工業(yè)建筑加固改造分析研究 土木工程專業(yè)

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1、摘 要： 國外的工業(yè)建筑于20世紀(jì)60年代已進入大規(guī)模的加固改造階段，國內(nèi)的工業(yè)建筑進入加固改造較晚于西方國家。從20世紀(jì)80年代國內(nèi)的工業(yè)建筑的開始進入了加固改造的階段，以后的加固改造量逐年提升。工業(yè)建筑加固改造的發(fā)展在一定程度上促進了鑒定改造與加固軟件的發(fā)展，促進了鑒定與加固標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的發(fā)展同時也促進了加固改造材料和方法的發(fā)展。隨著工業(yè)建筑加固改造的深入反過來要求加固改造市場進一步規(guī)范，如何進一步提高加固質(zhì)量有待各方的努力與多方面支持。 關(guān)鍵詞： 工業(yè)建筑；加固改造 1 工業(yè)建筑的改造與加固發(fā)展情況 工業(yè)建筑作為建筑的一部分，與人們的生產(chǎn)和生活息息相關(guān)，工業(yè)建筑構(gòu)成了建筑

2、物非常重要的部分。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計,目前國內(nèi)現(xiàn)存的各種建(構(gòu))筑物的總面積至少在500億m2以上，工業(yè)建筑占40%，其中絕大多數(shù)是混凝土結(jié)構(gòu)，而且至少有50%以上已投入使用20年以上[1]。隨著社會的發(fā)展,城市的轉(zhuǎn)型和工業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，部分工業(yè)建筑拆除重建，部分工業(yè)建筑經(jīng)過加固改造后能適應(yīng)社會和經(jīng)濟的發(fā)展繼續(xù)發(fā)揮作用。我國的工業(yè)建筑的改造與加固是從20世紀(jì)80年代后期開始的[2]，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,自1997年以來,我國加固工程量平均年遞增量達到3 0%以上，到2000年全國年加固修復(fù)工程量已突破100萬m 2。工業(yè)建筑改造的方向主要有兩個方面，一方面經(jīng)加固改造后工業(yè)建筑繼續(xù)使用經(jīng)過改造后規(guī)模更大更

3、節(jié)能，空間使用上更加合理、高效美觀和符合人性化。這方面的例子很多，典型的例子如上海寶山鋼鐵廠、北京現(xiàn)代轎車生產(chǎn)工廠改造；另一方面改造為民用建筑，工業(yè)建筑由于的內(nèi)部空間大、并且承載力較大改造為民用建筑基本上都能滿足承載力的要求，外觀和內(nèi)部經(jīng)過改造和裝修后即可使用。典型的例子如798工廠改造為綜合藝術(shù)中心，沈陽鐵西舊工業(yè)區(qū)改造為現(xiàn)代工業(yè)文明長廊，有的改為文化娛樂中心、酒店等。 國外方面歐美等國最先進入后工業(yè)社會，是最先進行大規(guī)模城市結(jié)構(gòu)性調(diào)整的發(fā)達國家和地區(qū)，于20世紀(jì)60年代最先出現(xiàn)了大規(guī)模的舊工業(yè)建筑改造再利用[3]，20世紀(jì)70～80年代就已成為一種趨勢[4]，改造的對象多為工業(yè)革命時代大

4、量興建的輕工業(yè)建筑及少量重工業(yè)廠房。近年來建筑物的改造與加固發(fā)展比較迅速，出現(xiàn)了許多的工業(yè)建筑改造的優(yōu)秀作品,煤廠改造為工業(yè)博物館，將魯爾煤氣罐改造為文化藝術(shù)中心，法國巧克力工廠改造成的雀巢公司總部、意大利林格圖工廠改建的林格圖大廈等。隨著社會的可持續(xù)發(fā)發(fā)展，資源的再利用和節(jié)能減排提上日程，建筑作為耗能垃圾制造大戶，減少資源浪費和垃圾制造就是對生態(tài)環(huán)境的最大貢獻。據(jù)西方發(fā)達國家1987年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,對工業(yè)舊建筑的改造再利用比新建同樣規(guī)模、同樣標(biāo)準(zhǔn)的建筑可節(jié)約1/4～1/2的費用[5]。英國國家資金用于新建與改建的比例從70年代的75∶25提高到90年代的50∶50[6]。有人預(yù)言21世紀(jì)將

5、是建筑業(yè)中最興旺行業(yè)之一的將是舊建筑物的加固改造和建筑的垃圾的回收利用。 2 工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)改造鑒定及加固軟件的發(fā)展 結(jié)構(gòu)的改造鑒定及加固是個相輔相成的過程，要進行合理的改造首先是要在結(jié)構(gòu)方面進行可靠性評估，可靠性評估目前主要采用傳統(tǒng)經(jīng)驗法和實用評估法即規(guī)范中的分級評估法，但評估是一個非常系統(tǒng)和復(fù)雜的過程，僅靠知識和經(jīng)驗來處理工程中遇到的問題是不夠的，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，把這些經(jīng)驗和理論來轉(zhuǎn)換成計算機程序來處理，需要能對建筑鑒定改造和加固的智能化軟件系統(tǒng)。在結(jié)構(gòu)改造鑒定與加固方面，我國1986年把“工程建設(shè)中智能輔助決策系統(tǒng)”定為國家自然科學(xué)基重大項目，1991年開發(fā)出了結(jié)構(gòu)評估鑒定方面

