建筑結構加固改造的基本原則要點

  梁瑞基  廣東勝固建筑有限公司

摘 要：淺析了結構加固改造的幾個基本原則要點：結構加固改造的基本程序;加固改造方案的選擇；改造加固設計的基本原則；結構加固改造施工的管理要點。這些原則要點對建筑結構加固改造的設計和施工有一定的指導意義。

關鍵詞：加固改造；工作程序；基本原則；方案選擇；設計原則；管理要點。

1 前言

   由于城市改造過程中對具有歷史價值建筑的保護，建筑物材料老化、環(huán)境侵蝕等自然因素影響，設計失誤、施工不當?shù)热藶檫^失，負荷加重、使用功能改變等使用要求，以及設計規(guī)范對安全度要求提高，安全儲備的要求提高等諸多原因，還有一些建筑物的上部加層和地下室的改擴建,以及建筑物的水平和豎向移位，災害后結構損壞等等原因,大量建筑結構的強度、剛度、抗裂性或局部和整體的穩(wěn)定性不能滿足要求，從經濟性角度或從文化保護的角度考慮，這些建筑結構不允許推倒重建，因此就需要進行加固和改造。加固的主要目的是提高結構或構件的強度和剛度、使之具有足夠的穩(wěn)定性和耐久性；提高結構的安全度以減少事故的隱患，從而延長建筑的使用壽命，保證正常的使用要求。

2 結構加固改造的基本程序

2.1結構加固改造應遵循下列工作程序。

以上四個程序都是必須的,而且先后次序不得顛倒。

3.結構加固改造的基本原則要點

3.1結構檢測鑒定.

   《既有建筑鑒定與加固通用規(guī)范》明確規(guī)定：改建、擴建、移位以及建筑用途或使用環(huán)境改變前應進行鑒定；既有建筑的鑒定應同時進行安全性鑒定和擴震鑒定。

   既有建筑結構檢測鑒定主要包括查閱資料、材料強度檢測、構造措施、裂縫、變形及使用條件等，根據(jù)現(xiàn)場實際檢測結果，依據(jù)國家現(xiàn)行建筑結構設計規(guī)范，對房屋現(xiàn)時結構構件的承載能力及抗震性能進行驗算，評定其是否滿足國家規(guī)范要求, 對房屋結構構件的安全性等級及抗震性能進行評定，出具結構安全性及抗震性能檢測鑒定報告，通過這些檢測鑒定數(shù)據(jù)可以對房屋的安全性有充分的理解，為加固設計的重要參考數(shù)據(jù)。

3.2加固改造方案的選擇

   加固改造方案的選擇應按對使用功能影響小、技術可靠、施工簡便、經濟合理、外觀整齊等特點原則確定。加固改造方案應根據(jù)結構鑒定結論及可靠性差異程度和原因,結合該結構特點及加固施工條件,在選擇加固方案時,除了重視鑒定報告,更要重視到現(xiàn)場直接查看,這對于加固施工條件尤為重要。很多鑒定報告中沒有提及的事項,可在現(xiàn)場查看時得以發(fā)現(xiàn)。

   在選擇加固方案時,設計單位還要與有經驗的專業(yè)加固公司溝通，只有這樣才能使加固方案更加具有實施性,也更為經濟合理。根據(jù)結構檢測鑒定報告和有關資料,設計人員會同專業(yè)加固人員選擇適當?shù)募庸谭桨甘欠浅Ｖ匾摹?/span>

3.3改造加固設計應堅持的基本原則：

3.3.1結構加固改造設計應由富有經驗的專業(yè)人士承擔, 由于結構加固改造設計所面臨的不確定因素遠比新建工程多而復雜，況且還要考慮業(yè)主的種種要求，因此，承擔加固改造設計的人員除具有較強的結構理論、明晰的結構概念外，還應具備較為豐富的工程經驗才能夠全面系統(tǒng)地分析問題，提出較為合理的結構加固設計方案，實現(xiàn)加固改造的目的。并不是一般的結構工程師都能做好加固設計，新建筑設計做的好的工程師，經過一定研究和工程實踐后才有可能做好加固設計。

3.3.2加固設計與新建筑的結構設計有很大的不同，應區(qū)別對待，加固設計計算時，可考慮樓面活荷載的折減，鋼筋混凝土現(xiàn)澆板的梁，核算其受彎承載力時，跨中應考慮現(xiàn)澆板有效受壓翼緣寬度，跨中和梁端受壓區(qū)鋼筋的雙筋梁作用，框架梁核算端部承載力和裂縫時的彎矩值應取柱邊值而不應取柱, 端部承載力和裂縫時的彎矩值應取柱邊值而不應取柱中值，各構件混凝土強度應按檢測的實測值換算為設計值取用，采用計算機軟件做整體內力分析后，必須對構件做局部驗算。

3.3.3加固設計還應注意復核結構的抗震能力，做好抗震加固設計地震區(qū)的結構或構件加固，除應滿足承載力要求外,還應復核其抗震性能結構加固后不應存在因局部加強或剛度突變而形成新的薄弱部位，同時還應考慮結構剛度增大或變化而導致地震作用效應的增大或變化的影響。

   在進行抗震加固設計時還注意以下一些問題：結構的剛度和強度的分布要均勻，避免出現(xiàn)新的薄弱層；豎向構件要連續(xù)，保證傳力途徑明晰與簡單直接；增強構件或加固原有構件，均要考慮減少整個結構扭轉效應的可能性；加強薄弱部位的抗震構造；要使結構的受力狀態(tài)更加合理，防止構件發(fā)生脆性破壞，消除不利于抗震的強梁弱柱、強構件弱節(jié)點等不良受力狀態(tài)；考慮建設場地的影響；加固后的結構要選擇地震反應小的結構體系；對原有的不合理結構體系、傳力途徑等應盡量進行改良。

