被大火燒過的樓還可以繼續住嗎?

看到這次迪拜住宅樓被燒的新聞 我就想十層樓都被燒過了 鋼筋都被熔化了吧 這樣的話住下去會不會有很大的危險。然後如果不能住人了,是把它炸掉還是修繕?


謝邀。

我之前一直在強調,生病了就去醫院請專業的醫生看病,房子出問題了就去請專業的工程師。醫生不能根據網上隻言片語的描述就診斷病情,同樣,工程師也不能根據網上簡略的信息就做出判斷。

房子被火燒之後應該怎麼辦?還能不能接著用?需要拆除嗎?還是需要維修?應該怎麼維修?

事實上,有專門的工程師負責這些問題。就像有專門的內科醫生、骨科醫生、兒科醫生一樣,工程師也分很多種,其中的 Forensic Engineer 就是專門做這些事情的。有些人說,Forensic Engineer 就是結構物的醫生,診斷病情、治病救人。我們上課的時候教授說,與其說是醫生,不如說更像是獸醫。因為醫生可以聽取病人的反饋,但是結構物不會說話,所以 Forensic Engineer 的工作更像是獸醫。

的確,高溫會顯著降低混凝土和鋼筋的力學性能,但是,我們並不能準確的知道火災中的火場溫度到底達到了多少。僅對抵抗火災來說,混凝土是非常好的工程材料之一,遠遠優於鋼結構、木結構,全世界這麼多混凝土結構,不是沒有原因的。雖然火場溫度的確很高,但是可能只是表面的混凝土達到了比較高的溫度,內部的混凝土其實幾乎沒有受到影響。

混凝土是一種非常複雜的材料,大家都知道,混凝土其實是由水泥、砂子、石子等等複合而成的材料。如果所用的石子主要是石灰石,跟所用的石子都是石英石的混凝土,其強度隨溫度的變化明顯不同,抵抗火災的效果就有很大的區別。混凝土不一樣,火災的起因、強度、溫度也不盡相同,所以必須要就事論事,按現場狀況進行分析。

就建築物的受影響範圍來說,也要一個案例一個案例的單獨分析。很多火災並沒有波及整個建築物,可能只是在建築物的某一部分或者某幾個樓層,如何確定影響範圍呢?比如三樓失火,緊鄰它的四樓需不需要維修呢?五樓呢?影響範圍到底有多大呢?

如果混凝土結構其實沒有受到多大影響,這時候進行大範圍、高造價的加固,反而變成了勞民傷財;反過來,如果混凝土結構受到的影響比較嚴重,而這時候不管不顧,這就成了草菅人命。所謂的工程科學,就是在安全性和經濟性之間尋找最好的平衡點,既要對公眾的安全負責,又要對公眾的錢包負責。

那究竟應該怎麼做呢?如果你是一個 Forensic Engineer,受雇於業主負責此事,你應該怎麼做呢?

僅就結構安全方面來說,首先應該清理現場,把所有的活荷載移除,簡單說,就是把建築物內的傢具、物品、各種重物都搬出來;其次要做一個徹底的視覺檢查,看上去受損嚴重的區域,要考慮添加適當的臨時支撐,防止建築物進一步坍塌。

保證好安全問題之後,接著就要做一個初步的混凝土檢測,一般可以用回彈錘做一個簡單快速的普查。所謂的回彈錘,原理很好理解,不同強度、不同材質的混凝土,表面硬度也不一樣,拿一個鎚子敲上去,鎚子回彈的幅度也不一樣。比如你拿鎚子敲鋼板,會嘣的一聲彈回來,但是你拿鎚子敲豆腐,就不會彈回來。有專門的這種鎚子,上面有刻度測量回彈幅度,有機械裝置保證每次敲擊的力度相同。根據試驗的結果,我們可以大致知道,哪些混凝土幾乎沒受影響,哪些混凝土有問題,應該進一步檢測。

