加固改造成本控制研究

時間：2018-09-06作者：上海毅實建設(shè)集團有限公司瀏覽：327

無論*、二線城市，建筑加固改造項目逐年增多，土地資源的**性，五、六十年代過設(shè)計使用年限的老房屋，安全儲備不足的舊建筑，隨著抗震標(biāo)準(zhǔn)的提高，許多不能滿足新設(shè)防抗震要求的現(xiàn)有房屋，都需要進行加固改造；且一個城市的發(fā)展，都有**甚至千年的歷史，各自*特的城市格局和風(fēng)貌，簡單的房屋拆除新建，將會破壞城市原有格局，切斷城市文化的傳承，變成千篇一律的現(xiàn)代模式。
加固改造不僅可以增加建筑的安全性，延長建筑物的使用年限，而且可以滿足城市文化的延續(xù)，對舊建筑改造加固的同時，給予舊建筑新的生命活力，也保留了城市的記憶。加固改造項目成本控制可分為兩個階段，方案階段和施工方法優(yōu)選階段。加固改造方案階段主要考慮建筑、結(jié)構(gòu)方案、后續(xù)使用年限、計算方法和參數(shù)等；施工方法主要為加大截面、粘剛、粘碳纖維等具體的加固施工措施。本文從方案階段入手，簡要分析加固改造成本的優(yōu)化和控制。
一、 改造方案對成本的影響
舊建筑改造上宜遵循“經(jīng)濟、實用、美觀”的原則，力求功能合理、空間順暢、實用高效，以常規(guī)的、合理的技術(shù)手段，**較佳的經(jīng)濟效應(yīng)，以降低加固改造成本。
舊建筑加固改造，在成本方面應(yīng)在較大可能的不拆除和改變原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進行修葺，并在舊建筑上增加一些新的結(jié)構(gòu)以滿足新的使用要求，因此作為加固改造項目，主體建筑物較好基本保留，這也是成本控制的較主要部分。
國外典型案例如德國魯爾工業(yè)區(qū)的改造轉(zhuǎn)型，魯爾區(qū)改造較大的特點，就是大面積保留了原址的廠房和設(shè)置，并賦予它們新的功能。原來的油罐改造成潛水俱樂部的訓(xùn)練基地；原來存放焦煤的巨大水泥構(gòu)筑物被改造成了一個攀巖訓(xùn)練場，水泥巖壁上增設(shè)了適合不同水平的攀巖者路徑，吸引了各種年齡的攀巖愛好者；這里還有許多舊廠房的利用頗有創(chuàng)意，有的被出租給了電影制片者當(dāng)電影場景，有的能舉辦別開生面的婚禮晚會，有的演繹成了震撼人心的當(dāng)代“雕塑公園”；高爐等工業(yè)設(shè)施可以讓游人安全地攀登、眺望，廢棄的高架鐵路可改造成為公園中的游步道，并被處理為大地藝術(shù)的作品。夜晚，燈光藝術(shù)點綴的巨大高爐成為一道奇特的風(fēng)景，吸引著游人的目光，給人無盡想象。
二、后續(xù)使用年限對成本的影響
建筑物后續(xù)設(shè)計使用年限同樣是影響加固改造成本的主要因素之一。
現(xiàn)舉一較為典型的實例予以說明，以北京某改造類公寓為例，擬改造的現(xiàn)有建筑用地性質(zhì)為工業(yè)用地，其原設(shè)計使用功能為辦公，建造年代為2001年，距今已使用17年，結(jié)構(gòu)體系為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。該物業(yè)狀態(tài)為租賃，租賃年限30年。擬將該建筑改造為公寓用途，與之前辦公相比，結(jié)構(gòu)增加的荷載主要有：建筑隔墻、地暖面層、裙房屋頂增設(shè)屋頂花園以及主樓屋頂新增消防水箱等設(shè)備。在結(jié)構(gòu)加固初設(shè)階段，設(shè)計單位分別按照后續(xù)使用50年和30年的地震動參數(shù)進行了加固計算，在其它設(shè)計條件及計算參數(shù)均相同的情況下，地震作用對結(jié)構(gòu)抗震豎向構(gòu)件加固量的影響情況詳見表1。對比可見，后續(xù)使用30年的結(jié)構(gòu)框架柱、梁的加固數(shù)量比后續(xù)使用50年的減少70%左右，總的加固費用減少56%左右。
不同后續(xù)使用年限的結(jié)構(gòu)加固量對比
注：后續(xù)使用50年對應(yīng)的地震參數(shù)取自《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》，后續(xù)使用30年對應(yīng)的水平地震影響系數(shù)較大值按《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》條文說明1.0.1條進行0.75的折減。
不同設(shè)計年限的加固成本對比
