1、火災(zāi)使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)遭受突發(fā)性的巨大破壞，火災(zāi)后，即使結(jié)構(gòu)沒(méi)有失效、倒塌，但肯定要受到損傷，承載力有不同程度的降低。為了確保修復(fù)工程的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，使之盡可能減輕損失，盡快恢復(fù)使用，快速科學(xué)地對(duì)遭受高溫?fù)p傷的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)鑒定和評(píng)估，是工程實(shí)踐中迫切需要解決的實(shí)際問(wèn)題。因此，探索和研究鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)火災(zāi)損傷檢測(cè)新技術(shù)及其評(píng)估理論與方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，亦是當(dāng)今國(guó)際范圍內(nèi)的研究熱點(diǎn)。本文旨在研究探索鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)火

2、災(zāi)損傷檢測(cè)評(píng)估新技術(shù)，并創(chuàng)建科學(xué)的火災(zāi)損傷評(píng)估理論與方法，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)火災(zāi)損傷的診斷評(píng)估與修復(fù)加固提供科學(xué)依據(jù)。本文研究工作主要有以下六方面：1.鋼筋混凝土火災(zāi)損傷紅外熱像檢測(cè)分析模型通過(guò)模擬火災(zāi)實(shí)驗(yàn)，分析研究鋼筋混凝土火災(zāi)損傷對(duì)紅外輻射的影響規(guī)律，創(chuàng)造性地將紅外熱像技術(shù)應(yīng)用于鋼筋混凝土火災(zāi)損傷檢測(cè)鑒定，建立了鋼筋混凝土火災(zāi)損傷紅外熱像檢測(cè)分析模型。根據(jù)該分析模型，可診斷鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)火災(zāi)損傷部位、推定混凝土表面受

3、火溫度以及推定混凝土強(qiáng)度損失率。在推定混凝土表面受火溫度的基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步進(jìn)行構(gòu)件截面溫度場(chǎng)分析，進(jìn)而鑒定混凝土構(gòu)件火災(zāi)損傷深度。2.鋼筋混凝土火災(zāi)損傷電化學(xué)檢測(cè)分析模型根據(jù)火災(zāi)混凝土高溫相變中性化特征以及保護(hù)層中性化引起鋼筋表面鈍化膜破壞的現(xiàn)象，借鑒鋼筋銹蝕電化學(xué)原理，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，檢測(cè)分析與鋼筋鈍化膜變化密切相關(guān)的電化學(xué)參數(shù)：鋼筋表面電勢(shì)E2、銹蝕電流密度Icoor和混凝土電阻率Ep，建立了火災(zāi)混凝土鋼筋損傷狀態(tài)電化學(xué)檢

4、測(cè)分析模型。據(jù)此可推定鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)火災(zāi)損傷過(guò)程中鋼筋部位的溫度場(chǎng)，鑒定鋼筋機(jī)械性能損傷狀況，以及混凝土中性化深度。3.混凝土火災(zāi)損傷超聲波檢測(cè)分析模型超聲波是檢測(cè)混凝土缺陷較為有效的手段。混凝土火災(zāi)損傷疏松層，破壞了混凝土的整體性，使得遭受損傷的混凝土的接收波形畸變嚴(yán)重，波幅和頻率值降低，實(shí)測(cè)的聲時(shí)值延長(zhǎng)。根據(jù)這一基本原理，對(duì)混凝土遭受火災(zāi)損傷前后進(jìn)行聲時(shí)、衰減、波幅或頻率測(cè)量值進(jìn)行相對(duì)比較，建立超聲波檢測(cè)分析模型，據(jù)

5、此可判斷混凝土火災(zāi)損傷的狀況。單面超聲平測(cè)檢測(cè)混凝土損傷疏松層厚度，可作為火災(zāi)混凝土損傷疏松層厚度的首要判據(jù)。4.混凝土構(gòu)件截面溫度場(chǎng)數(shù)值計(jì)算混凝土構(gòu)件的溫度場(chǎng)分析是其高溫力學(xué)分析和火災(zāi)損傷評(píng)估的基礎(chǔ)。根據(jù)傳熱學(xué)原理，建立非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)微分方程；利用有限差分法推導(dǎo)了常見結(jié)構(gòu)構(gòu)件溫度場(chǎng)的差分解法；編制了構(gòu)件截面溫度場(chǎng)計(jì)算程序(TFACM程序)，試驗(yàn)驗(yàn)證表明TFACM程序計(jì)算方法正確、運(yùn)算過(guò)程穩(wěn)定、計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確。本文程序提供了簡(jiǎn)

6、捷、明了的VB可視化輸入輸出界面，簡(jiǎn)潔直觀，可操作性強(qiáng)。本文程序提供的構(gòu)件截面溫度場(chǎng)分析方法，可作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件火災(zāi)損傷評(píng)估和抗火分析的有效分析和計(jì)算手段。5.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)火災(zāi)損傷綜合診斷與評(píng)估模型在上述研究工作的基礎(chǔ)上，本文將紅外熱像分析模型、電化學(xué)分析模型、超聲波分析模型以及構(gòu)件截面溫度場(chǎng)計(jì)算模型按優(yōu)化配伍模式組合成綜合診斷與評(píng)估模型，使之多維信息互補(bǔ)、分析項(xiàng)目互補(bǔ)、分析結(jié)果的精度與廣度相結(jié)合、理論與實(shí)測(cè)相結(jié)合，所建立的

7、評(píng)估模型和判據(jù)相互組合、補(bǔ)充修正，使綜合分析結(jié)果更全面、更精確、更科學(xué)。6.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)火災(zāi)損傷的診斷與評(píng)估方法主要闡述了本文擬定的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)火災(zāi)損傷的診斷與評(píng)估方法和程序。該方法將整個(gè)診斷與評(píng)估過(guò)程分為初勘、復(fù)勘、綜合診斷與評(píng)估三個(gè)階段。詳細(xì)闡述了各個(gè)階段主要的工作內(nèi)容和檢測(cè)結(jié)果分析評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)，并將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件火災(zāi)損傷的最終評(píng)估結(jié)果建議分成四個(gè)等級(jí)，同時(shí)制定了各等級(jí)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用本文的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)火災(zāi)損傷