接下來,一般會用 UPV 來做進一步的檢測,所謂的 UPV 就是 Ultrasonic pulse velocity,測量的是超聲波在混凝土中的傳播速度。這個傳播速度與彈性模量的平方根成比例,而彈性模量又與抗壓強度的平方根成比例。質量好、強度高的混凝土,超聲波的傳播速度也快;反過來,因為火災造成的質量差、強度低的混凝土,超聲波的傳播速度也慢。通過大規模的 UPV 檢測,就可以篩選出哪些部位受損嚴重,受損的程度到底如何。

對於受損的部分,還可以利用 UPV 來測定受損的混凝土表層的厚度。

比如說,表面的混凝土已經被火災破壞,而內部的混凝土還未受影響,因為火災的時候內部的混凝土的溫度還沒有達到那麼高的程度。那麼我如何知道到底多厚的表層被破壞了呢?我可以把超聲波的發射器和接收器都放在表面,然後測量超聲波的傳播時間。超聲波可以沿著受損混凝土的表面傳播,也可以先傳播到完好混凝土的表層,然後沿著完好混凝土傳播,再折射會受損混凝土表面。完好混凝土中的波速大於受損混凝土中的波速,我改變發射器和接收器的距離,得到不同距離相對應的時間。顯然,距離很近的時候,受損混凝土中的傳播要快,也就是圖中的 path 1,當距離增大到一定程度,path 2 的傳播就要快於 path 1 了。很簡單的數學關係,就能求算出受損混凝土的厚度。(如果覺得很難理解,可以這樣想,從你家開車去很近的地方,顯然是走普通道路比走高速快,因為你還要繞路去高速入口;但如果是開車去很遠的地方,顯然是走高速更快,因為高速上節省的時間要遠遠大於繞路上高速浪費的時間。)

比如說,表面的混凝土已經被火災破壞,而內部的混凝土還未受影響,因為火災的時候內部的混凝土的溫度還沒有達到那麼高的程度。那麼我如何知道到底多厚的表層被破壞了呢?我可以把超聲波的發射器和接收器都放在表面,然後測量超聲波的傳播時間。超聲波可以沿著受損混凝土的表面傳播,也可以先傳播到完好混凝土的表層,然後沿著完好混凝土傳播,再折射會受損混凝土表面。完好混凝土中的波速大於受損混凝土中的波速,我改變發射器和接收器的距離,得到不同距離相對應的時間。顯然,距離很近的時候,受損混凝土中的傳播要快,也就是圖中的 path 1,當距離增大到一定程度,path 2 的傳播就要快於 path 1 了。很簡單的數學關係,就能求算出受損混凝土的厚度。(如果覺得很難理解,可以這樣想,從你家開車去很近的地方,顯然是走普通道路比走高速快,因為你還要繞路去高速入口;但如果是開車去很遠的地方,顯然是走高速更快,因為高速上節省的時間要遠遠大於繞路上高速浪費的時間。)

知道了受損混凝土的位置,知道了受損混凝土的程度,知道了受損混凝土的厚度,接下來就可以開始維修了。方法有很多種,比如說,可以把表面的受損混凝土全部鑿除,然後用噴射高強混凝土重新噴塗結構表面,形成新的、高強度的混凝土表層。

對於混凝土結構中的鋼筋,一般來說,因為混凝土抵抗火災的性能很好,如果保護層厚度足夠的話,一般鋼筋不會有太大的問題,除非因為特殊情況,比如表層混凝土脫落,導致鋼筋直接暴露在外面。對於鋼筋的檢測也有很多辦法,比如測量電勢差、GPR 雷達檢測等等。如果認為鋼筋有問題,可以考慮在噴塗的混凝土外麵包鋼板或者 FRP 進行加固。

混凝土保護層的厚度要求,除了耐久性、鋼筋錨固的需求之外,很大程度上是出於防火考慮,比如 ACI 規範對於樑柱混凝土保護層厚度的最低要求是 1.5 英寸(38 毫米),也就是說,樑柱中的任何鋼筋至少都要外包 38 毫米的混凝土。很多工程在設計、施工的時候,對混凝土保護層的厚度要求不夠重視,認為無關緊要,這是非常錯誤的。混凝土對高溫的抵抗能力非常強,少一點點混凝土,對於鋼筋來說就是少了很多保護,千萬馬虎不得。

