，因此它是系统论的精髓。整体性是系统最重要的性质，即由部分构成整体时，出现组成部分所没有或对组成部分毫无意义的性质，同时失去了组成部分单独存在时所具有的某些性质，即整体不等于组成整体各单体的简单算术和。应从全局出发研究整体的规律性。
（1）、对破坏严重的柱子，采取先卸载，然后对开裂破坏位置进行灌浆处理，在将柱节点处采用外包钢加固，然后采用加大截面法加固柱子。
（2）重度受伤的楼板和次梁，，因楼板和次梁挠度变形较大，楼板上裂缝众多且渗水严重，已无法进行加固.因此决定对这两层楼板和次梁采取拆除和植筋.与原混凝土主梁和柱有效连接后重新浇捣混凝土的方法。
6 加固效果
在加固施工完工后，受业主委托我们对新旧混凝土结合面进行超声检测，结果表明结构状况良好，加固效果较满意，可安全投入使用。从进场勘查、检测鉴定、到提交加固方案，仅用15天的时间就完成，整个加固施工也只花费了1个多月。为业主节省了大量时间，现已重新投产2年多，使用状况良好。
7结束语
火灾后结构的安全鉴定在既有建筑物检测与评估中是一项特殊的工作，由于火灾是一种偶发性事故，火灾温度和结构表面温度等一般不可能在火灾发生当时测出来，而且一些传统的鉴定方法在进行火灾后混凝土强度检测中不能使用。因此，火灾结构的检测鉴定工作需要很强的专业技能和实际经验。本着“安全、适用、经济”的原则，以构造为主，计算为辅，强调概念设计，对结构修复进行整体考虑和布置，使得经修复加固的结构既能够满足承载能力和变形性能的要求，又能满足建筑物在整个使用期内的耐久性和耐火性能的要求，恢复或基本恢复火灾前的结构性能。
参考文献：
[1] 刘桂荣；宋玉普；火灾下钢筋混凝土剪力墙温度场分析[J]；混凝土；2010年01期
[2] 陈宏；刘长胜；钢结构厂房的防火措施[J]；黑龙江科技信息；2010年07期
[3] 颜志峰；某厂房火灾后的检测鉴定与加固处理；广东土木与建筑；2O04年第12期