Обследование зданий поврежденных пожаром. Рекомендации по обследованию зданий и сооружений, поврежденных пожаром. 1987

Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт бетона и железобетона (НИИЖБ) Госстроя СССР

 

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ОБСЛЕДОВАНИЮ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, ПОВРЕЖДЕННЫХ ПОЖАРОМ

 

УДК 69.059.22:614.84

 

Москва, 1987

 

Рекомендованы к изданию решением секции коррозии и спецбетонов Научно-технического совета НИИЖБ Госстроя СССР.

Содержат основные положения по методам предварительного обследования зданий, сооружений, а также строительных конструкций после пожара; детального обследования, усиления и восстановления железобетонных конструкций, разрушенных пожаром.

Для инженерно-технических работников предприятий, научно-исследовательских и проектных организаций, выполняющих обследование, разработку проектов восстановления зданий и строительных конструкций после пожара, а также для работников Госпожнадзора.

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

 

Высокая температура в здании или сооружении* при пожаре приводит к частичному или полному разрушению строительных конструкций. После пожара необходимо оценить состояние конструкций, чтобы сделать заключение о возможности и методах их восстановления. Это заключение выполняется на основании обследования здания и конструкций.

Рекомендации составлены в помощь организациям и специалистам, проводящим обследования здания и конструкций после пожара: администрации предприятий, где произошел пожар, с целью информации ее о методах предварительного обследования зданий и конструкций сразу после пожара и решения вопроса о дальнейших мерах по ликвидации последствий пожара; специалистам, которые должны выполнить детальное обследование бетонных и железобетонных конструкций с целью выдачи заключения о возможности дальнейшей эксплуатации здания, необходимости и возможности его восстановления; работникам проектных организаций для составления проекта восстановления здания или конструкций.

В основу настоящих Рекомендаций положены экспериментальные и теоретические исследования, а также обобщенный практический опыт обследования здания после пожара лаборатории огнестойкости бетонных и железобетонных конструкций НИИЖБ Госстроя СССР. Использованы также данные ВНИИПО, МИСИ им. В.В. Куйбышева, Симферопольского филиала ДИСИ, Волгоградского ИСИ, КуИСИ.

Настоящие Рекомендации разработаны НИИЖБ Госстроя СССР (д-р техн. наук проф. В.В. Жуков, кандидаты техн. наук В.В. Соломонов, А.А. Гусев, Ю.В. Максимов, В.И. Агаджанов, В.В. Фигаровский, инженеры Ю.Д. Рыбаков, Т.В. Михайлова, Е.Н. Шустова, А.В. Гамаюнов, И.Ф. Баленко, Г.А. Григорян, П.С. Султыгова, А.В. Пчелинцев) совместно с Симферопольским филиалом ДИСИ (канд. техн. наук Э.Ф. Панюков и инж. Ю.П. Линченко) и Волгоградским ИСИ (канд. техн. наук В.И. Шевченко).

Замечания и предложения просьба направлять в НИИЖБ по адресу: Москва, 109389, 2-я Институтская ул., д. 6.

______________

* В дальнейшем - здании.

 

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

 

1.1. Рекомендации предназначены для использования при предварительном обследовании зданий, детальном обследовании железобетонных конструкций после воздействия на них высокой температуры во время пожара, разработке проекта восстановления здания или конструкций.

1.2. Сразу после пожара директору предприятия, где произошел пожар, необходимо приказом назначить комиссию для предварительного обследования.

В комиссию следует включить: представителя администрации предприятия (председатель комиссии), инженера-строителя, инженера по технике безопасности, электрика и специалиста по газовому хозяйству.

В комиссию целесообразно пригласить представителя Госпожнадзора.

Комиссии следует закончить свою работу через 1-2 дня после пожара до назначения, если необходимо, местной или технической комиссии в соответствии с "Положением о порядке расследования причин аварий (обрушений) зданий, сооружений, их частей и конструктивных элементов" (М., Стройиздат, 1974).

