建筑工程加固設(shè)計常識
縱觀世界大戰(zhàn)后世界主要發(fā)達(dá)國家建筑業(yè)發(fā)展歷程,，其可分為三個主要階段：大規(guī)模新建階段,、新建與改造并重階段,、大量舊建筑維修與修復(fù)階段,。我國于1949年建國后,，開始了大規(guī)模的新建階段,，該階段在90年代和20世紀(jì)前十年達(dá)到頂峰,；隨著時間的推移，建國初期及改革開放前后建造的建筑已經(jīng)接近甚至超過設(shè)計基準(zhǔn)期,。
鑒于我國的基本國情,，目前我國建筑業(yè)應(yīng)處于新建與改造并重階段并逐步向第三階段發(fā)展，大量建筑已存在明顯的安全隱患,，急需對其進(jìn)行加固改造設(shè)計,。此外，隨著社會的發(fā)展和人們生活方式的改變,，一大批舊建筑使用功能需要變更,，舊城改造成為建筑業(yè)發(fā)展的另一熱點，具有巨大的發(fā)展前景,。
然而,，建筑物的加固改造并非想象的那樣簡單，建筑物加固改造導(dǎo)致的安全事故逐年增多,，房屋加固改造的現(xiàn)狀令人擔(dān)憂,。2019年5月16日，上海市長寧區(qū)昭化路148號近定西路發(fā)生一起廠房坍塌事故,，該區(qū)域原為一家4S修理廠,，計劃改造為“光之里”商業(yè)藝術(shù)中心，項目不僅牽涉到建筑使用功能的變更,，還要在其上加蓋兩層,。事故發(fā)生的原因我們不能完全定性，但足以引起我們對于加固改造類項目的重視,。
下面筆者就帶大家了解下建筑結(jié)構(gòu)加固改造方面的基本知識：
1,、建筑加固改造的原因
導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行加固改造的原因很多，大體可分為設(shè)計原因,、施工原因和后期原因,。設(shè)計原因表現(xiàn)為項目在設(shè)計時出現(xiàn)錯誤，如計算簡圖不符,、荷載缺失或漏算,、配筋不足等；施工原因表現(xiàn)為施工單位錯誤理解施工意圖導(dǎo)致的施工錯誤,、偷工減料,、施工質(zhì)量差等引起的結(jié)構(gòu)安全隱患；后期原因則是最常見的原因,，主觀意義上表現(xiàn)為需要變更使用功能,，客觀原因則表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)材料老化、建筑經(jīng)歷偶然災(zāi)害等,。
各階段加固改造原因分析圖
此外,，由于絕大多數(shù)加固改造工程相對自身新建時已經(jīng)經(jīng)歷了一定的時間周期,，這段時間內(nèi)，絕大多數(shù)工程都會經(jīng)歷規(guī)范的變更,，筆者在做的項目就是去年剛建成業(yè)主就需要變更功能的加固項目,，在加固改造過程中需要考慮很多規(guī)范的調(diào)整，如《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)選自.投標(biāo)書代寫網(wǎng) yipai178.com 計標(biāo)準(zhǔn)》,、《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》等,；而該項目地處的寧波市在設(shè)計時為6度區(qū)，按照新的地震區(qū)劃已調(diào)整為7度,；這些調(diào)整,，原則上對于無需進(jìn)行加固改造設(shè)計的項目沒有影響，但建筑一旦需要加固改造,，這些因素將是結(jié)構(gòu)加固的重中之重,。
2、建筑結(jié)構(gòu)加固改造的基本流程
（1）檢測鑒定
由專業(yè)檢測鑒定單位搜集資料,、現(xiàn)場調(diào)查,、查閱原設(shè)計圖紙等，進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集,，對尚未改造的結(jié)構(gòu)自身的使用情況進(jìn)行檢測,，包括結(jié)構(gòu)的損傷、裂縫,、鋼筋或鋼材的銹蝕以及變形等,；對結(jié)構(gòu)所處的使用環(huán)境進(jìn)行檢測，判斷其所處的外部環(huán)境以及荷載效應(yīng)是否與原設(shè)計相符,。根據(jù)檢測鑒定結(jié)果出具項目的檢測鑒定報告,。
（2）加固設(shè)計方案的制定
我們知道，結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)遵循的原則是“技術(shù)先進(jìn),、安全適用,、經(jīng)濟(jì)合理、保證質(zhì)量”,。建筑結(jié)構(gòu)的加固改造也應(yīng)遵循此項原則,，合理的加固改造方案應(yīng)做到既滿足建筑使用功能，又滿足結(jié)構(gòu)的相關(guān)規(guī)范要求,，同時還應(yīng)兼顧經(jīng)濟(jì)合理性以及施工時的可操作性等,。
