工業(yè)建筑改造與加固技術(shù)分析

摘要：老工業(yè)建筑物由于大都年代久遠(yuǎn),很多建筑物的的使用功能和結(jié)構(gòu)的 強(qiáng)度都已無法適應(yīng)現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一般應(yīng)用條件。在工業(yè)建筑物改造設(shè)計,中 采用了對老建筑物的功能、舊空間的整體重建、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的增加和局部改建以及 新技術(shù)手段的引進(jìn)等方式,成功創(chuàng)建出了符合現(xiàn)代商業(yè)建筑應(yīng)用功能的新空間結(jié) 構(gòu),并完成了其生命周期的延長。本章將針對結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)在老工業(yè)建筑物 改造中的運(yùn)用情況做有關(guān)研究。 關(guān)鍵詞:舊工業(yè)建筑;加固;改造 1、舊建筑改造的的意義與加固原則 由于中國經(jīng)濟(jì)社會不斷發(fā)展,工業(yè)都市的范圍也在不斷擴(kuò)大。在都市規(guī)模擴(kuò) 大、城市工業(yè)調(diào)整的進(jìn)程中,不少原都市中心地帶的傳統(tǒng)老工業(yè)廠房轉(zhuǎn)移到了都 市的邊沿地區(qū),并遺留下大批閑置的老工業(yè)建筑。一些老工業(yè)建筑見證著一座城 市發(fā)展的獨(dú)特歷程,已經(jīng)成為了一座城市歷史文明的重要一部分。但一旦因為利 用功能上無法適應(yīng)現(xiàn)代都市生活的需要而拆掉或重建,是十分遺憾的。所以對老 工業(yè)建筑加以改造再使用,作為促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展的一項關(guān)鍵步驟,仍然有著一 定的歷史、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會價值。 1.1 舊工業(yè)建筑改造的意義 首先,老舊建筑物見證了都市工業(yè)文明發(fā)展進(jìn)步的過程,記載著一座都市工業(yè) 逐步發(fā)展壯大的歷史印記,并積累著寶貴的歷史人文價值,但對舊建筑物的拆遷改 建也必將毀滅這一段歷史。舊建筑物的改造再利用可以使舊建筑物的生命得到延 長,也可以保護(hù)都市工業(yè)發(fā)展歷程的可延續(xù)性。其次,老工業(yè)建筑物的主要構(gòu)件雖 然可以長久保留和利用,但隨著其功用的逐步衰退,也無法與時俱進(jìn),但改建再利 用卻使它重新煥發(fā)出了生命和活力。與傳統(tǒng)"拆舊建新"的方法比較,它大大節(jié)儉 了建筑項目開發(fā)商的初期資金投入,壓縮了建設(shè)工期,減少了推至重建所造成的大 量費(fèi)用,從而增加了效益。在改建的過程中,有效保護(hù)了舊工業(yè)周圍設(shè)施,并稍微 加以完善與維修,從而能夠為當(dāng)?shù)卣?jié)儉巨大的城市公共營建成本。再者,對舊 工業(yè)的盲目拆遷不但會消耗都市建設(shè)資源,還形成了巨大的都市建造廢棄物,嚴(yán)重 污染城市生態(tài)環(huán)境,甚至造成工程消耗量與各種資源的消耗。對舊工業(yè)的有效改 造,可以促進(jìn)都市建設(shè)資源的循環(huán)使用,從而延長都市建造生命周期,并推動自然 環(huán)境的良性循環(huán)與都市建造的可持續(xù)發(fā)展。 