由上述例子可以看出，加固改造項目后續(xù)設(shè)計使用年限的選取對成本影響很大，因此需合理確定后續(xù)設(shè)計使用年限。
加固后混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限，應(yīng)按《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》GB 50367-20133.1.7條確定：
1) 結(jié)構(gòu)加固后的使用年限，應(yīng)由業(yè)主和設(shè)計單位共同商定。
2) 當(dāng)結(jié)構(gòu)的加固材料中含有合成樹脂或其他聚合物成分時，其結(jié)構(gòu)加固后的使用年限宜按30年考慮；當(dāng)業(yè)主要求結(jié)構(gòu)加固后的使用年限為50年時，其所使用的膠合聚合物的粘結(jié)性能，應(yīng)通過耐長期應(yīng)力作用能力的檢驗。
3)  使用年限到期后，當(dāng)重新進行的可靠性鑒定認為該結(jié)構(gòu)工作正常，仍可繼續(xù)延長其使用年限。
4) 對使用膠粘方法或摻有聚合物材料加固的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件，尚應(yīng)定期檢查其工作狀態(tài)；檢查的時間間隔可由設(shè)計單位確定，但一次檢查時間不應(yīng)遲于10年。
5) 當(dāng)為局部加固時，應(yīng)考慮原建筑物剩余設(shè)計使用年限對結(jié)構(gòu)加固后設(shè)計使用年限的影響。
加固后砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限，按《砌體結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》GB 50702-2011 3.1.8條規(guī)定：“一般情況下，宜按30年考慮”。
加固后鋼結(jié)構(gòu)的繼續(xù)使用期無規(guī)范相關(guān)規(guī)定。
三、新增荷載對成本的影響
相比上面兩項整體的影響因素，下面幾項為細節(jié)上的一些優(yōu)化做法。
建筑物使用功能的改變，一般會導(dǎo)致荷載的變化，如隔墻的增加、地面建筑做法加厚、使用空間活荷載的增加等，加固改造設(shè)計時，應(yīng)盡量使改造后的恒、活荷載不過原設(shè)計荷載。具體可采用如下措施：
1) 隔墻材料盡量采用輕質(zhì)隔墻，自重不過1KN/m2；采用砌塊隔墻時，建議選擇大孔輕集料混凝土砌塊或加氣混凝土砌塊，自重不宜過7KN/m2；
輕鋼龍骨隔墻
2) 依據(jù)新的建筑使用功能，復(fù)核原地面建筑做法厚度，優(yōu)化原設(shè)計恒荷載，如地面建筑做法需增加時，盡量采用輕質(zhì)材料如泡沫混凝土、蛭石砂漿等。
3) 原建筑為廠房或?qū)嶒炇視r，**板吊掛有時取2.0~2.5KN/m2，可依據(jù)后續(xù)使用功能優(yōu)化此部分荷載。
四、樓板采用塑性算法
目前鋼筋混凝土現(xiàn)澆板的內(nèi)力計算時，大部分采用彈性理論。工程實踐證明，現(xiàn)澆板的塑性理論和計算結(jié)果是安全可靠的，且比彈性理論節(jié)約25%左右樓板鋼筋。加固改造項目中，樓板塑性算法滿足新的使用功能時，沒有必要對樓板進行加固改造，以節(jié)約改造成本。
建議加固改造項目樓板計算按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2010）5.4節(jié)進行塑性內(nèi)力重分布復(fù)核分析。
五、簡化設(shè)備、水箱等重荷載傳力途徑
一般結(jié)構(gòu)體系中，恒、活荷載的傳力途徑為：
樓板 → 梁 → 柱或墻 → 基礎(chǔ)
如新增設(shè)備或水箱直接位于樓板之上，需對樓板、梁、柱墻、基礎(chǔ)復(fù)核并加固，當(dāng)屋頂新增設(shè)備位于柱**或墻**時，可以避免對梁、板的加固，因此建議屋頂新增設(shè)備盡量放置于墻、柱位置。如無法達到此要求時，建議設(shè)置架空鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備基礎(chǔ)，將屋頂設(shè)備重量直接傳遞于墻、柱，室內(nèi)水箱可通過水箱基礎(chǔ)和利用地面建筑面層做法厚度新增上反鋼筋混凝土梁或鋼梁，避免水箱荷載傳遞于樓板之上，減少對樓板的加固改造，優(yōu)化加固成本。

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