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1、摘 要: 國(guó)外的工業(yè)建筑于20世紀(jì)60年代已進(jìn)入大規(guī)模的加固改造階段,國(guó)內(nèi)的工業(yè)建筑進(jìn)入加固改造較晚于西方國(guó)家。從20世紀(jì)80年代國(guó)內(nèi)的工業(yè)建筑的開始進(jìn)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(jìn)了鑒定改造與加固軟件的發(fā)展,促進(jìn)了鑒定與加固標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的發(fā)展同時(shí)也促進(jìn)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(chǎng)進(jìn)一步規(guī)范,如何進(jìn)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(jì),目前國(guó)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(huì)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(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展繼續(xù)發(fā)揮作用。我國(guó)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(jì),自1997年以來,我國(guó)加固工程量平均年遞增量達(dá)到3 0%以上,到2000年全國(guó)年加固修復(fù)工程量已突破100萬(wàn)m 2。工業(yè)建筑改造的方向主要有兩個(gè)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(yáng)鐵西舊工業(yè)區(qū)改造為現(xiàn)代工業(yè)文明長(zhǎng)廊,有的改為文化娛樂中心、酒店等。
國(guó)外方面歐美等國(guó)最先進(jìn)入后工業(yè)社會(huì),是最先進(jìn)行大規(guī)模城市結(jié)構(gòu)性調(diào)整的發(fā)達(dá)國(guó)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(shì)[4],改造的對(duì)象多為工業(yè)革命時(shí)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(guó)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(huì)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(fèi)和垃圾制造就是對(duì)生態(tài)環(huán)境的最大貢獻(xiàn)。據(jù)西方發(fā)達(dá)國(guó)家1987年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,對(duì)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(fèi)用[5]。英國(guó)國(guó)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(gè)相輔相成的過程,要進(jìn)行合理的改造首先是要在結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行可靠性評(píng)估,可靠性評(píng)估目前主要采用傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)法和實(shí)用評(píng)估法即規(guī)范中的分級(jí)評(píng)估法,但評(píng)估是一個(gè)非常系統(tǒng)和復(fù)雜的過程,僅靠知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來處理工程中遇到的問題是不夠的,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,把這些經(jīng)驗(yàn)和理論來轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)程序來處理,需要能對(duì)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(guó)1986年把“工程建設(shè)中智能輔助決策系統(tǒng)”定為國(guó)家自然科學(xué)基重大項(xiàng)目,1991年開發(fā)出了結(jié)構(gòu)評(píng)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(cè)與防預(yù)對(duì)策的專家系統(tǒng),鋼筋混凝土單層工業(yè)廠房可靠性評(píng)估與對(duì)策的專家系統(tǒng)(RAISE-3),單層混凝土廠房抗震評(píng)定專家系統(tǒng)SAIBR[7]。進(jìn)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(jì)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(duì)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(jìn)一步提高,實(shí)用性和全面性方面還有待實(shí)踐中檢驗(yàn),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(guó)將進(jìn)入維修加固改造為主的第三個(gè)發(fā)展時(shí)期,因此我國(guó)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(guó)外的建筑結(jié)構(gòu)鑒定程序最典型的成果是美國(guó)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(píng)估專家系統(tǒng)。美國(guó)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(cè)評(píng)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(yàn)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(shí)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(zhǎng),對(duì)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(shí)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(qiáng)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(guó)際市場(chǎng)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(qiáng)度高、重量輕、耐腐蝕性好、抗疲勞性能好等優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)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(gè)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(duì)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(duì)工業(yè)建筑加固改造研究方面的積極性。同時(shí)文化價(jià)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(cái)富,加固后的
11、建筑同樣美觀實(shí)用并且費(fèi)用低廉。
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