1.3. Предварительное обследование проводят с целью:

выяснения возможности пребывания в здании людей и выполнения технологического процесса, для которого здание предназначено;

выявления, ликвидации или ограждения опасных для людей зон, полностью или сильноразрушенных конструкций;

принятия решения о дальнейших мерах, направленных к полной ликвидации последствий пожара: а) собственными силами; б) с приглашением представителей научно-исследовательских и проектных организаций для проведения детального обследования и разработки проекта восстановления здания или конструкций;

подготовки предварительных материалов и выполнения работ для проведения детального обследования конструкций (данных, характеризующих пожар, мест для устройств подмостей, лестниц, освещения).

1.4. Детальное обследование железобетонных конструкций после воздействия на них высокой температуры может быть выполнено научно-исследовательской или проектной организацией по строительству. Для обследования конструкций в особо сложных случаях (конструкций уникальных зданий; предварительно напряженных, сборно-монолитных железобетонных конструкций; конструкций с неясной схемой работы, особенно после частичного разрушения конструкции; зданий, в которых возникают трудности установления температурного режима пожара, температуры нагрева материала конструкции, его физико-механических и теплотехнических характеристик) целесообразно пригласить представителей НИИЖБ Госстроя СССР.

Специалисты, которые выполняют детальное обследование железобетонных конструкций, могут входить в состав технической или местной комиссии, расследующей причины последствий пожара, или действовать самостоятельно по согласованию с администрацией предприятия, где произошел пожар. 

1.5. Детальное обследование железобетонных конструкций выполняют с целью:

составления и передачи администрации предприятия, где произошел пожар, заключения о возможности дальнейшей эксплуатации здания, необходимости и возможности восстановления здания и конструкций;

получения данных для администрации предприятия, где произошел пожар, о прочности материала конструкций, на которые действовала высокая температура, об изменении расчетной схемы конструкций, ее габаритов и размеров.

1.6. Специалистам (экспертам), обследующим конструкции, следует работать совместно с представителем проектной организации, которая будет разрабатывать проект восстановления здания и конструкций.

Желательно, чтобы в обследовании здания и конструкций после пожара принимала участие проектная организация, которая это здание проектировала и осуществляла авторский надзор при его строительстве.

Эксперту в заключении следует привести необходимые проектной организации данные для разработки проекта восстановления:

перечень конструкций, которые следует заменить на новые конструкции, восстановить или усилить;

характеристики прочности бетона и арматуры после пожара, изменение расчетной схемы, размеров и габаритов конструкций по сравнению с проектными;

рекомендации по методам восстановления и усиления конструкций*;

рекомендации по разбору "завалов" полностью или частично разрушенных конструкций*;

схемы частично разрушенных конструкций с указанием дефектов и их характеристик*.

___________________

* Эти данные приводятся в заключении только в случае необходимости по просьбе администрации обследуемого предприятия и по согласованию с экспертом.

 

1.7. Перед разработкой проекта восстановления здания или конструкций необходимо дать экономическую оценку целесообразности проведения намечаемых работ по методике разд. 10 настоящих Рекомендаций.

1.8. При проведении обследований, разработке проекта восстановления и строительства необходимо соблюдать правила техники безопасности и пожарной безопасности.

 

2. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ЗДАНИЙ ПОСЛЕ ПОЖАРА

 

2.1. Комиссии в составе, указанном в п. 1.2, надлежит обследовать все помещения, в которых произошел пожар, строительные конструкции этих помещений и здание в целом.

2.2. В ходе предварительного обследования комиссия должна составить таблицу (прил. 1), в которой необходимо указать:

места расположения обследуемых помещений и их привязку к планам и разрезам проекта здания;

полностью или частично разрушенные во время пожара конструкции; при этом дается краткая характеристика разрушения;

возможность нахождения людей в обследованных частях здания, на конструкциях и под ними.

