建筑结构的维护、加固和改造是指在整个使用寿命内的现有建筑物,在科学的检测鉴定基础上,采取合理的维修加固措施,或通过结构改造,以提高结构的安全性和耐久性,满足建筑物的正常使用功能,保证建筑节能与环保,延长建筑物安全使用寿命。其中既包括了对既有建筑达到设计使用年限后的加固,也包括了对既有建筑的性能维护,还包括部分新建筑的使用功能改造以及设计、施工造成的损害补救等等,对此开展研究,有利于落实党中央提出的科学发展观、建设节约型社会,符合建筑“四节”即节能、节地、节水、节材工作的要求。
1.建筑结构维修加固改造行业发展前景
据初步统计,我国既有建筑物的总量(包括城镇房屋建筑、工业建筑等)约400多亿平方米。一些专家估计,约有30~50%的建筑物出现安全性失效或进入功能退化期,既有建筑物的加固是一新兴的学科与行业,具有令人瞩目的发展前景和潜力,上世纪末美国劳工部门预测,建筑维修加固改造业在21世纪仍是世界各国最受欢迎的九大行业之一。目前,修复、加固和改造美国现有建筑的成本已达到近6万亿美元,1980年美国建筑维修改造工程已占其全部工程的三分之一。丹麦用于维修加固改造与新建工程投资比例为6:1。1983年,瑞典用于维修改造的投
资占建筑业总投资的50%,中国比上述发达国家发展晚,同济大学朱伯龙教授预言:“对建筑业来说,21世纪将是建筑改造的世纪”。
随着人们生活水平的提高,对房屋建筑提出了更高的要求,土地是不可再生的资源,建设节约型社会不允许无限摊位占用大量耕地进行建设。旧城改造、旧建筑物的维修加固、拓展应用是城市建设的必然选择之一。通过对建筑物的加固改造来增层、扩建、改变用途,使旧建筑焕发新活力。工程中的缺陷可能源自于劣质的材料或施工中的疏忽,甚至是设计的错误、有害环境的侵蚀或混凝土等材料的老化,这些缺陷的处理需要结构维修和加固,对旧建筑不符合抗震设防要求的也需要进行结构的抗震加固。
作为新兴行业,其发展的障碍主要是技术储备不足而新手众多,迫切需要开展研究与实践工作,以提供可以借鉴的经验。淄博建筑设计研究院成立结构工程维修加固改造课题组,结合工程设计实践活动开展对建筑物维修、加固改造成套技术的研究,在近十年的研究实践中,逐渐学习、探索、总结、归纳了一系列常用的一般建筑物维修加固改造的方法与技术。在对这一课题的研究过程中,先后发表关于建筑物维修改造加固技术及应用的专业论文七篇,获市自然科学优秀学术成果奖三项,完成建筑物维修加固改造设计工程实践二十余项,取得了较好的经济和社会效益。
2.建筑结构的维护、加固和重建程序
通过本课题的研究,结合不同工程实际,总结一般建筑结构维修加固的程序如下.按照科学的程序进行,它可以确保建筑结构的维护、加固和改造不走弯路,避免漏项,制定合理的方案,取得较好的效益。
房屋结构改造加固2.1 收集建筑结构维护、加固和改造的相关数据
收集修复、加固和重建建筑结构的相关信息,主要包括设计资料和施工资料、设计施工变更资料、建筑用材料资料、竣工和验收资料、使用过程的有关情况、发现的质量问题、业主新的使用要求等。
2.2 建筑结构和构件的质量鉴定、材料性能的检测
对建筑结构进行完损性和安全性鉴定,从而为维修加固改造提供依据。完整性主要指建筑结构的当前损坏状态,以外观检查为主;安全性主要是指构件和结构的安全程度,以内力分析和截面验算为主;在地震区,对旧建筑结构尚应进行抗震性能鉴定。
对结构或构件所用材料有怀疑时,应进行结构材料的有关性能检测,获取材料的实际强度和其他性能的指标数据。
检测和鉴定应由具备相应资质的检测机构和鉴定单位完成,并出具检测报告和鉴定意见书,检验报告和鉴定意见是建筑结构维修、加固和改造的依据之一。
2.3 制定建筑结构的维护、加固和改造计划
在制定建筑结构的维护、加固和改造方案时,应综合考虑各种相关因素,主要依据是建筑结构的使用功能要求,有关的国家行业技术规范和标准,可能实施的维修加固改造施工条件等。
维修加固改造方案的制定是一项高科技系统工作,应进行方案的对比和优化,选择产出投入比较高、简便易行、质量易于保证、环境效益较好的方案实施。
2.4 建筑结构维修加固改造设计
根据建筑结构维修加固改造方案进行施工图设计,此时,应注意的主要问题是新老建筑结构的衔接与协同工作,应考虑施工的可行性,尽量详细地提出施工注意事项和施工先后顺序。
2.5 建筑结构维修加固改造施工
施工应由具备相应专项施工资质的队伍完成,施工前应制定详细的施工组织设计和安全措施,切实保证施工期间人员和建筑物的安全,施工中如发现与原设计不符及安全异常情况,应及时通知业主和设计单位,采取处理措施。
2.6 建筑结构维修加固改造过程中的质量监督与竣工验收
施工过程应委托有相关经验的监理单位进行监理,设计人员也应经常去施工现场了解施工情况,解决施工中存在的问题,并参加相关部位的分部分项验收和竣工验收,对于重要工程或工程关键部位,应在钢筋施工完成后进行一些现场检查。
竣工后,应提醒业主定期检查加固改造部位的工作状态,第一次检查时间不大于10年。平时使用过程中若发现异常情况及时采取措施。
3.建筑结构维护、加固和改造设计的基本原则
3.1 建筑结构的维护、加固和改造设计应由专业人员负责
建筑结构是否需要加固,应经结构可靠性鉴定,专家依据有关规范规程标准提出鉴定意见书。鉴定意见书可以做为结构维修加固改造设计的依据之一。因为建筑结构加固设计面临的不确定性比新建项目要复杂得多,况且还要考虑业主的种种要求,因此,承担维修加固改造设计的人员除具有较强的结构理论、明晰的结构概念外,还应具备较为丰富的工程经验才能够全面系统地分析问题,提出较为合理的结构加固设计方案。
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