仿古建筑佛塔火災(zāi)后結(jié)構(gòu)鑒定與檢測(cè)
對(duì)火災(zāi)后某多層框架結(jié)構(gòu)佛塔的現(xiàn)場(chǎng)檢查,以及梁、板、柱承載力受影響的分析鑒定,介紹了仿古建筑物火災(zāi)后溫度場(chǎng)的確定方法,對(duì)火災(zāi)后混凝土損傷深度進(jìn)行分析,各構(gòu)件混凝土強(qiáng)度的評(píng)定和損傷原因分析,介紹火災(zāi)后仿古建筑物安全鑒定及檢測(cè)的常規(guī)思路。通過出具科學(xué)、可靠的鑒定結(jié)論,為建筑物的災(zāi)后加固處理提供技術(shù)依據(jù)。
0前言
2011年5月9日凌晨3時(shí)47分,雞鳴寺藥師佛塔一層起火,隨即火勢(shì)蔓延,一直燒至塔頂。截止6點(diǎn)20分,明火被撲滅,歷時(shí)2小時(shí)33分鐘。此次藥師佛塔火災(zāi)過火面積268㎡,塔內(nèi)木質(zhì)樓梯、24尊木質(zhì)藥師佛、金絲楠木龕、木質(zhì)裝修及其他可燃雜物均已燒毀無存,滅火方式為消防水。
1佛塔房屋概況
1.1佛塔情況
藥師佛塔是雞鳴寺的標(biāo)志性建筑,建在雞鳴寺最高處,八面七級(jí),塔高44.8米,主體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),斗拱重檐,內(nèi)梯外廊,飛檐及周邊為木質(zhì)外包。塔身每面凈長(zhǎng)3m,外廊寬1.26m,底層層高6.67m,其余層層高4.28m,建筑面積395㎡,由南京工學(xué)院建筑研究院設(shè)計(jì),吳縣古代建筑工藝公司施工。平面位置示意圖如下:
佛塔底層為副階,副階南面正門之上懸掛著藍(lán)底金字的“藥師佛塔”牌匾。南北各有壺門,其他各面辟有佛龕,龕內(nèi)供奉石佛。二層以上每層均設(shè)置四座明代金絲楠木雕花佛龕,每座佛龕內(nèi)供有一尊楠木雕的藥師佛像。每層?xùn)|、南、西、北四方開有壺門,其余各面設(shè)有佛龕。
1.2佛塔結(jié)構(gòu)情況
塔基為整板基礎(chǔ),設(shè)基礎(chǔ)梁。塔身結(jié)構(gòu)為:一、二層為框筒剪力墻結(jié)構(gòu),砼墻,底層副階四周外廊圓柱,橫梁,木椽、木斗拱,飛檐,灰筒瓦,青石臺(tái)階、地面;三層以上為框架結(jié)構(gòu),異形柱(五邊形),外包木質(zhì)裝修;鋼筋砼框架梁,標(biāo)準(zhǔn)磚實(shí)砌填充墻,混合砂漿砌筑,每層設(shè)兩道系梁;現(xiàn)澆鋼筋砼塔蓋;6層塔面設(shè)一根中柱到頂,七層塔蓋為鋼筋砼斜梁,采用銅鏈條將黃銅鎏金塔剎固定于塔面木戧中;木樓梯;木門,鋁合金防盜窗;青石塔地面。
2火災(zāi)調(diào)查
2.1受災(zāi)范圍
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)查勘情況,本次火災(zāi)的影響范圍,主要是佛塔的一層,直接灼燒塔蓋,致使二~六層塔蓋不同程度灼燒損壞,七層塔蓋垮塌,塔頂飛檐、水泥塊及塔內(nèi)空鼓、開裂的墻面粉刷層,隨時(shí)有墜落傷人的危險(xiǎn)。
2.2火災(zāi)燃燒物品
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn),火災(zāi)燃燒物品主要為塔內(nèi)木質(zhì)樓梯、24尊木質(zhì)藥師佛、金絲楠木龕、木質(zhì)裝修。
2.3現(xiàn)場(chǎng)檢查情況
2.3.1一層
