結(jié)構(gòu)加固與改造

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,*,結(jié)構(gòu)加固與改造,一、結(jié)構(gòu)加固改造工程的對象和內(nèi)容,既有建筑需要保留并進行結(jié)構(gòu)加固改造的建筑有兩大類,：,（一）,既有歷史建筑；,（二）,既有工業(yè)及民用建筑,,（一）既有歷史建筑,,1,）文物建筑,,指文物價值極高的古建筑，如宮殿、廟宇、古塔等，其中有的已被認定為國家級或世界級的歷史文化遺產(chǎn)。對這類文物的改造加固，,應(yīng)本著“修舊如舊”的原則,進行，,盡量忠實,于原來的環(huán)境、原來的風(fēng)貌、原來的內(nèi)外裝飾、,原來的結(jié)構(gòu)做法,，但,對隱蔽部分，考慮到抗震和耐久性需要，可以用些現(xiàn)代材料和現(xiàn)代結(jié)構(gòu)手段。,（如,:,南口僑鄉(xiāng)村客家老建筑群）,,,,2,）歷史風(fēng)貌建筑,,,指近百年以來各種有獨特風(fēng)格和文化內(nèi)涵的近現(xiàn)代建筑，它們代表著一個城市的歷史、文化，需要加以保護。,對這類建筑的保護改造，應(yīng)忠實于原來的環(huán)境、原來的風(fēng)貌，特別是原來的立面造型風(fēng)格應(yīng)嚴(yán)格保留，這些建筑往往修建年代很早，設(shè)計使用年限已過，而且當(dāng)年并未考慮抗震、防火，耐久性標(biāo)準(zhǔn)過低，結(jié)構(gòu)安全度不足，,因此在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上往往要動大手術(shù)，在內(nèi)部房間布置上也允許作些變動，使之既能繼續(xù)安全使用，又留駐原有的建筑風(fēng)貌。而不能片面強調(diào)要完全保留原來的已過時的結(jié)構(gòu)和材料。 （如,:,梅州農(nóng)業(yè)學(xué)校東西樓）,,（二）既有工業(yè)及民用建筑,,量大面廣的工業(yè)及民用建筑，是我國城鎮(zhèn)建筑的主體部分，是廣大人民群眾生活、生產(chǎn)、工作的場所，包容著我國巨大的社會財富和社會資源。對這部分建筑的維護和改造，充分發(fā)掘其利用潛能，延長其使用壽命，是極大的節(jié)約。造成建筑約。,,,造成建筑“短命”現(xiàn)象的原因，主要有三：,1.,是規(guī)劃設(shè)計方面；,2.,是建筑質(zhì)量方面；,3.,是法律法規(guī)及政策方面,,要杜絕建筑“短命”現(xiàn)象，應(yīng)首先由有關(guān)部門盡快出臺法律法規(guī)和政策，防止沒有質(zhì)量問題的既有建筑被拆毀；其次，應(yīng),大力提倡建筑結(jié)構(gòu)的改造和加固，使許多既有建筑通過改造而新生，,做到“延年益壽”。使我國的許多建筑物的實際使用壽命均能像一些發(fā)達國家一樣，遠遠超過其設(shè)計使用壽命。,,根據(jù)我國國情，下列情況需對既有建筑進行結(jié)構(gòu)改造：,,1),建筑物,功能布局改變,引起的結(jié)構(gòu)改造,,（如：望江樓加固改造工程）,,2),平移、糾傾、,增層,引起的結(jié)構(gòu)改造,,（如：望江樓加固改造工程）,,,3),增強建筑物抗震性能引起的結(jié)構(gòu)改造,,（如：梅州市曾憲梓中學(xué)智明樓科學(xué)館加固工程）,,4),提高建筑物的耐久性引起的結(jié)構(gòu)改造,,結(jié)構(gòu)的耐久性指經(jīng)過正常設(shè)計、正常施工，并且在設(shè)計預(yù)定的環(huán)境中正常使用的結(jié)構(gòu)，不需經(jīng)過昂貴的維修加固，能在保持預(yù)定使用功能的條件下，達到設(shè)計使用年限的程度。,,我國國家標(biāo)準(zhǔn),《,建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),》GB50068,對各類建筑的耐久性標(biāo)準(zhǔn)作了規(guī)定，一般大量的工業(yè)及民用建筑的設(shè)計使用年,,限定為,50,年，特別重要的建筑可以提高到,100,年。設(shè)計使用年限也可按建設(shè)單位的要求確定。,,,5),建筑物群體間的結(jié)構(gòu)改造,,,,,除對建筑物單體進行結(jié)構(gòu)改造之外，有時在幾個單體之間增設(shè)新的結(jié)構(gòu)以改變其建筑功能，如,加電梯,、,加消防樓梯,、,加門樓、加雨棚、加天橋、加裙房、設(shè)連廊、填內(nèi)庭等。