經過這樣的檢測、評估、加固之後,一般來說,火災後的混凝土結構都能重新投入使用。雖然這樣的檢測加固花錢不少,但是相比盲目的拆掉重建而言,還是經濟合理的。當然,對於普通的住宅、辦公、旅館等建築物來說,結構造價並不是最重要的部分,建築裝飾裝修的造價非常高昂,火災後重新裝飾裝修,可能花的錢要遠遠多於結構檢測加固的錢。


我去看了新聞,這樣燒完之後直接住人顯然是不現實的,建議檢測之後選擇維修加固或者拆除重建再來住人,當然這是一個複雜的問題,需要檢測之後做很多權衡,關於檢測,我推薦去看看豬小寶大神的答案。請特別注意我後面寫的一段,火災對結構的影響是很複雜的,需要檢測完了再來確定是否可以直接使用,或者需要維修或者直接拆除

我是僅從結構工程的角度出發回答了這個問題。十幾層大樓未必都成危樓,因為請注意我提出的論文的燒灼時間120min,火災從發生,旺盛燃燒一直到熄滅可能沒有那麼久,可能被撲滅,都可以有效的降低對結構的影響。

  • 鋼材的性能

既然題主提到了鋼筋,就從開始說

這是溫度對常見的結構鋼材力學性能影響的曲線,其中最關鍵的兩個因素是fy和E,fy是屈服強度,E是彈性模量。不知道題主是否是業內人士,若不是,做個不恰當但是好理解的解說,fy決定承載能力,最大能擔多少重量。E決定會有多少變形,加同樣的重量往下垂了多少。

這是溫度對常見的結構鋼材力學性能影響的曲線,其中最關鍵的兩個因素是fy和E,fy是屈服強度,E是彈性模量。不知道題主是否是業內人士,若不是,做個不恰當但是好理解的解說,fy決定承載能力,最大能擔多少重量。E決定會有多少變形,加同樣的重量往下垂了多少。
在500°C時候,鋼材的E下降到原來的2/3左右,fy大約只有原來的1/3;
在600°C時候,鋼材的E下降到了原來的一半,fy大約只有原來的1/8,
因此鋼材的抗變形能力(剛度)和強度都下降了非常多。

  • 火場的溫度和結構的溫度

然後再來看看火場裡面結構內部的溫度

這是一篇論文中在火場溫度1100°C情況下,溫度穩定後鋼筋混凝土梁截面上的溫度分布。大部分鋼筋分布在梁表面80mm以內,所以在這種情況下樑內鋼筋大約在1000~800度之間。實際火場溫度變化,可能高於1100,也可能低於1100,並且是不均勻的,按照常見燃燒物火焰顏色區分火場溫度,大部分火焰都是橘黃到明黃色,這樣的火焰一般在800°~1000°,按照這篇論文裡面的等溫曲線推算,鋼材處在下限500,上限1000的溫度範圍內,上面已經說了,500度時候鋼材性能已經大幅度下降。

這是一篇論文中在火場溫度1100°C情況下,溫度穩定後鋼筋混凝土梁截面上的溫度分布。大部分鋼筋分布在梁表面80mm以內,所以在這種情況下樑內鋼筋大約在1000~800度之間。實際火場溫度變化,可能高於1100,也可能低於1100,並且是不均勻的,按照常見燃燒物火焰顏色區分火場溫度,大部分火焰都是橘黃到明黃色,這樣的火焰一般在800°~1000°,按照這篇論文裡面的等溫曲線推算,鋼材處在下限500,上限1000的溫度範圍內,上面已經說了,500度時候鋼材性能已經大幅度下降。

  • 考慮溫度和鋼材性能時候結構的變化

如果是鋼結構,如果沒有防火處理那是基本直接跪了,經過防火處理,防火塗層也只能保護鋼結構幾個小時。最典型的例子就是我們悲催的世貿大廈,在911恐怖襲擊中被活活燒塌了。