塔內(nèi)木質(zhì)樓梯全部燒毀,梯梁露筋,砼部分碳化底層砼構(gòu)件表面、塔蓋板底、梁底被火熏烤呈灰白色;墻體粉刷層開裂、空鼓、脫落,手觸即掉;吊頂燒毀、藥師佛像仿古油漆燒光;
2.3.2二層
二層塔蓋板底混凝土保護(hù)層剝落,主筋裸露,梁、板底表面熏黑(見示意圖);
2.3.3三層
三層塔蓋板底、梁底表面發(fā)黑,四周砼構(gòu)件、填充墻粉刷層大面積開裂、空鼓、脫落;
2.3.4四層
四層西南角塔蓋梁砼保護(hù)層部分剝落,砼酥松,節(jié)點(diǎn)處開裂(見示意圖),表面呈黃、黑色;個(gè)別砼柱保護(hù)層剝落、主筋外露;砼構(gòu)件、填充墻體粉刷層大面積開裂、空鼓、脫落;
2.3.5五、六層
塔蓋板底、梁底表面呈黃色,砼構(gòu)件、填充墻體粉刷層開裂、空鼓、脫落;
2.3.6七層
塔蓋垮塌,瓦片、磚塊、木炭等灑落于塔面板上,堆高300mm;砼梁、柱、填充墻粉刷層脫落,砼表面發(fā)白;填充墻部分被火熏黑;飛檐、斗拱等木質(zhì)裝修燒毀;外包水泥的鋼筋索斷裂懸掛,隨時(shí)有墜落危險(xiǎn);
2.3.7其他
底層外廊部分木椽條干枯、腐爛,塔蓋局部損壞、塌落,木質(zhì)裝修嚴(yán)重灼傷,特別一、二、三、七層門窗洞口上方木椽、斗拱、木質(zhì)外包等燒成木炭狀,火災(zāi)后截面減損達(dá)70%以上;未直接受火灼燒的油漆被熏黑、起皮;
外廊各面佛龕內(nèi)供奉的石刻佛像未見過火跡象,每層塔面面磚起拱、碎裂。
2.4結(jié)構(gòu)檢測(cè)
(1)、砼強(qiáng)度:在塔內(nèi)一、二、三、五、六層隨機(jī)抽取6個(gè)砼構(gòu)件,采用鉆芯法共鉆取12個(gè)砼芯樣,芯樣經(jīng)鋸切后補(bǔ)平、試壓。測(cè)得:除三層一根塔蓋梁砼強(qiáng)度不滿足設(shè)計(jì)要求外,其余抽檢構(gòu)件均滿足設(shè)計(jì)要求;
?。?)、砼碳化深度:在塔內(nèi)隨機(jī)抽取12個(gè)砼構(gòu)件,共進(jìn)行12組砼碳化深度檢測(cè),測(cè)得碳化深度為2.5~3.0mm,砼耐久性較好;
(3)、混凝土缺陷:使用手持式鋼筋混凝土雷達(dá)測(cè)試儀,測(cè)量混凝土內(nèi)部缺陷和鋼筋分布情況,所抽檢混凝土構(gòu)件的砼均一性較好,澆注較密實(shí),未見明顯缺陷。
3鑒定分析
火災(zāi)在發(fā)生過程中因其溫度是不均勻的,火焰溫度大約以60度角度向上分布,所以從溫度分布而言,地面(塔面)溫度最低,塔蓋、梁底及門窗洞口上方過梁處溫度較高。鋁及鋁合金在溫度650度時(shí)會(huì)有滴狀物形成;門窗玻璃受熱700度以上時(shí)會(huì)軟化、粘著、變圓或流動(dòng);混凝土表面呈灰白色并有剝落、露筋,溫度約在800度。木材的燃點(diǎn)溫度240~270度。
(一)火場(chǎng)溫度:從現(xiàn)場(chǎng)檢查,鐵制網(wǎng)狀門微變形,過火溫度應(yīng)大于700度;燃燒物絕大多數(shù)為木質(zhì)與油漆,燃燒溫度應(yīng)在270~600度;砼構(gòu)件保護(hù)層剝落,表面呈淺灰白色,敲擊聲音較悶,綜合判斷火災(zāi)溫度應(yīng)在500~700度,個(gè)別區(qū)域可能超過700度(如部分梁、板)。
?。ǘ╉疟砻鏈囟龋阂?、二層塔蓋板砼保護(hù)層爆裂、剝落,局部出現(xiàn)細(xì)裂縫,溫度應(yīng)在500~700度;砼構(gòu)件表面顏色呈灰白,顯淺黃,溫度700~800度;錘擊聲音較悶,少量粉碎狀,留有痕跡,溫度應(yīng)在500~700度;因此,綜合判斷砼構(gòu)件表面灼燒溫度應(yīng)在700度左右。
