周玉玲
(黃岡師范學院,湖北 黃岡 438000)
建筑加固改造綜合決策方法及工程應用
周玉玲
(黃岡師范學院,湖北 黃岡 438000)
隨著建筑使用年限的增加,建筑加固逐漸受到人們的重視。建筑加固改造能夠延長建筑的使用的年限,同時還要確保建筑使用的安全性,因此需要提高建筑加固改造工程的效率,針對加固工程中能夠出現的所有問題,制定完整的決策方案。文章論述建筑加固改造綜合決策方法以及工程應用。
加固改造;綜合決策;工程;應用
建筑加固改造主要是為了建筑物能夠安全使用,進而保護人們的人身財產安全。在實際加固改造工作中,要基于建筑的實際情況,做好綜合加固改造施工,包括改變建筑的使用功能,提高建筑的抗震性能,以及對建筑的其他性能加以改造。在實際改造中,還存在著諸多問題,包括技術的應用、確定建筑使用年限等,因此加強綜合決策研究,有著現實的意義。
建筑加固改造的主要內容包括:①基于原有的建筑加以擴大,包括擴大平面與內部空間,或者在夾層的基礎上擴大平面;②保持建筑面積不變,采取調整空間大小的方式,包括抽梁抽柱與墻體開洞,來增加建筑空間;③改變建筑的基本結構,改變其用途。
建筑加固改造面臨的主要問題:建筑加固改造很難滿足城市規劃要求,因此需要在滿足建筑的使用功能與用途的基礎上,做好相應的調整工作。但是也需要正視無論是基于哪種改造,其最終效果都很難達到預期目標,尤其是使用功能與年限等。在建筑加固改造前,需要檢測原建筑性能,包括耐久性、抗震能力等,根據相應數據分析并判斷其是否能夠與加固改造后的建筑性能相匹配。
2.1 建筑加固綜合改造方法
現行的綜合改造方法較多,包括提高建筑變形能力,提高建筑結構的承載力等。為了提高建筑的承載力,需要采取擴大原建筑結構構件截面,或者是增加構件等。同時還需要注意增加建筑結構的剛度,若發現存在不合理情況,則采取提升建筑變形能力的方式。在完成建筑結構加固工作后,需要判斷結構綜合能力,其關鍵在于建筑的綜合抗震能力。現有的建筑加固方法包括:增設抗震墻、鋼筋混凝土加固法、鋼構套加固法、粘貼鋼板加固法、增設抗震支撐法等。目前建筑加固主要分為三個檔次,依據抗震性能與使用功能劃分,主要分為30a、40a、50a,對應分為A類、B類、C類,在此分類的基礎上設計加固方案與加固鑒定標準。
2.2 綜合決策前的準備
在進行綜合決策前,建筑鑒定是必不可少的,以此來確保加固改造的效率。在改造前需要鑒定建筑的可靠性與抗震性。建筑在使用的過程中,需要定期加以管理和維護,即使是經過多年使用后,也需要加以修繕,確保其使用功能。為了改變建筑現有的用途,開展建筑加固改造前,需要對建筑的安全性與實用性等情況進行全面了解,進而確保綜合決策方案的合理性、可行性和經濟性等,要根據我國建筑可靠性鑒定相關標準,做好建筑的抗震性與可靠性鑒定。民用建筑在6度區Ⅲ類與7度區Ⅱ類地區的,都沒有進行地震設防,只有8度區以上級別的建筑才稍有考慮,而且采取的措施投入力度不足,但是近幾年這些地區的建筑均在加固改造。除了做可靠性鑒定外,還需要做抗震性能鑒定,以此為綜合決策提供相應的數據支持,要根據建筑抗震設防烈度與類別、后期使用年限與結構類型等,依據相關的抗震鑒定標準,做好抗震鑒定工作。
2.3 確定建筑加固改造綜合決策方案
建筑加固改造過程中,引入綜合決策主要是為了選擇最佳的改造方案。傳統的建筑加固改造,需要對原建筑結構的實際情況加以分析,了解其和預期性能之間存在的差距,以此確定建筑加固改造方案。在決策的過程中,需要利用相應的參數來作為綜合決策的依據,包括性能差距、功效影響系數、經濟因子、加固件比例等,以此來確保建筑加固改造決策的科學性與合理性。建筑加固改造決策方案中,其性能差距具體指的是建筑改造前與建筑改造后的性能對比。建筑加固改造中構件比例,主要側重于結構構件,是指在不同的加固方法下,構件所占據的比例。