,,,,6),建筑物造型美化引起的結(jié)構(gòu)改造,,,可以對外墻或外填充墻進行改造，增加扶墻垛、腰線、壁柱或其它挑出構(gòu)件；也可更換外墻材料，改善外墻的保溫性能；屋面進行“平改坡”或屋面綠化也能引起結(jié)構(gòu)改造。,,,7),“爛尾樓”復(fù)建引起的結(jié)構(gòu)改造,,,一些“爛尾樓”在復(fù)建時，往往新業(yè)主從經(jīng)濟效益和經(jīng)營效果出發(fā)，對原設(shè)計提出許多新的變動，而且改動的內(nèi)容很多，有的樓既要增層，又要擴跨（外表層層挑出擴大使用面積），還要改動內(nèi)部入口大廳空間（抽柱斷梁）等，這種“爛尾樓”雖然爛尾，但設(shè)計和施工年代較近，原結(jié)構(gòu)裸露，質(zhì)量檢測方便，改造起來比老建筑容易，業(yè)主希望“脫胎換骨”，改造工程的特點往往是“內(nèi)容復(fù)雜、規(guī)模龐大，效益顯著”。,,,,二、改造前的技術(shù)鑒定和可行性論證,,,（一）改造工程的技術(shù)鑒定,,,,,既有建筑改造前的技術(shù)鑒定，指對既有建筑的可靠性鑒定?？煽啃澡b定的內(nèi)容極為復(fù)雜，包括,建筑物的安全性鑒定,，適用性鑒定和耐久性鑒定。,在安全性鑒定時,,,在地震區(qū)又包括抗震鑒定。,,,,,從鑒定的目標(biāo)區(qū)分，鑒定工作區(qū)分為兩大類別，其一為正常性鑒定，即為滿足建筑結(jié)構(gòu)改造目標(biāo)而進行的技術(shù)鑒定；另一類為非常性鑒定，如危房鑒定、災(zāi)后（地震、火災(zāi)、水災(zāi)和其它突然事件）鑒定等，后者的鑒定目標(biāo)為搶險。,目前我國實行的鑒定標(biāo)準(zhǔn)有兩套系統(tǒng)，,,一是,《,民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn),》GB50292,，,1999,年發(fā)布實行和,《,工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn),》 GB50144-2008,，,2009,實施,,《,民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn),》GB 50292-2014,，今年發(fā)行,,另一是,《,建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn),》GB50023-2009,，,2009,年發(fā)布實行。,,在結(jié)構(gòu)改造工程中往往存在對既有建筑的加固改造和部分新建、擴建相結(jié)合，情況比完全新建或僅僅抗震加固要復(fù)雜的多，每個工程的改造后的性能目標(biāo)不一樣，后續(xù)使用年限不一樣，掌握的標(biāo)準(zhǔn)尺度皆不一樣。,,因此，不可按,《10,抗規(guī),》,的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)對既有建筑進行鑒定；也不能按現(xiàn)有的建筑抗震鑒定的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)對改造工程，特別是其中新建部分進行抗震設(shè)計；對具體改造工程還要區(qū)別對待。,,,,對于結(jié)構(gòu)改造工程，更多地應(yīng)偏重于“概念鑒定”和“概念設(shè)計”。由于地震作用更具有偶然性和突發(fā)性，在結(jié)構(gòu)抗震分析上存在許多假定和量的不確定性，就更凸顯“概念鑒定”和“概念設(shè)計”的重要性。應(yīng)首先評定原有結(jié)構(gòu)體系的規(guī)則性、整體性和整體牢固性（構(gòu)件間的連接性能），分析其現(xiàn)階段的實際抗震性能和進一步改造加固的可行性和難易程度，可以做出多種方案比較，結(jié)合業(yè)主的要求，作出結(jié)構(gòu)改造的正確、經(jīng)濟的評估。,,,,,,,（二）明確改造的性能目標(biāo)和后續(xù)設(shè)計使用年限,,,,,我國,2006,年頒布的國家標(biāo)準(zhǔn),《,混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范,》GB50367,，,,,也開始在加固設(shè)計中引進這種設(shè)計思想，提出加固后的性能目標(biāo)，包括“加固后混凝土結(jié)構(gòu)的安全等級，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞后果的嚴(yán)重性、結(jié)構(gòu)的重要性和加固設(shè)計使用年限，由委托方與設(shè)計方按實際情況共同商定?！