如果是鋼筋混凝土結構,其抗彎承載力是和fy成正比的,所以500°C時候,梁板這類抗彎為主的構件承載能力也只剩1/3左右了。結構設計是有冗餘度的,如果簡單粗暴的拋開基於可靠度概率的設計理論,直接講安全餘量有多少,大概設計承載力是實際荷載的1.5~3倍左右,混凝土的柱子、牆體不會下降太多,還能撐住,但是梁板往往撐不住的,就會變形發生彎曲。由於火場溫度並不均勻,可能有點地方變形嚴重,有的地方並不怎麼破壞。

  • 現在,我們也把混凝土拉進來一起燒

混凝土的主要成分是水泥、骨料和水,能夠發揮強度都是靠水泥和水反應把骨料膠結在一起,水泥的有效成分主要是硅酸X鈣和鋁硅酸鹽,它們和水反應生成各種硅酸鹽的水合物以及氫氧化鈣,這是混凝土的強度的來源,沒有他們混凝土就變成了一灘散沙。
在200°C下,混凝土中的化學結合水開始脫離,350°C,硅酸鹽類開始脫水分解,570°C氫氧化鈣開始脫水分解。我想這個過程大家都不陌生,高中化學課上灼燒五水硫酸銅,灼燒石灰石都玩過,原來緻密堅硬的固體開始慢慢變成齏粉,這樣的反應就在混凝土裡面發生。
被燒完的混凝土,就會遍體鱗傷。

事實上高溫並不均勻分布,這樣還有一個問題——溫度應力。溫度應力的例子再簡單不過了,大冷天倒熱水進入玻璃杯子可能會爆掉,這就是溫度應力。巨大的溫度應力會扯裂混凝土。而不均勻的溫度引起的變形可以直接破壞結構本身,產生超越局部材料破壞的結構構件破壞。

混凝土在掛掉之後就會暴露出裡面的鋼筋,然後·····

放一張混凝土被燒了30h左右的照片

圖為1999年法國勃朗峰隧道火災後新聞圖片

圖為1999年法國勃朗峰隧道火災後新聞圖片
注意隧道內壁的混凝土,基本燒成了渣~~~
有興趣的可以去查一下這場悲劇,真的是很慘很慘~

所以一場大火過後即使這棟建築沒有坍塌,其過火範圍內的結構也是發生了變化的,請一定請專業人員來做檢測鑒定,看看是毫髮無傷,還是受損嚴重應該加固湊合用還是拆了重建,千萬不要自己好奇跑進去~


2015.2.24 00:00更新
外面在搶財神,我來用我有限的知識回答一下大家無窮的問題
@甚誰@胡瑾瑜
Q:就想問一句迪拜那幢78層的樓是不是就此···報廢····
Q:假如一棟幾十層的大廈,其中一層失火,那豈不是整棟大廈都成危樓不可居住了?

A:我去看了一下新聞,迪拜大樓真的不好說,因為我是僅從結構工程的角度出發回答了這個問題。十幾層大樓未必都成危樓,因為請注意我提出的論文的燒灼時間120min,火災從發生,旺盛燃燒一直到熄滅可能沒有那麼久,可能被撲滅,都可以有效的降低對結構的影響。

僅從結構來說,如果火災範圍得到了控制,火災影響範圍內的結構如果沒有受損,那麼繼續用,如果受損進行局部拆除重建或者加固補強之後還是可以用的。但是管線和機電設備可能要花更多代價。這個代價要進行評估。

建築不僅僅是結構,表面的裝飾,室內裝潢,以及隱蔽的管線,機電設備這些都是建築內重要的部分,有些東西我們經常忽略他們的存在,其實他們才是這個建築能被稱為建築並且讓人使用的價值核心。

比如這張圖片(百度圖片來的,可能侵權,一時沒有合適的,真的抱歉了)

比如這張圖片(百度圖片來的,可能侵權,一時沒有合適的,真的抱歉了)
顯示了一個典型的樓板內預埋的電線PVC管的布置,火災過後可能管子已經融化廢了,電線絕緣層也融化了,但是樓板沒壞,那怎麼處理呢?重建樓板?外置管線?還是整個樓廢棄

