2022年11月21日16时,河南省安阳市凯信达商贸有限公司厂区发生火灾。接到报警后,当地消防救援队立即派出力量赶赴现场处置,公安、应急、市政、卫生、电力等联勤单位也到达现场开展救援工作。20时左右,火势基本得到控制;23时左右,现场明火已全部扑灭。
据应急管理部消息,截至11月22日11时火灾后钢结构检测,事故共造成38人死亡,89人成功逃生。从现场了解到,燃烧的厂房已发黑变形,内部结构和基础设施受损严重。
“经初步了解火灾后钢结构检测,事故原因是一楼仓库进行焊接作业时,棉绒飞过来起火,点燃了车间堆放的大量布料,浓烟致使二楼部分工人来不及逃生就窒息死亡。”
面对火灾后的钢结构,如何判断其火灾后的剩余承载力,并根据剩余承载力确定灾后处理措施,成为亟待解决的问题。
钢结构火灾后性能评估主要由材料性能、构件、整体结构三个层次组成,同时还必须考虑火灾升温阶段、火灾冷却阶段、火灾后正常温度三个连续的分析过程。
1.火灾后工程结构鉴定
火灾后工程结构鉴定应分为初步鉴定和详细鉴定两个部分,初步鉴定主要以结构宏观检测评价为主,详细鉴定应以结构安全性分析为主。火灾后工程结构鉴定的对象应为整体结构或相对独立的结构单元。现场工作时应保证检测工作和检测人员的安全。
1、工程结构火灾后的评估主要包括:
(1)开展初步调查,制定鉴定方案;
(2)对结构进行初步评估,并按照规范做出初步评估和评级;
(3)对结构进行详细评估,并根据火灾情况及计算分析做出详细评估评级;
(4)当发现调查、试验数据不充分或者有疑问时,应当进行补充调查、试验。
(5)根据评估结果编制评估报告,对需要加固、修复的区域提出处理建议。
2.仅需鉴定火灾影响的范围和程度时,可只进行初步鉴定;当需要评估火灾后工程结构的安全性或可靠性时,应进行详细鉴定。
3.初步调查包括下列工作:
(1)审查图纸和资料,包括结构设计和完成数据;调查结构的使用和改造历史以及实际使用状况。
(2)了解火灾过程和火灾影响范围,查看火灾报告等资料。
(3)进行现场调查,了解火灾残留物和负荷变化情况。
(4)观测结构损伤情况,判断主体结构及其附件的整体稳定性和倒塌风险。
(5)制定鉴定计划,应当包括项目概况、检查鉴定的目的、依据和范围,调查检查的工作内容、方法和设备,分析验证的内容,现场检查相关的安全措施等。
4.预估应当遵守以下规定:
(1)火灾作用调查应初步确定结构所受的温度范围和作用时间,包括火灾过程、火灾残留物状况和火灾影响面积的调查。
(2)结构状况调查与检查,应调查火灾对结构构件的损坏程度,包括燃烧、温度损伤的状态和特性。
(3)应根据结构构件的损伤特征,对结构构件进行初步鉴定定级。对于不需要详细鉴定的结构,可根据初步鉴定结果直接编制鉴定报告。
5.详细估价应当遵守以下规定:。
(1)火灾作用分析应根据火灾作用调查和试验结果,对结构构件的火灾温度进行分析。结构构件火灾温度分析应包括估算火灾温度过程和温度分布、推断火灾对结构的作用温度及分布范围、确定构件的火灾温度。
(2)应根据详细鉴定的需要,对受火区域和非受火区域结构构件的材料性质、结构变形、节点连接、承载力等进行结构构件的专项检测与分析。
(3)应根据火灾结构的材料性质、几何参数、受力特征以及调查、试验结果进行结构分析和构件验证。
(4)详细鉴定评级应以火灾后结构分析计算和构件验证分析结果为依据,并按照国家现行有关标准进行结构整体安全性鉴定评级或可靠性鉴定评级。
2.高温火灾后钢材屈服强度的降低
1)除G500、G550钢外,Q235、Q345、Q420、Q460、Q690、S460、S690、S960、G300等钢材的屈服强度在最高过火温度600℃以下差别不大,折减系数都在0.80以上,波动范围较小;
2)当最高过火温度超过600 ℃后,在自然冷却条件下,随着最高过火温度的升高,折减系数有明显的下降趋势,当超过900 ℃时,残余屈服强度不足40%;
3)浸泡及喷水冷却后,与自然冷却和毯式包裹冷却相比,钢材的屈服强度并未出现明显的降低;
4)自然冷却条件下,G500、G550钢的屈服强度在550 ℃时急剧下降,钢材的屈服强度只能保留40%左右,此后随着温度的继续升高,屈服强度下降得比较慢,下降幅度很小;
5)通过将国内试验结果与CECS 252∶2009中高温火灾后钢材屈服强度折减系数的规定值进行对比可以发现,对于Q460及以下强度钢材,CECS 252∶2009中的规定值偏安全,基本可以保证火灾后剩余强度考核的安全要求。而Q690钢材的强度折减系数低于规范中的规定值,偏于不安全。