当下,建筑加固已经成为一种普遍的现象,建筑使用达到一定的年限后,多多少少会出现一些质量问题,这时大多需要对建筑进行加固处理。通过建筑加固来提高使用寿命,这样可以提高建筑的稳定性和使用安全。那么,小固来为大家介绍一下房屋结构加固的原因,究竟哪些建筑是需要加固处理?
现行《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153中,规定建筑结构必须满足下列各项功能要求:
能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种作用;
在正常使用时具有良好的工作性能;
在正常维护下具有足够的耐久性能;
在偶然事件发生时及发生后,仍能保持必须的整体稳定性。
虽然所有的施工质量应该首先要满足原图纸设计要求,但是鉴于设计人员个体的差异,不同结构的图纸设计所反映的结构安全储备是不一样的。
因此,在平时的工程结构鉴定过程中,一定会遇到一些工程结构的施工质量虽然未能满足原设计图纸的要求,如C40的混凝土强度等级,最后检测结果表明混凝土的强度推定值仅为35MPa等。
【2】 建筑物的功能改造
随着我国既有建筑物的存量越来越高,更为了可持续发展与低能耗、低碳与环保的生活理念,对既有建筑物进行功能改造与提升是很有必要的。但是对既有建筑物进行功能改造时,必须要建立在科学的鉴定与合理的加固设计与施工基础之上,方能达到理想的效果。
我国现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中3.1.7条(强制性条文)明确指出“设计应明确结构的用途,在设计使用年限内未经技术鉴定或设计许可,不得改变结构的用途和使用环境”。
改变用途和使用环境的情况(如超载使用、结构开洞、改变使用功能、使用环境恶化等)均会影响其安全性与使用年限。
任何对结构的改变(无论是在建结构还是既有结构)均须经设计许可或技术鉴定,以保证结构在设计使用年限内的安全和使用功能。
《混凝土结构设计规范》是结构工程师们从事结构设计所需要遵循的主要设计规范之一,这也就表明工程结构的技术鉴定工作有其不可撼动的重要性。
基于技术鉴定的结果,最终才能决定相关结构构件是否需要进行加固或耐久性处理,即鉴定结论中明确结构构件不符合现行相关设计规范与标准时,则应进行加固或耐久性处理;否则,就不需要采取措施。
在进行结构构件的鉴定时,主要依赖功能改造后荷载大小的变化、荷载传递路线的改变、既有结构材料的性能、既有结构的几何参数、后续使用年限等技术参数。
【3】 地震、火灾以及爆炸等灾害
地震、火灾以及爆炸等灾害发生后(图1-1、图1-2),受损建筑物是否能直接继续投入使用,如果不能直接投入使用,需要采取何种加固措施进行处理等,都需要进行科学的技术鉴定与加固设计、施工。
对于受损特别严重的建筑物,还需要进行受损结构的适修性评估,即进行建筑物加固维修的经济指标分析。
图1-1
图1-2
此外,对于一般受到火灾损害的建筑物,如果发生火灾时建筑物是处于出租状态,那么此时还存在业主单位与承租人之间的经济纠纷,在双方进入前案情,需要找专业的技术鉴定单位进行技术鉴定,并委托专业的设计单位提出加固维修方案,协助法院作出公正、合理的理赔数目。
【4】 结构设计标准的提高
每个国家关于结构工程的设计标准与其经济水平是密切相关的。随着经济发展水平的不断提高,工程结构设计的安全度也越来越高,主要体现在分项系数、荷载取值等方面的调整。
目前,我国现行设计规范与标准相对发达国家而言,其安全度水平可能还偏低,例如在美国,恒荷载的分项系数取1.4,活荷载的分项系数取1.7;在我国,活荷载效应控制组合时,恒荷载的分项系数取1.2,活荷载的分项系数取1.4。
既然结构设计安全度是逐渐提高的,那么采用现行的规范与标准去判定既有建筑物(按照早期设计规范与标准进行设计与施工),则很多既有建筑物可能存在或多或少的缺陷;尤其是早期没有进行抗震设计的建筑物,其抗震鉴定基本上是不满足要求的。
当然,对于不满足现行抗震鉴定要求的房屋,如果进行必要的抗震加固设计,则完全能够保证建筑物在地震(不高于设防烈度)发生时处于安全状态。
中国优秀的历史建筑蕴藏着深厚的历史价值、科学价值和艺术价值。根据每个建筑所承载的不同背景,对此进行加固修复的原则也是不相同的。
历史建筑由于年代久远,如果保护和修缮不及时,其结构或部分构件不可避免地存在一定的破损和安全隐患,大体上表现为以下几种类型问题:
①环境侵蚀、风化或虫蛀(木结构)等外部因素削弱了构件的断面,从而降低其承载能力;
②材料的老化,降低了构件或结构的承载能力;
③构件连接处的不牢固,降低了结构的整体性;
④地基基础的下陷引起上部结构的附加应力造成其破坏;
⑤地震等偶然作用造成结构或构件的严重破损或倒塌;
⑥使用功能的调整以及其他不利因素带来的结构或构件的承载力不足。