其他的東西呢,管道井裡面的水管、電纜、光纖會怎麼樣?電梯、風機、空調、消防設施、給排水設施怎麼樣?如果把這些都恢復起來需要花多少錢呢?這些都需要做一個評估。

評估完成之後,看一下這個房子重新修復的價值有多大,是修復划算還是重建划算。

PS:最後說一個關於隧道火災的題外話,現在大部分公路隧道都有安全通道,如果發生火災,請就近打開隧道內壁的安全門進入通道,而不要試圖從隧道兩側出入口逃生,你兩隻腳的速度根本跟不上煙氣和火勢擴散的速度!!!

就是這個門!!!往裡跑,不要往隧道出入口跑!!!!!!!還有一般是推,如果推不開,請拉!!!

就是這個門!!!往裡跑,不要往隧道出入口跑!!!!!!!還有一般是推,如果推不開,請拉!!!
@馮子力@范輝@progame@林文鼎
你們的問題我回答在下面,除了回答問題我補充一點其他小東西,希望有用。

@馮子力
我提到的逃生技巧更多是在城市內建設的隧道,如果是盤山公路的隧道,我就不太清楚咯~還請諒解我一下,因為我本科碩士都是主要學的結構工程和橋樑工程範圍的內容,碩士是防災減災及防護工程,但是主要做抗震,這些關於隧道、火災的知識只能是皮毛中的皮毛,如有疏漏,還請諒解!!

並不是所有隧道都有逃生隧道的,特別是穿山的隧道,在滿足通車要求下額外設置這樣一條通道也是成本很高的,這條通道是在整個隧道設計時候就設計在斷面中的,而一個隧道內並非所有空間都是用來通車的,是否有通風、通信、照明等等的專用通道,乃至利用隧道做地下管線的通道是依據隧道的位置、隧道長度、交通頻繁程度、連接地區等等決定的,並不是隧道必定有。只是大部分城市地下較長的隧道都有這個逃生通道以及其他功能區域,比如過江隧道,安全通道往往是車到旁邊的隔牆內,或者在車道下方,這個由隧道的斷面形式決定。

@范輝
如果是城市地下隧道,那麼一般安全出口不是在車輛進出口處而是有一個單獨逃生出口的。

附一個隧道斷面的示意圖


這個隧道側面就是逃生通道,下面還有管線的通道。隧道不僅僅是我們以為的一個洞,建築也一樣,是一個結構、管線、機電設備的綜合體,裡面有很多我們看不見的東西,我們才能正常使用隧道、建築的,所以討論這些的時候,應該把它們都考慮進去。

@progame@林文鼎
關於裡面是什麼樣子
推薦一個新聞,我找了一下,覺得這個不錯,而且這個是通道在下方的,和PS中貼出來的第一個圖不一樣,建議都看一下,以後萬一遇到危險可以幫助自己逃生。
記者體驗杭州慶春隧道逃生通道 每隔80米就有逃生出口你知道嗎


PPS:鄙人是防災方向的學生,雖然自己是地震工程的,但是對抗火略知皮毛中的一二。感覺無論對於哪種災害,真心覺得宣傳教育工作做的不是很好,如果平時生活看到這種宣傳,建議大家去湊個熱鬧,特別是上海北京這樣特大城市的朋友。在我們眼裡,我們的城市都特別脆弱,如果真的遭遇天災人禍,缺乏防範以及自救互救意識與能力的民眾本身就是巨大的災難,如果有這樣知識與能力,什麼危險都不會構成「災害」。


不能,需重新評估其受損程度,如果混凝土變性,就只能炸掉了


不可以。
鋼筋的問題是其次,在高溫時會有強度下降,不過降溫後還會恢復。
主要是混凝土被燒過之後強度會大大降低。

混凝土在溫度不超過300℃時,強度變化不明顯;當溫度超過300℃以後,隨著溫度的升高,混凝土抗壓強度逐漸降低;溫度在600~700℃時,表面出現裂縫,強度下降較多;溫度達800~900℃時,混凝土構件酥裂破壞,強度幾乎為零。這主要是因為:混凝土各組成材料的熱膨脹性能不同,在溫度較高的情況下,水泥石脫水收縮,而骨料受熱膨脹,使混凝土中產生很大的內應力,破壞水泥石與骨料的黏結,使混凝土構件表面首先出現裂縫,進而使結構變得酥鬆,強度降低。

