仿古建筑佛塔火灾后结构鉴定与检测

对火灾后某多层框架结构佛塔的现场检查，以及梁、板、柱承载力受影响的分析鉴定，介绍了仿古建筑物火灾后温度场的确定方法，对火灾后混凝土损伤深度进行分析，各构件混凝土强度的评定和损伤原因分析，介绍火灾后仿古建筑物安全鉴定及检测的常规思路。通过出具科学、可靠的鉴定结论，为建筑物的灾后加固处理提供技术依据。

　　0前言
　　2011年5月9日凌晨3时47分，鸡鸣寺药师佛塔一层起火，随即火势蔓延，一直烧至塔顶。截止6点20分，明火被扑灭，历时2小时33分钟。此次药师佛塔火灾过火面积268㎡，塔内木质楼梯、24尊木质药师佛、金丝楠木龛、木质装修及其他可燃杂物均已烧毁无存，灭火方式为消防水。
　　1佛塔房屋概况
　　1.1佛塔情况
　　药师佛塔是鸡鸣寺的标志性建筑，建在鸡鸣寺最高处，八面七级，塔高44.8米，主体为钢筋混凝土结构，斗拱重檐，内梯外廊，飞檐及周边为木质外包。塔身每面净长3m，外廊宽1.26m，底层层高6.67m，其余层层高4.28m，建筑面积395㎡，由南京工学院建筑研究院设计，吴县古代建筑工艺公司施工。平面位置示意图如下：
　　
　　
　　佛塔底层为副阶，副阶南面正门之上悬挂着蓝底金字的“药师佛塔”牌匾。南北各有壶门，其他各面辟有佛龛，龛内供奉石佛。二层以上每层均设置四座明代金丝楠木雕花佛龛，每座佛龛内供有一尊楠木雕的药师佛像。每层东、南、西、北四方开有壶门，其余各面设有佛龛。
　　1.2佛塔结构情况
　　塔基为整板基础，设基础梁。塔身结构为：一、二层为框筒剪力墙结构，砼墙，底层副阶四周外廊圆柱，横梁，木椽、木斗拱，飞檐，灰筒瓦，青石台阶、地面；三层以上为框架结构，异形柱（五边形），外包木质装修；钢筋砼框架梁，标准砖实砌填充墙，混合砂浆砌筑，每层设两道系梁；现浇钢筋砼塔盖；6层塔面设一根中柱到顶，七层塔盖为钢筋砼斜梁，采用铜链条将黄铜鎏金塔刹固定于塔面木戧中；木楼梯；木门，铝合金防盗窗；青石塔地面。
　　
　　
　　2火灾调查
　　2.1受灾范围
　　根据现场查勘情况，本次火灾的影响范围，主要是佛塔的一层，直接灼烧塔盖，致使二～六层塔盖不同程度灼烧损坏，七层塔盖垮塌，塔顶飞檐、水泥块及塔内空鼓、开裂的墙面粉刷层，随时有坠落伤人的危险。
　　2.2火灾燃烧物品
　　经现场确认，火灾燃烧物品主要为塔内木质楼梯、24尊木质药师佛、金丝楠木龛、木质装修。
　　2.3现场检查情况
　　2.3.1一层
　　塔内木质楼梯全部烧毁，梯梁露筋，砼部分碳化底层砼构件表面、塔盖板底、梁底被火熏烤呈灰白色；墙体粉刷层开裂、空鼓、脱落，手触即掉；吊顶烧毁、药师佛像仿古油漆烧光；
　　2.3.2二层
　　二层塔盖板底混凝土?；げ惆洌鹘盥懵叮?、板底表面熏黑（见示意图）；
　　
　　
　　2.3.3三层
　　三层塔盖板底、梁底表面发黑，四周砼构件、填充墙粉刷层大面积开裂、空鼓、脱落；
　　
　　2.3.4四层
　　四层西南角塔盖梁砼保护层部分剥落，砼酥松，节点处开裂（见示意图），表面呈黄、黑色；个别砼柱?；げ惆洹⒅鹘钔饴叮豁殴辜⑻畛淝教宸鬯⒉愦竺婊选⒖展?、脱落；
　　
　　
　　2.3.5五、六层
　　塔盖板底、梁底表面呈黄色，砼构件、填充墙体粉刷层开裂、空鼓、脱落；
　　2.3.6七层
　　塔盖垮塌，瓦片、砖块、木炭等洒落于塔面板上，堆高300mm；砼梁、柱、填充墙粉刷层脱落，砼表面发白；填充墙部分被火熏黑；飞檐、斗拱等木质装修烧毁；外包水泥的钢筋索断裂悬挂，随时有坠落危险；
　　
　　
　　2.3.7其他
　　底层外廊部分木椽条干枯、腐烂，塔盖局部损坏、塌落，木质装修严重灼伤，特别一、二、三、七层门窗洞口上方木椽、斗拱、木质外包等烧成木炭状，火灾后截面减损达70%以上；未直接受火灼烧的油漆被熏黑、起皮；