2.3. В ходе обследования комиссии следует получить следующие сведения о пожаре, необходимые для дальнейшего детального обследования конструкций:

время обнаружения пожара, начала интенсивного горения (вспышки), полной ликвидации пожара;

продолжительность интенсивного горения во время пожара (от начала интенсивного горения до начала снижения температуры пожара);

средства тушения пожара (вода, пена и т.д.);

место нахождения очага пожара;

максимальную среднюю температуру среды во время пожара.

Кроме того, комиссия должна установить места, где необходимо сделать подмости и освещение для проведения детального обследования.

2.4. Комиссии надлежит составить акт предварительного обследования (прил. 2), который утверждается директором предприятия, где произошел пожар.

В акте указывают:

краткую характеристику здания;

характеристики температурного режима по данным пожарного подразделения и натурного обследования предметов в помещении, где был пожар;

положение очага пожара;

средства тушения пожара;

аварийные помещения и конструкции;

необходимость приглашения экспертов для детального обследования;

перечень работ, которые необходимо выполнить до прибытия экспертов;

состояние электрической проводки, газовой и водопроводной сетей.

2.5. Директору предприятия, где произошел пожар, на основании акта предварительного обследования следует издать приказ о принятии необходимых мер по технике безопасности при эксплуатации пострадавших помещений, об их охране, если необходимо, и о назначении ответственных за выполнение этих мероприятий.

2.6. Характеристики температурного режима пожара (время обнаружения пожара, начало и продолжительность его интенсивного горения, максимальная средняя температура в помещении во время пожара, место нахождения очага пожара) и средства тушения пожара принимают на основании акта о пожаре.

2.7. Натурные данные о максимальной средней температуре в помещении во время пожара комиссия может получить на основании оценки температуры, при которой изменился внешний вид и форма отдельных предметов, оставшихся после пожара (табл. 1), температуры оплавления материалов строительных конструкций (табл. 2).

2.8. Натурные данные о длительности пожара комиссия может получить на основании изучения обгорелых кусков древесины.

Длительность пожара t_п определяется из выражения:

t_п = d /v, мин,

где d - толщина выгоревшей древесины, см; v - скорость горения древесины, см/мин, равная 0,06 см/мин - для легкой и сухой древесины и 0,04 см/мин - для плотной и влажной.

2.9. Если комиссия не может сделать окончательного вывода о состоянии конструкций в помещении, где произошел пожар, необходимо запретить пребывание людей в этом и примыкающих к нему помещениях до прибытия эксперта. Для этой цели издается специальный приказ директора предприятия, в котором указываются ответственный за охрану помещений и мероприятия по технике безопасности.

 

Таблица 1

 

Конструкции или их части, предметы	Материал, из которого изготовлены конструкции или их части, предметы	Характеристика изменения внешнего вида и формы	Температура, °С, при которой произошло изменение внешнего вида, формы предмета или части конструкций
Элементы зачеканки стыков, гидроизоляционные прокладки, обмотки кабеля	Свинец	Скругление углов или образование капель	300-500
Элементы пайки, гальванизированные предметы	Цинк	Образование капель	400
Небольшие детали машин, фурнитура туалетов, детали строительных конструкций, посуда	Алюминий и его сплавы	То же	650
Стеклянные блоки, бутылки, кувшины	Отливки из стекла	Размягчение или слипание	700-750
		Округление	750
		Потеря формы	800
Оконное стекло, пластины, армированное стекло	Листовое стекло	Размягчение или слипание	700-750
		Округление	800
		Потеря формы	850
Украшения, столовые принадлежности, монеты	Серебро	Скругление углов или образование капель	950
Фурнитура дверей, мебели, ламп	Латунь	Скругление углов или образование капель	900-1000
Рампы, люстры, ручки	Бронза	То же	1000
Электрические провода, монеты	Медь	"	1100
Трубы, радиаторы, основания под машины	Литой чугун	Образование капель	1100-1200
Строительные конструкции	Бетон	Оплавление	1500-1600
То же	Металл	Большие деформации	550-600
"	Бетон с заполнителями из силикатных пород	Разрушение с увеличением объема	572
"	То же, из карбонатов кальция	Полная диссоциация	900
	и карбонатов магния	То же	400-500
	То же, керамзита	Оплавление	1100-1200

