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钢结构加固设计:加固改造成本控制研究
日期:2021-06-10 人气:165 收藏

无论一线、二线城市,建筑加固改造项目逐年增多,土地资源的稀缺性,五、六十年代超过设计使用年限的老房屋,安全储备不足的旧建筑,随着抗震标准的提高,许多不能满足新设防抗震要求的现有房屋,都需要进行加固改造;且一个城市的发展,都有百年甚至千年的历史,各自独特的城市格局和风貌,简单的房屋拆除新建,将会破坏城市原有格局,切断城市文化的传承,变成千篇一律的现代模式。

加固改造不仅可以增加建筑的安全性,延长建筑物的使用年限,而且可以满足城市文化的延续,对旧建筑改造加固的同时,给予旧建筑新的生命活力,也保留了城市的记忆。

加固改造项目成本控制可分为两个阶段,方案阶段和施工方法优选阶段。加固改造方案阶段主要考虑建筑、结构方案、后续使用年限、计算方法和参数等;施工方法主要为加大截面、粘刚、粘碳纤维等具体的加固施工措施。本文从方案阶段入手,简要分析加固改造成本的优化和控制。

改造方案对成本的影响

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旧建筑改造上宜遵循“经济、实用、美观”的原则,力求功能合理、空间顺畅、实用高效,以常规的、合理的技术手段,取得最佳的经济效应,以降低加固改造成本。

旧建筑加固改造,在成本方面应在最大可能的不拆除和改变原有结构的基础上进行修葺,并在旧建筑上增加一些新的结构以满足新的使用要求,因此作为加固改造项目,主体建筑物最好基本保留,这也是成本控制的最主要部分。

国外典型案例如德国鲁尔工业区的改造转型,鲁尔区改造最大的特点,就是大面积保留了原址的厂房和设置,并赋予它们新的功能。原来的油罐改造成潜水俱乐部的训练基地;原来存放焦煤的巨大水泥构筑物被改造成了一个攀岩训练场,水泥岩壁上增设了适合不同水平的攀岩者路径,吸引了各种年龄的攀岩爱好者;这里还有许多旧厂房的利用颇有创意,有的被出租给了电影制片者当电影场景,有的能举办别开生面的婚礼晚会,有的演绎成了震撼人心的当代“雕塑公园”;高炉等工业设施可以让游人安全地攀登、眺望,废弃的高架铁路可改造成为公园中的游步道,并被处理为大地艺术的作品。夜晚,灯光艺术点缀的巨大高炉成为一道奇特的风景,吸引着游人的目光,给人无尽想象。

建筑物后续设计使用年限同样是影响加固改造成本的主要因素之一。

现举一较为典型的实例予以说明,以北京某改造类公寓为例,拟改造的现有建筑用地性质为工业用地,其原设计使用功能为办公,建造年代为2001年,距今已使用17年,结构体系为钢筋混凝土框架结构。该物业状态为租赁,租赁年限30年。拟将该建筑改造为公寓用途,与之前办公相比,结构增加的荷载主要有:建筑隔墙、地暖面层、裙房屋顶增设屋顶花园以及主楼屋顶新增消防水箱等设备。在结构加固初设阶段,设计单位分别按照后续使用50年和30年的地震动参数进行了加固计算,在其它设计条件及计算参数均相同的情况下,地震作用对结构抗震竖向构件加固量的影响情况详见表1。对比可见,后续使用30年的结构框架柱、梁的加固数量比后续使用50年的减少70%左右,总的加固费用减少56%左右。

  由上述例子可以看出,加固改造项目后续设计使用年限的选取对成本影响很大,因此需合理确定后续设计使用年限。

加固后混凝土结构的设计使用年限,应按《混凝土结构加固设计规范》GB 50367-2013第3.1.7条确定:

1) 结构加固后的使用年限,应由业主和设计单位共同商定。

2) 当结构的加固材料中含有合成树脂或其他聚合物成分时,其结构加固后的使用年限宜按30年考虑;当业主要求结构加固后的使用年限为50年时,其所使用的胶合聚合物的粘结性能,应通过耐长期应力作用能力的检验。

3)  使用年限到期后,当重新进行的可靠性鉴定认为该结构工作正常,仍可继续延长其使用年限。

4) 对使用胶粘方法或掺有聚合物材料加固的结构、构件,尚应定期检查其工作状态;检查的时间间隔可由设计单位确定,但第一次检查时间不应迟于10年。

5) 当为局部加固时,应考虑原建筑物剩余设计使用年限对结构加固后设计使用年限的影响。

加固后砌体结构的设计使用年限,按《砌体结构加固设计规范》GB 50702-2011 第3.1.8条规定:“一般情况下,宜按30年考虑”。

以上文章来源:赵黎城 曹凌霄 


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