　　外廊各面佛龛内供奉的石刻佛像未见过火迹象，每层塔面面砖起拱、碎裂。
　　
　　
　　2.4结构检测
　?。?）、砼强度：在塔内一、二、三、五、六层随机抽取6个砼构件，采用钻芯法共钻取12个砼芯样，芯样经锯切后补平、试压。测得：除三层一根塔盖梁砼强度不满足设计要求外，其余抽检构件均满足设计要求；
　?。?）、砼碳化深度：在塔内随机抽取12个砼构件，共进行12组砼碳化深度检测，测得碳化深度为2.5～3.0mm，砼耐久性较好；
　?。?）、混凝土缺陷：使用手持式钢筋混凝土雷达测试仪，测量混凝土内部缺陷和钢筋分布情况，所抽检混凝土构件的砼均一性较好，浇注较密实，未见明显缺陷。
　　3鉴定分析
　　火灾在发生过程中因其温度是不均匀的，火焰温度大约以60度角度向上分布，所以从温度分布而言，地面（塔面）温度最低，塔盖、梁底及门窗洞口上方过梁处温度较高。铝及铝合金在温度650度时会有滴状物形成；门窗玻璃受热700度以上时会软化、粘着、变圆或流动；混凝土表面呈灰白色并有剥落、露筋，温度约在800度。木材的燃点温度240～270度。
　　（一）火场温度：从现场检查，铁制网状门微变形，过火温度应大于700度；燃烧物绝大多数为木质与油漆，燃烧温度应在270～600度；砼构件?；げ惆?，表面呈浅灰白色，敲击声音较闷，综合判断火灾温度应在500～700度，个别区域可能超过700度（如部分梁、板）。
　?。ǘ╉疟砻嫖露龋阂弧⒍闼前屙疟；げ惚?、剥落，局部出现细裂缝，温度应在500～700度；砼构件表面颜色呈灰白，显浅黄，温度700～800度；锤击声音较闷，少量粉碎状，留有痕迹，温度应在500～700度；因此，综合判断砼构件表面灼烧温度应在700度左右。
　　4构件评级
　　经过现场检查、检测与综合分析，对照《火灾后建筑结构鉴定标准》(CECS252:2009)中相关条款，药师佛塔主要构件评定如下：
　　1、柱：一、二层为钢筋砼框筒结构，无明显墙柱之分，局部有烟灰，表面颜色变化不大，无明显开裂、脱落、露筋与变形，结构性能良好，综合评定Ⅱa级；三、四层柱砼表面颜色有变化，敲击声音较闷，综合评定为Ⅱb级；五、六层基本同一、二层，综合评定为Ⅱa级；七层由于木结构及可燃物较多，砼柱受灼烤时间较长，表面颜色变化，锤击声音较闷，综合评定为Ⅱb级。
　　2、梁：一、二层钢筋砼梁未发现明显损坏与开裂，但直接受火，表面有烟灰，颜色略显粉红，敲击声音较闷，构件性能略有影响，无明显变形，综合评定为Ⅱb级；三、四层塔盖梁局部损坏、开裂，呈土色或灰白色，敲击声音闷，局部保护层脱落，连接处开裂，受力性能有影响，综合评定为Ⅲ级；五、六层塔盖梁有烟灰，颜色被黑色覆盖，未见明显裂缝，敲击无痕迹，结构性能较好，综合评定为Ⅱb级；
　　3、板：一、二层钢筋砼塔盖板大面积被烧，颜色呈灰白色，敲击声音较闷，局部砼保护层脱落，钢筋裸露，结构性能受到影响，综合评定为Ⅲ级；三、四层塔盖板大面积被烧，颜色微红，敲击较闷，综合评定为Ⅱb级；五、六层塔盖板有烟灰，颜色被黑色覆盖，未见明显裂缝，表面完好，无明显变形，综合评定为Ⅱb级；
　　4、墙：一、二层墙体为钢筋砼，粉刷层均在30mm以上，故受火灾影响，粉刷层开裂、空鼓，大面积脱落，钢筋砼墙体受损轻微，结构性能良好，综合评定为Ⅱa级；三～七层为填充墙，厚度490mm，火灾时主要是灼烤影响，粉刷大面积脱落，无明显变形裂缝，综合评定为Ⅱb级；
　　5、塔盖及易损件：七层易燃物较多，火灾持续时间较长，顶部钢筋砼结构受影响较大，部分构件已断、悬挂，塔刹属易损结构，受外界影响极易倒塌，因此，综合评定Ⅳ级。
　　5结语
　　温度场的判定是一个十分复杂的过程，受到很多因素的影响，在判定温度场过程中不能根据某一项指标来判定，而应该将现场调查及构件强度、变形、截面损伤深度综合判定。这样，确定出来的温度场才更准确。