1.2 舊工業(yè)建筑的改造加固原則 工業(yè)建筑物在實際改建過程中,應(yīng)堅持下列準(zhǔn)則:1）尊重原來建筑物的基本風(fēng) 貌,在改建加固過程中充分結(jié)合原來建筑物特征,盡量的在保持原來建筑風(fēng)格的基 礎(chǔ)上,完成結(jié)構(gòu)加固并達(dá)到結(jié)構(gòu)安全性;2）合理應(yīng)用新型建筑材料和新技術(shù)手段, 提高隔熱、保溫等特性,創(chuàng)造出高效舒適的新建筑應(yīng)用空間;3）減少對原有建筑的 二次破壞,老工業(yè)建筑物經(jīng)過歲月風(fēng)吹雨打,很多構(gòu)件本身就已非常薄弱,在進(jìn)行 改建時應(yīng)盡量的選用對原構(gòu)件損傷較小的加固方式,在滿足結(jié)構(gòu)安全性的基礎(chǔ)上 最大限度的減小了對原構(gòu)件的損傷;4）結(jié)構(gòu)要與周圍建筑物協(xié)調(diào)一致,可采取增層 加建、改造、擴(kuò)展等方法合理的調(diào)整結(jié)構(gòu)布置,使舊建筑物自然的納入周邊建筑 群內(nèi)。 2、舊工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)改造加固的主要方法 2.1 建筑的改造設(shè)計主要方式 舊工業(yè)建筑改造的主要方案,包括了總體保護(hù)、局部保留和建筑構(gòu)件保護(hù)三 類模式。 1）總體的保留模式。如總體上保留了建筑物原來的構(gòu)造框架、布置格局、設(shè) 施功用和區(qū)域內(nèi)的空間關(guān)系等,但對結(jié)構(gòu)空間與功用上再次加以調(diào)節(jié),對周圍綠化 景觀加以重新規(guī)劃,并且拆掉不合理的附屬構(gòu)筑物等。如德國魯爾工業(yè)園,原為亞 洲規(guī)模最大的工業(yè)園,但后來由于德國煤炭能源地位的衰落,工業(yè)園規(guī)模逐步萎縮, 完成了改造轉(zhuǎn)變。 工業(yè)區(qū)在改建時,重點是對工業(yè)園區(qū)的總體布局結(jié)構(gòu)框架、節(jié)點、文化元素 等方面加以全面保護(hù),包含了各種車間設(shè)備廠區(qū)、倉庫、 變配電站、鍋爐裝置房、 煙筒、井下機(jī)械、水塔、水池、水渠等建、結(jié)構(gòu)。經(jīng)過改建,將煉鋼廠室改造為 大劇場,地下的礦石庫房改建為攀巖場,將生產(chǎn)廠房成為了博物館,并且通過大力 整治周邊環(huán)境,優(yōu)化交通網(wǎng)絡(luò),完成了工業(yè)園的第二次振興。 2）部分建筑物保存模式。由于保存了部分富有標(biāo)志性、典型意義的工業(yè)建筑 物或基礎(chǔ)設(shè)施,再經(jīng)過加建和修繕,構(gòu)成全新的產(chǎn)業(yè)建筑物群。比如北京市 798 當(dāng) 代藝術(shù)公園,保存了部分原有場地中的工業(yè)設(shè)備、延伸了原有路線尺度感,讓人可 以感受到明顯的"產(chǎn)業(yè)場地感"。上海市道八號橋,原址為上海市車輛制動器廠的 老廠區(qū)。后經(jīng)過修改修建,拆掉了部分隔墻和危房,并增加了四座鋼結(jié)構(gòu)橋梁成為 聯(lián)系各建筑物之間的重要交通紐帶。既保持了工廠的原有風(fēng)貌,又傳承著老城市 的歷史記憶,帶給人一種濃厚的時代感,同時也很自然的滲透到了現(xiàn)代城市的日常 生活之中。 2.2 舊工業(yè)建筑的主要加固方法 舊工業(yè)建筑物的加固方式,主要有增大散射截面加固法、粘鋼加固法、粘貼 碳纖維行業(yè)布加固法和外包頭鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司加固法等。 1）增大截面加固法 是指在鋼筋砼結(jié)構(gòu)受拉區(qū)或受力部位澆筑層新的砼或補(bǔ)充相應(yīng)的鋼材,以增 強(qiáng)原結(jié)構(gòu)承載能力的方式。新澆筑層砼在受拉區(qū)后,對補(bǔ)加的鋼材直徑具有連接 和保證功能;當(dāng)新澆層砼位于受力區(qū)時,提高了結(jié)構(gòu)的有效標(biāo)高,因此增加了結(jié)構(gòu) 的抗折彎、抗剪強(qiáng)度,也提高了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。