工效影響指的是:建筑加固改造工期情況,建筑施工材料的使用情況,以及建筑加固改造施工環境條件等,在此基礎上來分析加固改造效益問題。經濟因子主要是指不同建筑加固方法所涉及的建筑加固改造投資情況。最后利用以上參數的乘積,包括經濟因子、工效影響、性能差距、加固構件比例等,計算得出建筑加固改造綜合決策指數,通常情況下指數越小,則說明建筑加固方案越合理,需要注意的是在決策計算的過程中,如果發現和預期的建筑加固改造投資相比,加固改造方案投資要超出很多,則該方案不得使用。
3.1 某項目加固改造工程概況
建筑物體由主體塔樓與裙房等組成。主樓共計27層,結構體系是現澆鋼筋混凝土框架與核心筒結構,建筑的基礎是筏板基礎,主樓的高度為92.7m,主要功能為辦公建筑。裙房共計6層,結構體系是現澆鋼混框架與剪力墻結構,建筑的基礎是獨立柱-抗水板,高度為22.5m,主要功能為商業建筑。加固改造方案:室內裝修改造,經過改造后的建筑功能為辦公室、實驗室及其配套功能,改造范圍18層以下,使用年限是40年,以B類鑒定標準和設計為準。
3.2 建筑鑒定
建筑耐久性鑒定報告:未發現鋼筋出現銹蝕情況,以及混凝土碳化情況等,不影響建筑結構的耐久性。建筑結構抗震性分析報告:建筑抗震措施能夠符合B類建筑抗震標準,能夠達到后期使用40a的標準,且地震力和風荷載作用下的結構變形情況,符合相關標準。
建筑結構改造方案:樓板開洞;剪力墻開洞;個別的結構樓板進行封堵;增加首層活荷載;建筑9層更改為設備層,荷載改變為5.0kN/m2;建筑4、5層增層;個別樓板鑿掉與開洞。經過計算分析發現配筋不足,尤其是轉換層區域。
3.3 工程加固改造
(1)樓板加固改造。基于業主使用需求,將樓板開洞,在樓板地加設鋼梁,以此來分割樓板,并核算原有建筑結構配筋,以此來滿足建筑對配筋的要求。對于未開洞,并且不加次梁的樓板,以及荷載過大與配筋不足的樓板,則選擇采取粘貼纖維復合材料法,來做樓板加固處理。
(2)框架梁加固改造。建筑工程加固工程改造中,框架梁加固采取的調幅方法,是用計算得出的梁上負彎矩,來和現有的梁上負彎矩相減,將其全部調整到梁底。并且和計算得出的的梁底正彎矩相疊加,按照T型截面來計算配鏡,將原有的梁底正鋼筋扣除后,對其做加固補強處理。因為框架主梁的一端,是支撐在框架柱上的,另外一端則是支撐在核心筒上,將梁端彎矩全部調幅后,調到原有配筋能夠符合現在計算的標準,將其調到跨中,采取碳纖維材料加固梁底。對于支撐在框架柱上的梁上部,采取與柱子兩側樓板相互緊靠的方案來粘貼鋼板,主要是由于在梁頂端粘貼鋼板的錨固施工難度大,且難以保證施工的質量,因此采取此方案來控制加固改造的質量。
(3)柱子加固改造。在加固改造轉換層區域時,因為轉換層的配筋較少,轉換層以上的柱子與剪力墻暗柱等,需要做加固處理。采取包角鋼與抹聚合物砂漿加固改造法,以此來確保柱子的質量能夠滿足加固改造建筑使用的標準。
綜上所述,在建筑加固改造施工中,引入綜合決策法,針對加固改造施工中常見的問題,分析建筑的綜合性能,并且對比分析目標差異,進而確定加固改造施工相關參數,將建設成本控制在最低,提高加固改造的綜合效益。
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TU753.8
A
2096-2789(2016)11-0046-02
周玉玲(1982-),女,湖北黃岡人,碩士,講師,研究方向:建筑加固改造、工程施工技術。