辈⒔ㄗh結(jié)構(gòu)加固后的使用年限“一般情況下，宜按,30,年考慮；到期后，若重新進行的可靠性鑒定認為該結(jié)構(gòu)工作正常，仍可繼續(xù)延長其使用年限。,《,混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范,》GB50367-2013,,,,,首先，應(yīng)確定結(jié)構(gòu)改造的性能目標(biāo)和后續(xù)設(shè)計使用年限。改造工程在抗震設(shè)計時設(shè)防目標(biāo)，仍應(yīng)該是“小震不壞、中震可修、大震不倒”，但在后續(xù)設(shè)計使用年限的選定上，不一定像新設(shè)計建筑那樣，選為,50,年或,100,年，對于本來就未按,《01,抗規(guī),》,設(shè)計的既有建筑，那樣做代價太大，反而促使被過早的拆除。,,,,,,可以和業(yè)主充分溝通，共同商定一個合適的后續(xù)使用年限。,,一般來說，,1989,年以前設(shè)計施工的建筑被改造部分按,30,年是一個可以接受的標(biāo)志性年限，較為符合當(dāng)前加固水平和我國十幾年來所積累的經(jīng)驗；況且到了,30,年也并不意味著該房屋結(jié)構(gòu)壽命的終結(jié)，而只是需要再次進行一次系統(tǒng)的檢查和鑒定，以作出是否可以繼續(xù)安全使用或應(yīng)再次加固的結(jié)論。至于結(jié)構(gòu)改造中的新增部分，仍可按常規(guī),50,年設(shè)計，到了,30,年后和被改造部門一起，都進行一次系統(tǒng)的檢查和鑒定，也是必要的。,,若業(yè)主認為其房屋極具保存價值，而加固費用也不成問題，則可商定一個較長的設(shè)計使用年限，譬如文物建筑和紀(jì)念性建筑，這在技術(shù)上都是能夠做到的，但畢竟很費財力，不應(yīng)在業(yè)主無特殊要求的情況下，誤導(dǎo)他們這么做。,,,,,,,,至于一些保護價值較低的房屋，如原來修建特殊要求的情況下，誤導(dǎo)他們這么做。至于一些保護價值較低的房屋，如原來修建標(biāo)準(zhǔn)就較低的工業(yè)廠房，工藝已經(jīng)落后也要改造，但目前還需要用一段時間再更新改造，則把后續(xù)使用年限降到,20,年也是可以的。,,,（三）按后續(xù)設(shè)計使用年限確定結(jié)構(gòu)改造的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),,,,,我國抗震規(guī)范中規(guī)定的設(shè)計基本地震加速度為：,50,年設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)超越概率為,10%,的地震加速度的設(shè)計取值。,,設(shè)計基準(zhǔn)期為,50,年。這個數(shù)值正好與現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn),《,建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),》GB50068,中規(guī)定的丙類建筑（大部分結(jié)構(gòu)改造項,,目均屬丙類建筑）的“設(shè)計使用年限”相吻合。,,,,“設(shè)計使用年限”指設(shè)計規(guī)定的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不需進行大修即可按其預(yù)定目標(biāo)使用的期限。在結(jié)構(gòu)改造加固工程中的“后續(xù)設(shè)計使用年限”指被改造加固后的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不需進行大修即可按其預(yù)定目標(biāo)使用的期限。從廣義來講，設(shè)計使用年限或設(shè)計后續(xù)使用可按其預(yù)定目標(biāo)使用的期限。從廣義來講，設(shè)計使用年限或設(shè)計后續(xù)使用年限中的“預(yù)定目標(biāo)使用的期限”，應(yīng)包括抗震設(shè)防、安全性、耐久性等性能目標(biāo)。,,,,結(jié)構(gòu)改造工程中基于性能的設(shè)計方法的一個特點是，設(shè)計人員（含鑒定人員）可以和業(yè)主共同探討各種性能目標(biāo)及其利弊（含經(jīng)濟代價），最后確定一個安全、適度、適用、可實施性強、經(jīng)濟合理的改造加固方案。后續(xù)設(shè)計使用年限的確定非常重要的，它是經(jīng)濟合理的改造加固方案。