4構(gòu)件評(píng)級(jí)
經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)檢查、檢測(cè)與綜合分析,對(duì)照《火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(CECS252:2009)中相關(guān)條款,藥師佛塔主要構(gòu)件評(píng)定如下:
1、柱:一、二層為鋼筋砼框筒結(jié)構(gòu),無明顯墻柱之分,局部有煙灰,表面顏色變化不大,無明顯開裂、脫落、露筋與變形,結(jié)構(gòu)性能良好,綜合評(píng)定Ⅱa級(jí);三、四層柱砼表面顏色有變化,敲擊聲音較悶,綜合評(píng)定為Ⅱb級(jí);五、六層基本同一、二層,綜合評(píng)定為Ⅱa級(jí);七層由于木結(jié)構(gòu)及可燃物較多,砼柱受灼烤時(shí)間較長(zhǎng),表面顏色變化,錘擊聲音較悶,綜合評(píng)定為Ⅱb級(jí)。
2、梁:一、二層鋼筋砼梁未發(fā)現(xiàn)明顯損壞與開裂,但直接受火,表面有煙灰,顏色略顯粉紅,敲擊聲音較悶,構(gòu)件性能略有影響,無明顯變形,綜合評(píng)定為Ⅱb級(jí);三、四層塔蓋梁局部損壞、開裂,呈土色或灰白色,敲擊聲音悶,局部保護(hù)層脫落,連接處開裂,受力性能有影響,綜合評(píng)定為Ⅲ級(jí);五、六層塔蓋梁有煙灰,顏色被黑色覆蓋,未見明顯裂縫,敲擊無痕跡,結(jié)構(gòu)性能較好,綜合評(píng)定為Ⅱb級(jí);
3、板:一、二層鋼筋砼塔蓋板大面積被燒,顏色呈灰白色,敲擊聲音較悶,局部砼保護(hù)層脫落,鋼筋裸露,結(jié)構(gòu)性能受到影響,綜合評(píng)定為Ⅲ級(jí);三、四層塔蓋板大面積被燒,顏色微紅,敲擊較悶,綜合評(píng)定為Ⅱb級(jí);五、六層塔蓋板有煙灰,顏色被黑色覆蓋,未見明顯裂縫,表面完好,無明顯變形,綜合評(píng)定為Ⅱb級(jí);
4、墻:一、二層墻體為鋼筋砼,粉刷層均在30mm以上,故受火災(zāi)影響,粉刷層開裂、空鼓,大面積脫落,鋼筋砼墻體受損輕微,結(jié)構(gòu)性能良好,綜合評(píng)定為Ⅱa級(jí);三~七層為填充墻,厚度490mm,火災(zāi)時(shí)主要是灼烤影響,粉刷大面積脫落,無明顯變形裂縫,綜合評(píng)定為Ⅱb級(jí);
5、塔蓋及易損件:七層易燃物較多,火災(zāi)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),頂部鋼筋砼結(jié)構(gòu)受影響較大,部分構(gòu)件已斷、懸掛,塔剎屬易損結(jié)構(gòu),受外界影響極易倒塌,因此,綜合評(píng)定Ⅳ級(jí)。
5結(jié)語
溫度場(chǎng)的判定是一個(gè)十分復(fù)雜的過程,受到很多因素的影響,在判定溫度場(chǎng)過程中不能根據(jù)某一項(xiàng)指標(biāo)來判定,而應(yīng)該將現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及構(gòu)件強(qiáng)度、變形、截面損傷深度綜合判定。這樣,確定出來的溫度場(chǎng)才更準(zhǔn)確。
來源:南方古建筑設(shè)計(jì)院
本文標(biāo)簽:仿古建筑 佛塔 佛塔結(jié)構(gòu) 火災(zāi)鑒定 火災(zāi)檢測(cè)