原创《某近代建筑的加固改造优化设计和施工》
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文/ 朱明日 广东正准检测技术有限公司 广东东莞 523000
【摘 要】某近代建筑建于1892 年,距今已经有一百多年的历史,其建筑结构为砖木结构.由于建筑时间已经非常久远,墙体材料与木结构已经有了很大缺陷,已经影响了正常使用,需要进行重新加固.本文以该建筑为例,详细讨论了建筑的加固改造和优化设计与施工的关键问题.
【关键词】近代建筑；砖木结构；加固优化
某近代建筑被评为省级文物,由于年代久远,在使用的过程中已经有了多次改造.据考证,原有结构是带有半个地下室的三层砖木结构,楼面和楼顶部分为木结构,基础是砖结构.由于使用时间已经较长,墙体和木结构已经出现了很大问题.又由于地面基础沉降作用和城市地铁施工造成的振动使墙体已经严重开裂,目前已经无法使用；同时,业主希望改变它的原有功能,希望把它改造成一个小型的展览厅.由于该建筑的建筑布局和使用功能需要发生改变,所以需要对该建筑进行加固和改造.
1.现场检测和鉴定结果
由于历史原因,该建筑设计时的图纸和后期改造方案已经无法找到,为了对该建筑进行现阶段的评估,需要对该建筑重新进行详细的测量和评定.经检测发现,该建筑的墙体已经多处开裂,最大裂缝宽度竟已超过10mm, 有些墙体部位是用一些碎砖块砌成的,质量非常差,,因此判定墙体的鉴定等级被评判为C 级；建筑基础坐落在填土层,由于填土层结构较为复杂,而且还存在厚度不均的现象,另外,其他各层填土虽然年代已经相当久远,但土质仍然很松软,因此地基的可靠性被评判为D 级；最后就是木结构,由于该建筑所处环境潮湿,因此很多木梁已经腐蚀相当严重,但楼上和楼顶木结构还很完好,因此木结构被评定为C 级.
2.加固改造优化设计方案
由于该建筑是省级文物,因此在外观上,需要保持它的原貌；又由于该建筑已经经过多次加固和整修,因此需要对有些部位进行重新加固.在对施工工期短、加固费用合理的情况下对原有建筑进行加固,需要采用多种加固方式对多个部位进行加固,这样既能保证该建筑的安全性,又可以满足各项的承载力要求.1. 基础加固,在不影响地下室使用的前提下,采用托换基础增大基础面积的方法进行加固；2. 墙体加固,由于原有墙体质量差,满足不了现代建筑的抗震要求,因此在墙体内侧增加双面钢筋网片加固,在墙体外侧增加单面钢筋网片加固,在有缝隙部位采用流动性好的混凝土灌注,另外在墙体内增加嵌入式构造柱和圈梁.3. 木结构加固,对于腐蚀性严重的木梁进行更换,对于需要增强承载力的部位用钢结构代替木结构进行加固.
3.加固改造设计3.1 基础
经过检测,现有基础满足不了所需改造方案需要的承载力要求,因此需要对基础进行加固,但由于地基处理工程复杂且所需时间和费用均较高,因此选择了托换基础以增加基础面积的方法来处理.新基础需要满足以下几个要求：首先是新基础的承载力要大于改造后的建筑的设计载荷；另外在更换部分基础时 ,剩下的承载力应满足建筑承载力要求；最后是新增基础应该满足混凝土基础设计的要求.
3.2 墙体
墙体采用钢筋网片加固并且各钢筋网片间应该形成一个完整的结构对墙体的整体稳固性进行一个彻底的改造,对于破损严重、缝隙较多的墙面应该采用流动性好的混凝土浇灌,这样有利于墙体缝隙的填充密实,混凝土的强度应该选择等级为C20 的,最后用M10 的水泥砂浆对墙面磨平,在这一系列操作完成之后,还应该保证墙体的抗震承载力.为了满足抗震要求,在不影响功能性的前提下,在墙体中增加嵌入式的柱子,使墙体结构更加稳固.
3.3 木结构
木材的强度是影响木材承载力的主要因素,因此在对木结构的承载能力进行测算时,首先应该测量木材的强度.根据现场取样的方法可以简单快捷的测试到木材的实际强度,但在本建筑中并不适合.实际上,现有木梁的强度是满足现在的使用要求的,因此加固过程中新增加的承载量就是需要在木结构中增加钢梁的承载量.由于在木结构中加钢梁,因此在钢梁组装时,应该提前在钢梁上打孔,并且用螺栓进行连接,不能进行焊接,以防发生火灾.
4.施工技术要点
4.1 基础加固施工
基础加固施工时,应该注意周围地基的保护,并且也要对墙体及时观察,防止地基松动对墙体出现更大的破坏,每个托换基础沿基础长度方向的钢筋伸出基础一部分, 长度为钢筋搭接要求的长度, 便于与下次托换的基础钢筋搭接以形成整体.在混凝土中应该添加微膨胀剂,在浇筑混凝土时的高度控制时,应该高于原有地基面的底面,以达到新托换基础与原有基础紧密结合的目的.
并且一次托换基础在发挥它的70％的效力时,才能进行下一次基础的托换.
4.2 墙体加固施工
墙体加固的施工顺序为：对原有粉刷层清理,在原有墙体结构上打孔为加固做准备,对墙体铺设钢筋网加固,灌注墙体裂缝,抹水泥砂浆并养护.在墙体加固时应注意以下几个问题：1. 鉴于墙体质量较差 , 施工时可以先把墙体松散部位清除干净,将已松动的墙体部位拆除.2. 铺设钢筋网片时, 竖向钢筋应靠墙面并采用钢筋头支起, 钢筋底端锚入新托换基础, 顶部锚入嵌入式圈梁.3. 施工过程中,对双面加固的墙体应该在两边同时浇注,单面加固的墙体应该在不需要浇注的那一面做好支撑,这样是为了防止墙体受力不均而造成墙体垮塌.在对缝隙进行灌注时,应对灌注的混凝土不停搅拌,以保持灌注时的混凝土的均匀.
4.3 木结构加固施工
在用钢梁进行木结构的加固时,应根据现场进行尺寸放样,确定木梁与钢梁连接处螺栓孔的位置,并且钢梁在使用之前应该在地面加工好,并且刷防锈油漆.
结语：
该近代建筑的加固改造工程从设计到施工到最后完成,根据现场对结构进行全面检测及鉴定的结果,不仅满足了现行规范及规程,, 而且还进行了进行优化设计, 针对不同的情况采用不同的加固方法,达到了结构安全、费用和工期的整体综合目标.
参考文献：
[1] 成帅. 近代历史性建筑维护与维修的技术支撑[D]. 天津大学,2011.
[2] 张爱莉. 基于价值评估的建筑遗产室内装修适宜性修复技术研究[D]. 北京工业大学,2016.
[3] 田飞. 钢筋混凝土结构改造施工中加固方法优选研究[D]. 西安建筑科技大学,2015.
作者简介:
朱明日,出生年月:1982 年08 月19 日,性别: 男,民族：汉,籍贯（精确到市）: 广东省英德市,当前职务：技术负责人,当前职称：建筑结构设计中级工程师,学历：大专,研究方向：建筑结构设计.
优化设计论文参考资料：
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