后續(xù)設(shè)計使用年限的確定非常重要的，它是改造工程的設(shè)計基準(zhǔn)期，它決定了各種荷載的取值。對于各種可變荷載，如樓面活荷載、屋面雨雪荷載和風(fēng)荷載，不同的使用年限可有不同的取值。地震作用也隨后續(xù)設(shè)計使用年限而變,,,,基于耐久性加固改造的后續(xù)使用年限，可以與基于抗震加固改造的后續(xù)使用年限區(qū)別對待。,《,混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范,》,把它定為,30,年，應(yīng)該說是較合適的。它較符合當(dāng)前加固技術(shù)的發(fā)展水平，不能定的過長。由于耐久性加固時使用了膠粘劑，或涂刷化學(xué)防護膜，或其它聚合物等的加固方法，不論廠商如何標(biāo)榜其產(chǎn)品的優(yōu)良性能，這些人工合成材料，不可避免地存在著老化問題。或者因高溫、高濕、低溫、凍融、化學(xué)腐蝕、振動、溫度應(yīng)力、地基變形等引起防護破壞，促使原構(gòu)件損壞；或者因錯用劣質(zhì)材料或施工工藝不當(dāng)，也易造成破壞。為防范這類隱患，,,,,,對耐久性進行改造加固后，不能高枕無憂,30,年，還應(yīng)加強定期檢查或監(jiān)測，檢查時間的間隔可由設(shè)計單位作出規(guī)定，按,《,混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范,》,的規(guī)定，第一次檢查時間宜定為投入使用后的,6-8,年，且至遲不應(yīng)晚于,10,年。,,三．結(jié)構(gòu)體系的技術(shù)改造,,（一）計算原則和公式,,,按,《,混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范,》GB 50367-2006,,和,《,建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程,》JGJ 116-2009,,,(,二,),加固方法及其選擇,,1),增大截面法,,,優(yōu)點：提高構(gòu)件的承載力，提高截面剛度，改善正,,常使用階段的性能。,,缺點：減小使用空間，增加結(jié)構(gòu)自重。,,適用：適用于有空間余量的多種結(jié)構(gòu)。,,,2),外包鋼加固法,,,優(yōu)點：同增大截面法且基本不減小空間，增加結(jié)構(gòu)的延性,,缺點：用鋼量大，維護費用高；需作防腐處理。,,3,）外粘纖維加固法,,優(yōu)點：在局部實施加固，工程量小且施工方便，提高承載 力的效果也較明顯。,,缺點：施工工藝要求高，膠水的耐久性尚有待考驗。,,4,）預(yù)應(yīng)力加固法,,優(yōu)點：消除或減緩后加結(jié)構(gòu)的應(yīng)力滯后現(xiàn)象，減小原構(gòu)件的撓度和裂縫寬度，甚至可使裂縫完全閉合。,,缺點：施工較復(fù)雜。,,,5,）,改變受力體系加固法,,,優(yōu)點：可明顯地改善結(jié)構(gòu)的受力性能，提,,,高結(jié)構(gòu)的承載力和剛度。,,,缺點：設(shè)計要求高，施工風(fēng)險較大,。,,,四．結(jié)構(gòu)改造的主要依據(jù),,1.《,混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范,》GB 50367-2006,,2.《,建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn),》GB50068-2009,,3.《,建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程,》JGJ 116-2009,,4.《,混凝土結(jié)構(gòu)加固構(gòu)造（總則及構(gòu)件加固）,》06SG311-1,,5.《,混凝土結(jié)構(gòu)加固構(gòu)造（地基基礎(chǔ)及整體加固改造）,》08SG311-2,,6.《,磚混結(jié)構(gòu)加固與修復(fù),》03SG611,,7.《,混凝土構(gòu)造加固圖集,》,,8.,現(xiàn)行的,《,抗規(guī),》,、,《,荷載規(guī),》,、,《,砌規(guī),》,等結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范,,9.,結(jié)構(gòu)檢測鑒定報告,,10.,原建筑、結(jié)構(gòu)施工圖,,,,,,,11.,業(yè)主提供的改造、新裝修建筑或裝修圖,,,五,.,加固補強方面施工工藝,,,六,.,加固表示方法通用說明,,,七,.,改造加固工程案例,,,,,,,