 

Таблица 2

 

Материал	Температура плавления, °С
Стекло	760-870* (1500**)
Медь	860-980
Цинк, олово	400
Алюминий	610-810
Сталь	1300-1470
Чугун	1100-2100
Ковкое железо, сварное железо	1500-1940

_______________

*Температуры размягчения.

** Температура плавления.

 

3. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ДЕТАЛЬНОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПОСЛЕ ПОЖАРА И ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ

 

3.1. Детальное обследование железобетонных конструкций, которое выполняет эксперт или группа экспертов*, целесообразно проводить в следующей последовательности:

изучить документацию;

ознакомиться с пострадавшим объектом;

выполнить обследование конструкций с целью выяснения их состояния после пожара;

выполнить обследование конструкций, в наибольшей степени пострадавших от действия высокой температуры во время пожара;

составить и передать администрации предприятия, где произошел пожар, заключение.

_______________

* В дальнейшем - эксперт.

 

3.2. Эксперту, прибывшему на место пожара, прежде всего следует ознакомиться со следующей документацией:

актом предварительного обследования здания после пожара;

актом о пожаре, составленном органами МВД СССР;

проектом здания;

рабочими чертежами конструкций;

актами на скрытые работы.

3.3. Эксперту перед началом детального обследования конструкций необходимо обойти здание, осмотреть помещения, где произошел пожар, и ознакомиться с:

общим состоянием здания после пожара, отмечая трещины, дефекты, смещения и разрушения конструкций снаружи здания;

состоянием помещений, намечая пути детального обследования, необходимые дополнительные работы для его выполнения (устройство лестниц, подмостей, освещения), и меры по технике безопасности, необходимые при обследовании.

3.4. При детальном обследовании строительных конструкций эксперту следует отмечать не только дефекты и разрушения конструкций, которые являются следствием пожара, но и любые несоответствия конструкций требованиям ГОСТов и СНиП. Последнее может также служить причиной усиления этих конструкций или замены их на новые.

 

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

 

4.1. Конструкции, получившие дефекты и повреждения, по несущей способности и эксплуатационным свойствам могут быть отнесены к одному из следующих состояний в соответствии с "Методическими рекомендациями по классификации дефектов и повреждений в несущих железобетонных конструкциях промышленных зданий" (Харьков: Харьковский ПромстройНИИпроект, НИИЖБ, 1984):

состояние I - нормальное. Усилия в элементах и сечениях не превышают допустимых по расчету. Дефекты и повреждения, препятствующие нормальной эксплуатации или снижающие несущую способность или долговечность отсутствуют;

состояние II - удовлетворительное. По несущей способности и условиям эксплуатации соответствует состоянию I. Имеются дефекты и повреждения, которые могут снизить долговечность конструкции. Необходимы мероприятия по защите конструкции;

состояние III - непригодное к нормальной эксплуатации. Конструкция перегружена или имеются дефекты и повреждения, свидетельствующие о снижении ее несущей способности. Однако на основании поверочных расчетов и анализа повреждений можно гарантировать ее сохранность на период усиления (в необходимых случаях с разгрузкой, установкой страховочных опор или принятия других мер безопасности);

состояние IV - аварийное. То же, что и при состоянии III, однако, на основании поверочных расчетов и анализа дефектов и повреждений нельзя гарантировать сохранность конструкций на период усиления, особенно если возможен хрупкий характер разрушения. Необходимо вывести людей из зоны возможного обрушения, произвести немедленную разгрузку, устройство страховочных опор, ограждений и других мер безопасности.