來源:鋼筋混凝土結構火災後的安全鑒定


某個案例


有圖有真相哈


看到好多人說白宮,我只想說,白宮的質量和你家豆腐渣的質量一樣嗎,一樣嗎


這個問題很複雜,其實就類似於大樓經過地震後還能否住人。

首先,房屋在設計時,是有防火的設計的,耐火等級和耐火時間都有具體的要求。建築物在火災中的性能,都可以根據火的標準溫度曲線,混凝土導熱係數,混凝土和鋼筋在溫度上升時強度折減狀況,以及在火災狀況下的荷載組合等來做出響應的防火設計。

其次,在火燒之後,根據火的大小和時間,對於建築承載力的影響是不同的,包括鋼筋的強度狀況,混凝土是否有開裂和爆裂,強度折減情況,具體情況要具體分析。

簡而言之就是,沒燒壞就能用,燒壞了就不能用。

不過感覺題主問的應該就是那種很大的火災,那種基本是不可能再住人啦。


能不能住我不知道,不過我家就在大褲衩前面二百米,那年配樓著了火之後這都多少年了,沒見使用。


白宮


找個檢測公司過來檢測一下,然後根據檢測結果再考慮是加固還是完全拆除。


要看火勢的大小了,前幾天聽了一個編製建築防火規範專家的講座,對於迪拜塔的火災,他的原話是:幸好在迪拜,要是在中國,估計得全燒毀了,人也不知不到得死多少。像迪拜塔這種,火勢穩定了,修繕後是可以繼續使用的;像大褲衩這種,雖說最後是被撲滅的,但其實就是該燒的都燒沒了能不滅么,肯定是需要重建的。
Ps:有的建築地下室發生過火災,但之後一直正常使用,這種房子還是不要買的好~


這個根據過火的位置,時間長度,溫度等具體情況而定,經過結構專業重新計算才能確定。不過多的情況還是加固後繼續使用


你得先告訴我建委和房管局的人怎麼說。


最好找專業的人評估一下


大褲衩


有種檢驗叫做房屋安全鑒定,安全性評定為D則為危房,建議停止使用。打醬油做過這個報告,已經記不太清了…


要是火不大,只是熏黑了房子,當然沒事,要是火很大,燒到了主梁承重牆,最好還是請專業的來看看。一般來說,混凝土裡面有些成分(主要是硅酸鹽)被火燒了容易分解了或者發生其他變化,會讓混凝土失去原來的作用。最好的方法就是讓消防或者其他有關專業人士來檢測下


我了解一點鋼結構建築。主要看防火塗料標號時間和鋼結構噸位。半個小時內撲滅的話一般問題都不大。
1. 場館類的網架:結構屬於多靜定結構,就算局部損毀也不會坍塌,局部失火且迅速撲滅就沒問題。
2. 有核心筒超高層:這個東西可以參考噸位,大一點的,例如 200米2萬噸這個級別以上的 安全性應該是遠高於業內設計標準的。
3. 無核心筒超高層這個跟噸位關係也不大,跟內部結構設計等等關係太多了。我現在在做一個全栓接的項目,還沒弄明白。
4. 鋼結構建築防火塗料是鋼結構建築防火重要的防線,薄型的國內基本做不了;厚型國內水平也較低,假如用標號30分鐘的估計耐火15分鐘吧,超過這個時間就不敢保證了。


我是做災後重建與修復的,這種事情需要具體問題具體分析,佩服排名第一的回答,專業!通常我們會派工程隊進行殘骸清理,然後請專業工程師評估損害程度並制定修復報價。最後根據實際情況和經濟條件決定修復還是重建。


首先需要經過專業的堅定,檢測。會有一個檢測報告的。


根據具體情況而定的。上圖只是一小小小的一部分


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