所以,其補(bǔ)強(qiáng)效應(yīng)是顯著的。 該方案主要具有工藝簡便、受力安全、加固費(fèi)便宜、使用經(jīng)驗豐富等優(yōu)勢, 在柱、梁、樓板、墻體和基座等的各種加固中都有廣泛應(yīng)用;不過它也有弊端,如 濕作業(yè)工程量大、維護(hù)周期較長,植筋時對原有構(gòu)件的破壞很大,新結(jié)構(gòu)加強(qiáng)后將 斷面面積加大,對原建筑物空間的利用影響也很大等。該方式在舊工業(yè)建筑物中 使用較多,但由于新工業(yè)建筑物的一般利用空間大,改造項目較多,新構(gòu)件增加斷 面后對原工業(yè)建筑物的空間利用影響也相對較小,但同時增加斷面后的新結(jié)構(gòu)也 可為改造節(jié)點帶來更有效的空間支承與錨固,連接結(jié)構(gòu)。 2）粘鋼加固法 是指在受扭、受拉和大偏心受力的鋼筋砼等結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面用特殊的黏鋼膠料 粘貼鋼板,以便于有效增加結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的一種補(bǔ)強(qiáng)方式。 這種方式施工速度快,對原構(gòu)件的破壞較小,結(jié)構(gòu)尺寸也基本不發(fā)生變化,尤 其在工業(yè)廠房的橫梁、屋架、地板等結(jié)構(gòu)加固中,使用得較多;它的不足之處是費(fèi) 用較高，且粘鋼膠的使用溫度不得超過六十。C,原水泥硬度也不得小于C15,否則粘 鋼膠的粘接強(qiáng)度過低,影響了加固的效果。 3）粘貼碳纖維加固法 是指在受扭、受拉和大偏心受力的鋼筋砼等結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面,用特殊的結(jié)構(gòu)材 料粘貼上高強(qiáng)碳纖維布,以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的一種補(bǔ)強(qiáng)方式。 該技術(shù)優(yōu)點與黏鋼加固法相似,其實施比黏鋼加固法更簡單,時間更短,基本 不會破壞原有構(gòu)件,費(fèi)用也較黏鋼加固法經(jīng)濟(jì);缺點是對結(jié)構(gòu)承載力增加幅度較小, 適合強(qiáng)度略微足的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)以及構(gòu)造局部破壞后的加固補(bǔ)強(qiáng)。該辦法應(yīng)用要求與 黏鋼強(qiáng)化辦法相似,即結(jié)構(gòu)膠的應(yīng)用溫度不得超過六十C,原水泥結(jié)構(gòu)抗拉強(qiáng)度不 得小于 C15。 結(jié)束語 舊工業(yè)建筑物能夠針對各自的特性,選用恰當(dāng)?shù)母脑旒庸谭椒?經(jīng)過科學(xué)設(shè)計 整體設(shè)計,并運(yùn)用新材料新工藝,以達(dá)到與新功能、新環(huán)境的無縫銜接,從而能夠 延長舊建筑物的使用壽命。老工業(yè)建筑的改造將符合國家可持續(xù)發(fā)展規(guī),劃變廢 為寶,為老工業(yè)區(qū)的現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型提供了參考,并相信今后經(jīng)過改建加固成功升 級的老工業(yè)建筑也將不斷涌現(xiàn)。 參考文獻(xiàn) [1] 楊靖雯?基于工業(yè)建筑改造的小劇場設(shè)計研究[D].北京建筑大學(xué)，2017. [2] 李曉紅?舊工業(yè)建筑改造再利用研究[D].天津大學(xué)，2009.