6、方面的專家系統(tǒng)，城市現(xiàn)有建筑物震害預(yù)測與防預(yù)對策的專家系統(tǒng)，鋼筋混凝土單層工業(yè)廠房可靠性評估與對策的專家系統(tǒng)(RAISE-3)，單層混凝土廠房抗震評定專家系統(tǒng)SAIBR[7]。進入21世紀(jì)陸續(xù)研究開發(fā)出了一些常規(guī)結(jié)構(gòu)的鑒定與加固專家系統(tǒng),R．C．框架抗震鑒定與加固可視化程序(2001年)[8]，結(jié)構(gòu)加固設(shè)計與東大迪普（seu-deep）軟件系統(tǒng)（2003）[9]，鋼筋混凝土框架抗震鑒定的專家系統(tǒng)(2004年)[10]，磚混結(jié)構(gòu)可靠性鑒定程序(2006年)[11]，這些軟件對建筑鑒定加固領(lǐng)域的專家系統(tǒng)的研制起到了積極的作用, 但程序的完善性還有待進一步提高，實用性和全面性方面還有待實踐中檢驗，并

7、且專門用來作為工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的鑒定加固專家系統(tǒng)近年來開發(fā)的比較少或者幾乎沒有，在不久的將來我國將進入維修加固改造為主的第三個發(fā)展時期，因此我國應(yīng)該投入力量開發(fā)工業(yè)建筑的鑒定與加固專家系統(tǒng)。國外的建筑結(jié)構(gòu)鑒定程序最典型的成果是美國歷經(jīng)5年于1985年開發(fā)出的土木工程系統(tǒng)，它的前身是現(xiàn)存結(jié)構(gòu)的破壞評估專家系統(tǒng)。美國從八十年代初便將專家系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)工程的預(yù)測評估領(lǐng)域。 3 工業(yè)建筑改造鑒定與加固相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范情況 建筑物的鑒定與加固作為一門學(xué)科,理論成果最重要的體現(xiàn)的是相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的編制與頒布,這是工程技術(shù)人員的法定依據(jù),目前已出版的標(biāo)準(zhǔn)包括: 鑒定標(biāo)準(zhǔn) 《工業(yè)構(gòu)筑物抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GBJ11

8、7-88,《工業(yè)廠房可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》G B J 1 4 4-9 0,《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB50023-95,《石油化工建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》,《鋼鐵工業(yè)建（構(gòu)）筑物可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》YBJZ19-89.《工業(yè)與民用建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(試行)TJ23-77。 加固標(biāo)準(zhǔn) 《凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》C E C S 2 5:9 0,《鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》CECS-77-96,《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》JGJ-116-98,《既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范》JGJ-123-2000《,碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》《,混凝土結(jié)構(gòu)加固施工與驗收安全技術(shù)規(guī)范》。 4 工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)加固改造方法的發(fā)展 在上

9、部結(jié)構(gòu)中，工業(yè)建筑的加固方有加大截面加固法，體外預(yù)應(yīng)力加固法和改變結(jié)構(gòu)傳力體系加固法。加大截面加固法和體外預(yù)應(yīng)力加固法是常用的方法，已在實際工程中得到廣泛的應(yīng)用[12]。但這兩種加固方法存在很多不足之處，加大截面加固法施工周期長，對環(huán)境影響大，而且增加截面尺寸，減少了使用空間，因此有一定的局限性。預(yù)應(yīng)力加固法錨固構(gòu)造困難，施工技術(shù)要求高，難度大存在施工時側(cè)向穩(wěn)定及耐久性問題。20世紀(jì)60年代隨著環(huán)氧樹脂黏結(jié)劑的問世，一種新的加固方法—外部粘貼鋼板加固法開始出現(xiàn)，這種加固方法是用環(huán)氧樹脂黏結(jié)劑把鋼板等高強度材料牢固粘結(jié)于被加固構(gòu)件表面，使其與被加固構(gòu)件共同工作。20世紀(jì)末，隨著國際市場纖維材料的

10、大幅度下降，一種類似于粘鋼加固方法的外貼纖維復(fù)合材料加固法逐漸引起了工程技術(shù)人員的關(guān)注，外貼纖維復(fù)合材料加固法法具有強度高、重量輕、耐腐蝕性好、抗疲勞性能好等優(yōu)點。我國已經(jīng)制定了《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》。 5 提高工業(yè)建筑改造加固質(zhì)量的措施 工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)鑒定與加固水平的提高是一個系統(tǒng)的工程。首先需要建立和完善工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的加固和修復(fù)的質(zhì)量和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。其次支持加固材料和鑒定加固軟件的研究和開發(fā)。再次要提高加固專業(yè)隊伍的施工水平。其他方面是需要政府在資金方面的支持提高對工業(yè)建筑加固改造研究方面的積極性。同時文化價值觀念方面的引導(dǎo)也必不可少，提倡全民節(jié)約，節(jié)約即創(chuàng)造財富，加固后的

11、建筑同樣美觀實用并且費用低廉。 參考文獻： [1] 宋中南.我國混凝土結(jié)構(gòu)加固修復(fù)業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展對策(J).混凝土,2 0 0 2(1 0):11-12 [2] 沈?qū)崿F(xiàn),韓炳越.舊工業(yè)建筑的自我更新*—798工廠的改造(J).工業(yè)建筑.2005,35(8):45-47 [3] 張艷鋒,陳伯超等.國外舊工業(yè)建筑的再利用與再創(chuàng)造(J).建筑技術(shù),2004(1):45-47 [4] 付瑤,劉文軍等.國外舊工業(yè)建筑再利用對我國的啟示(J).沈陽建筑工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版).2003,19(1):33-36 [5] 葉雁冰.舊工業(yè)建筑再生利用的價值探析(J).工業(yè)建筑.2005

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