3.3.4結構加固設計應處理好構件與結構、局部與整體、臨時與永久的關系,當某些構件不滿足要求時必須進行加固,但結構體系的加固往往會被忽視,加固設計人員應從整個結構體系安全的角度考慮.當個別構件加固不影響整體結構體系的受力性能時,可進行局部加固；結構整體不滿足要求時，應對結構進行整體加固；臨時加固的要求可以適當降低一些。結構的修復加固應在盡量少停產、不影響或少影響工作和生活的條件下進行。

3.3.5加固設計使用年限的確定,設計使用年限是對建筑繼續(xù)使用所約定的一個時期,在這個時期 ,建筑只需進行正常維護而不需要進行大修就能按預期目的使用，完成預定的功能。設計使用年限的限定,主要考慮的應該是耐久性問題。其次,是安全性、經濟性和合理性的問題。最后,還涉及荷載取值、構造要求等方面的問題。

   對于加固改造中,存在大量的局部構件的加固改造,這些構件的設計使用年限應考慮原建筑物剩余設計使用年限對結構加固后使用年限的影響。如果它們的設計使用年限提得過大的話,對原結構可能存在安全性和耐久性方面的隱患。

   對于加固改造工程,原結構的混凝土強度、砌體強度和砂漿強度,普遍存在偏低的問題。它們在加固改造后的耐久性如何,還需要時間的檢驗。

   所以,加固設計使用年限,建議一般采用30年較好。而且對于這類工程,應加強監(jiān)測和定期檢測,以便確保加固改造工程的安全性和耐久性。當然,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計使用年限。這在技術上都是能夠做到的,但畢竟很費財力,所以不應在業(yè)主無特殊要求的情況下,誤導他們這么做。

3.3.6采用成熟的結構修復加固改造方法與技術，在結構改造或修復加固設計時，要注意選用新材料、新工藝、應用成熟的新技術，對于一些新產品和新技術應經過專家論證慎重研究和試驗確定可靠后方可采用。

3.3.7力求與施工單位進行配合進行加固設計,根據(jù)施工單位的經驗和水平確定更合理的設計實施方案。如果在設計時不能確定施工單位，開工之前應就設計中的構造做法和施工要求與施工單位作交底和討論，必要時進行方案調整和修改設計，以確保工程質量和降低造價。

    3.4、結構加固改造施工的管理要點

  3.4.1加固改造工程是特種工程,技術含量高，工藝復雜、施工難度大，應由具備相應特種工程加固資質的專業(yè)單位進行。結構加固施工前應按設計要求及結構特點編制施工組織設計,嚴格按相應工藝標準采取有效措施以確保施工質量和安全。

3.4.2結構加固改造施工組織設計

   結構加固改造施工組織設計應具有針對性、準確性地結合實際施工環(huán)境設計編制。

如：1、施工現(xiàn)場狹窄、場地擁擠、場所的正常營業(yè)。

  2、受生產設備、管道和原有結構、構件的制約。

  3、盡量在不影響或盡可少影響使用條件下施工,

3.4.3結構加固改造施工一般順序,應先卸載或部分卸載，卸載后按一定順序實施加固。一般而言，應先加固后拆除；先加固后開洞；先基礎后柱、梁和板；先重要構件，后次要構件，最后做好保護與防護。

3.4.4結構加固改造的施工還應符合下列要求：

1、應采取措施避免或減少損傷原結構構件;

2、發(fā)現(xiàn)原結構或相關工程隱蔽部位的構造有嚴重缺陷時,應會同加固設計單位采取有效處理措施后方可繼續(xù)施工;

3、對可能導致的傾斜、開裂或局部倒塌等現(xiàn)象,應預先采取可靠的安全措施。對危險構件、受力大的構件加固時，應有切實可行的安全措施，并應得到監(jiān)理總工程師的批準。

4、結構加固改造施工前拆除或清理原有構件時，應格外留意觀察是否有與原檢測鑒定情況不符的地方，發(fā)現(xiàn)異常情況，應立即停工，支頂并及時向安全管理單位或安全負責人發(fā)出書面通知。

5、應安排專業(yè)技術人員定期到現(xiàn)場勘查施工質量，每道工序完成后應進行檢查驗收，合格后方允許下一道工序的施工。

3.4.5結構加固改造工程驗收

   結構加固工程質量在施工單位自行檢查評定的基礎上，由參與該工程活動的有關單位共同對檢驗批、分項、子分部、分部工程的質量進行抽樣復查，根據(jù)現(xiàn)行相關標標準以書面形式對工程質量達到合格與否做出確認。驗收合格之后方可投入使用。

4 結 語

4.1既有建筑檢測鑒定是加固改造設計的依據(jù),必須按現(xiàn)行規(guī)范嚴格進行,并提供完整的鑒定報告。

4.2根據(jù)結構鑒定報告和有關資料,結合現(xiàn)場查看,由設計人員會同專業(yè)加固人員選擇適當?shù)募庸谭桨甘欠浅Ｖ匾摹?span lang="EN-US" style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">

4.3 由于結構加固改造設計所面臨的不確定因素遠比新建工程多而復雜,結構加固改造設計應由富有經驗的專業(yè)人士承擔才有可能做好加固設計。

4.4結構加固改造的施工應由具備特種工程結構加固資質的專業(yè)單位進行。

參考文獻

1、《既有建筑鑒定與加固通用規(guī)范》GB 55021-2021

2、《混凝土結構加固設計規(guī)范》GB50367-2013

3、《建筑結構加固工程施工質量驗收規(guī)范》GB50550-2010