（3）加固改造設(shè)計
房屋加固改造設(shè)計不僅包括被加固構(gòu)件的承載力驗算,、構(gòu)造處理和施工圖繪制,，還應(yīng)包括改造后新的結(jié)構(gòu)的整體指標(biāo)滿足相關(guān)結(jié)構(gòu)規(guī)范要求。房屋加固改造設(shè)計要做到新增結(jié)構(gòu)和舊結(jié)構(gòu)的協(xié)同受力,，不但要滿足新加構(gòu)件自身的構(gòu)造要求,，還要考慮到新增結(jié)構(gòu)與原結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接構(gòu)造,。
（4）施工組織設(shè)計及加固改造施工
由有相應(yīng)資質(zhì)的施工單位根據(jù)加固改造設(shè)計圖紙，進(jìn)行加固改造施工,，并由監(jiān)理單位進(jìn)行施工過程監(jiān)督,，必要時應(yīng)對加固施工質(zhì)量進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測。
（5）加固改造工程施工驗收
按加固施工驗收規(guī)范,，由各方對加固改造工程進(jìn)行驗收,，然后投入使用。
加固改造設(shè)計的基本流程詳見下圖：
3,、建筑結(jié)構(gòu)加固改造的常用設(shè)計方法
（1）結(jié)構(gòu)加固改造相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
現(xiàn)階段,，我國已出臺了或試行了以下建筑結(jié)構(gòu)加固改造標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)建筑結(jié)構(gòu)改造項目均已有據(jù)可依,。
（2）直接加固法（抗）
包括增大截面法,、外包纖維材料加固法、置換混凝土加固法,、外包鋼加固法,、施加預(yù)應(yīng)力加固法以及增加輔助結(jié)構(gòu)等其他加固方法。通過上述方法直接提高結(jié)構(gòu)的承載能力,、改善使用性能并延長使用壽命,。
柱增大截面典型大樣及實景圖
梁外包纖維材料典型大樣及實景圖
柱外包型鋼典型大樣及實景圖
預(yù)應(yīng)力法加固典型構(gòu)造
各類直接加固法的適用條件及特點如下：
（2）間接加固法（疏）
與直接加固法相對應(yīng)的是間接加固法，間接加固法是通過提高結(jié)構(gòu)的整體性能和剛度等達(dá)到結(jié)構(gòu)加固的目的,，包括增設(shè)構(gòu)件法,、增設(shè)支點法、提高整體性法,、改變剛度比法,、卸載加固法等，當(dāng)工程項目由于地震區(qū)劃變化導(dǎo)致地震作用變大時,，也可考慮增設(shè)阻尼器等減隔震加固措施,。需根據(jù)具體的工程實例選用。直接和間接加固可類比于治理水患時“封堵”和“引流”的做法,。
增設(shè)支點加固示意圖2
約束屈曲支撐立面示意圖
4,、結(jié)構(gòu)加固設(shè)計說明中需要注明的施工注意事項
加固改造工程區(qū)別于新建項目，其施工過程需考慮已有結(jié)構(gòu)拆除及改造過程中荷載傳遞路徑等的影響,，需在設(shè)計文件中注明以下施工注意事項：
（1）加固施工需采取措施避免或減少損傷原結(jié)構(gòu)構(gòu)件,；
（2）施工中，發(fā)現(xiàn)原結(jié)構(gòu)設(shè)計與現(xiàn)場施工不符或結(jié)構(gòu)存在嚴(yán)重缺陷時應(yīng)告知加固設(shè)計單位采取有效處理后,，方可施工,。
（3）加固材料的選用需符合相關(guān)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；
（4）加固改造設(shè)計及施工圖表達(dá)參見的相關(guān)資料,；
（5）各種加固方法采用的施工工藝流程及要求,，如粘鋼加固的工藝流程為：表面處理→配膠→粘貼→固定及加壓→檢驗→防腐處理,；
（6）其他施工事宜。
建筑結(jié)構(gòu)加固改造是建筑師揮灑創(chuàng)意新的沃土,，而身為結(jié)構(gòu)設(shè)計師,，結(jié)構(gòu)加固改造也是可以實現(xiàn)自我成長的新的技術(shù)領(lǐng)域。
這篇文章,，筆者主要介紹了當(dāng)前我國建筑結(jié)構(gòu)加固改造的社會背景,、加固改造的原因、基本流程,、常用結(jié)構(gòu)加固設(shè)計方法以及施工注意事宜,，希望通過本文，可以為剛接觸此類型項目的結(jié)構(gòu)師或者剛?cè)肼毜脑O(shè)計萌新建立基本的概念體系,，以后遇到此類項目不至手足無措,。
筆者水平有限，本文是筆者對于在做加固改造類項目的階段性總結(jié),，不足之處歡迎指正,。