4.2. Эксперту необходимо обследовать все железобетонные конструкции здания, где произошел пожар, пользуясь схемой классификации железобетонных конструкций по их состоянию после пожара (табл. 3). Окончательные выводы о состоянии конструкции делают после анализа совокупности всех факторов.

При оценке состояния конструкции следует обратить особое внимание на возможность наличия скрытых трещин в вертикальных стенках между отверстиями многопустотных плит перекрытий. Обнаруживаются эти трещины по их выходу на нижнюю поверхность бетонной плиты в виде трещины и простукиванием стенок через нижнюю поверхность и сравниванием звука: звонкий - нет трещин в ребре, глухой есть. В последнем необходима проверка на одной-двух плитах разбивкой бетона у трещины на поверхности плиты, осмотром стенки между отверстиями.

4.3. Если конструкция относится к состоянию III, то необходимо ее подробное дополнительное обследование.

 

5. ОБСЛЕДОВАНИЕ НАИБОЛЕЕ ПОСТРАДАВШИХ ОТ ПОЖАРА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

 

5.1. Обследование наиболее пострадавших от пожара конструкций целесообразно выполнять в следующей последовательности:

оценить параметры пожара (максимальную среднюю температуру среды в помещении во время пожара, фактическую и эквивалентную длительность интенсивного горения во время пожара);

определить максимальную температуру нагрева бетона и арматуры конструкций во время пожара;

определить прочность и дефекты бетона, арматуры после пожара.

 

Таблица 3

 

Контролируемый фактор	Качественная и количественная характеристики фактора при состоянии конструкции
	I	II	III	IV
Колонны
Сажа и копоть	Есть местами	Нет	Нет	Нет
Изменение цвета бетона	Нет	До розового	До розового или темно-желтого	До темно-желтого
Отколы бетона	Нет	Один-два небольших размером не более 15х15 см и глубиной менее толщины защитного слоя	-	-
			Больше двух таких же, как в состоянии II	Больше по площади и глубине, чем в состоянии III
Оголение рабочей арматуры	Нет	Нет	На глубину не более толщины защитного слоя	На глубину больше толщины защитного слоя с оголением всего периметра арматуры
Отставание поверхностных (1-3 см) слоев бетона от остальной массы конструкции (высокий звук при простукивании)	Местами (до 3 шт.) на площади не более 10 см2 каждое	То же, что в состоянии I на площади не более 30 см2 каждое	То же, что в состоянии II на площади не более 50 см2 каждое	Полностью по всей поверхности
Количество стержней арматуры, оголенных и выступающих из плоскости конструкции	Нет	Нет	Не более одного стержня	Более одного стержня
Трещины в бетоне	Нет	Сетка микротрещин на поверхности	Сетка микротрещин и макротрещины (1-2 трещины длиной не более 30 см)	Большое количество микротрещин и макротрещины с длиной более 30 см
Смещение конструкции	Нет	Нет	Возможное	Есть
Плиты перекрытий и покрытий А. Железобетонные сплошные плиты
Сажа и копоть	В отдельных местах или отсутствуют	В отдельных местах	Все покрыто	Нет
Изменение цвета бетона	Нет	Нет	До розового	До темно-желтого
Отколы бетона	Один-пять небольших по площади до 15 см2 каждый глубиной до 2 см	Не более десяти площадью 30 см2 каждый глубиной до 3 см, несквозные	То же, что в состоянии II, но сквозные	Более десяти площадью более 100 см2 каждый, сквозные
Оголение рабочей арматуры	Нет	На длине не более 10%	На длине более 10%, но менее 40%, за исключением зоны анкеровки	По всей длине или у опоры на длине зоны анкеровки
Сцепление арматуры	Есть	Есть в зоне анкеровки арматуры	Есть в зоне анкеровки арматуры	Нарушение в зоне анкеровки арматуры
Б. Железобетонные ребристые плиты
Сажа и копоть	В отдельных местах или отсутствуют	В отдельных местах	Покрыта вся полка	Нет
Отколы бетона	Нет	Есть на ребрах глубиной не более толщины защитного слоя, кроме зоны анкеровки	Есть на ребрах, отдельные в плите площадью не более 1/2 площади плиты	Есть в зоне анкеровки арматуры и сквозные в плите площадью более 1/2 площади плиты
Сцепление арматуры с бетоном	Есть	Есть	Есть только в зонах анкеровки арматуры	Нет
Оголение рабочей арматуры	Нет	Одно-два места не более 1/5 пролета, кроме зоны анкеровки	То же, что во II состоянии, но не более 1/2 пролета	В зоне анкеровки
Прогиб	Нет	Нет	В пределах допустимого нормами	Более, чем допускается нормами
Подвесной потолок	Частично разрушен	Полностью разрушен	Полностью разрушен	Полностью разрушен
Балки
Сажа и копоть	В отдельных местах	Покрыты полностью	Нет	Нет
Изменение цвета бетона	Нет	До розового	До темно-желтого	До темно-желтого или серого
Отколы бетона	Нет	Отколы углов, но на глубину не более чем до арматуры	Существенные с нижней поверхности на глубину не более толщины защитного слоя, кроме зоны анкеровки арматуры	Как в состоянии III, но на глубину более толщины защитного слоя и в зоне анкеровки
Оголение арматуры	На длине не более 20 см	Наружные края угловых стержней	Рабочие стержни на длине более 50% пролета балки	Почти вся рабочая арматура
Отставание поверхностных (1-3 см) слоев бетона от остальной массы конструкции (низкий звук при простукивании)	Нет	Снизу кроме зоны анкеровки арматуры	По большей части поверхности, кроме зоны анкеровки арматуры	По большей части поверхности, включая и зону анкеровки арматуры
Количество стержней арматуры, оголенных и выступающих из плоскости конструкции	Нет	Нет	Не более одного стержня	Более одного стержня
Микротрещины в бетоне	"	Поверхностные (глубиной не более 1-2 см)	Поверхностные (глубиной не более толщины защитного слоя)	Более глубокие, чем в III состоянии
Макротрещины	Поперек оси в растянутой зоне с шириной раскрытия не более допускаемой нормами	То же, что в состоянии I, но шириной раскрытия более 0,5 мм	То же, что в состоянии I, но шириной раскрытия более 0,5 мм. Продольные в зоне анкеровки арматуры	Больше, чем в состоянии III и в зоне анкеровки
Дополнительный прогиб от теплового воздействия или перелом продольной оси	Нет	Нет	Прогиб не больше допустимого нормами, но не более 0,5 мм; перелома оси нет	Прогиб больше допустимого нормами или перелом в оси
Вывод
Выводы о ремонте и восстановлении конструкций	Косметический ремонт	Местный мелкий ремонт по восстановлению целостности конструкции	Дополнительное детальное обследование конструкции. Значительный ремонт, усиление или отнесение конструкции к состоянию II или IV	Немедленная разгрузка конструкции, запрет пребывания людей над или под конструкциями, замена новой

 

5.2. Расчет средней температуры среды в помещении во время интенсивного горения при пожаре желательно выполнять в следующей последовательности по общепринятой методике*:

а) найти по чертежам проекта площадь горизонтальных A₁ и вертикальных A₂ проемов (окон, дверей, ворот) помещения;

б) определить площадь поверхности ограждений A₃;

в) найти среднюю высоту вертикальных проемов H.

г) вычислить значение коэффициента проемности K₁ для вертикальных проемов по формуле:

; (1)

д) определить значение коэффициента K₂ по формуле:

; (2)

где H₁ - средневзвешенное расстояние от плоскости горизонтальных проемов до середины вертикальных проемов;

е) найти значение коэффициента f₂ в зависимости от K₂:

 

K2	0	0,5	1	1,5
f2	1	2,1	3,2	4,6

 

ж) определить значение коэффициента f₁ по табл. 4;