结构加固,从最狭义上讲,也应该包括检测(抗震鉴定)—设计—施工的统一整体:通过检测可以了解结构原始状况及结构与业主及规范要求所应达到的目标的差距,从概念上制定原则性的结构加固方案,解决问题;通过设计,遵循检测结果和专家意见,从安全性和适用性的角度钢结构加固设计,以规范及派生的图集为依据。
加固设计作为结构设计的一个分支,要求设计人员对结构体系有一定深度的理解,对新旧规范及其原理有较深的把握,对常规加固工艺和新技术有较强的敏感度和接受度,对业主和施工方有较强的说服力和把控能力。与新建建筑结构设计相比,加固设计面临的结构形式不一定是最难的,但对结构工程师的综合素质要求一定比较高。如果以唐山地震作为划分标准,结构加固进入新一轮大规模应用已近四十年,新世纪以来在一线城市大规模推广。2008年汶川地震以及随后的中小学安全工程,大大改变了加固工程的面貌。
我国对结构加固的研究分析尚处于由自发到自觉的过渡状态。虽然一些大专院校和科研院所对结构加固进行了一定程度的研究,近年来发表的相关论文数量和质量都有了一定的提高,并出台了一批规范、规程和图集作为行业技术指导,特别是出台了平面表示法作为制图统一标准,但总体上看,近年来的加固设计仍未摆脱混乱、质量低劣的局面,设计与施工利益联系过于紧密,此类问题引发了人们对加固设计的批评。
结构加固在未来会有一定的稳定发展,主要体现在一线城市既有建筑使用功能的变化、与节能环保产业相结合的建筑更新、部分新建建筑因局部使用功能改变而引起的建筑结构的调整等。且随着碳纤维加固、隔震技术等某些技术的大规模推广,加固成本呈现明显的下降趋势,使得结构加固的推广成为可能,甚至成为现实。
因此提高结构加固设计师的责任心和设计水平是必然的要求,希望这个小话题能起到引子的作用,稍微引起大家的关注,我就很高兴了。
关于加固方面的参考书,这几年数量明显增多,这是个好现象,下面是几本,当当网上搜一下,不难买到。
1.《建筑抗震评估标准》(GB50023-2009)及《建筑抗震加固技术规范》(JGJ116-2009)问答,石铁华,中国建筑工业出版社,2011年6月
【简评】必读,作者作为行业领军人物,对一些概念性问题给出了比较清晰的解释。
[类似书籍] 空缺
2.《建筑抗震评估与加固设计指南(2009版)》,杨宏伟,中国建筑工业出版社,2010年8月
【简评】这本书是一本比较实用的识别和加固设计方面的书,有很多表格和方法指导。这种类型的书有很多。我选择这本书只是为了推荐,因为它在相对较短的篇幅里浓缩了相当多的内容。
【同类阅读】《建筑抗震评估标准与加固技术手册》,郭振熙,中国建筑工业出版社,2010年6月
【同类阅读】全国中小学建筑抗震鉴定及加固实例,编写组,中国建筑工业出版社,2010.05
3. 建筑结构检测、鉴定与加固设计(附实例)张家齐,李国胜,惠云玲,中国建筑工业出版社,2011.05
【简评】推荐这本书纯粹是因为李老师,其实结合规范、实践、工程案例计算的书还有很多,大多缺乏启发性,但实用性也很重要。
【同类阅读】建筑结构裂缝及分层加固疑难问题处理——附实例,李国胜,中国建筑工业出版社,2006.03}
[同类阅读] 建筑物鉴定、加固与加层改造,黄兴弟,中国建筑工业出版社,2008.11
[同类阅读]混凝土结构配筋设计规范计算实例,卜良涛,中国建筑工业出版社,2008.02
[同类图书]结构设计与计算丛书结构加固设计与实用计算王全锋、黄毅辉、杨永新编著中国电力出版社2010.01
4.建筑结构加固技术系列,丁少祥,华中科技大学出版社,2008年10月
【简评】虽然被定为入门读物,但它的价值在于涵盖范围之广。
5. 建筑加固改造工程案例分析,刘春、李克让,中国建筑工业出版社,2008年4月
【简评】这篇加固案例集可以说是一篇比较早期、比较全面的总结,当然,也得益于它不寻常的背景。
[同类阅读]建筑加固技术疑难工程案例,黄泽德,中国建筑工业出版社,2007.05
6. 钢筋混凝土结构图解抗震加固技术,(日)抗震加固研究协会,中国建筑工业出版社,2010.01
【简评】我还是比较喜欢日本人编的书,从最早的叶烈平译的《隔震》,到后来刘文光、姜桐编的《隔震与减震》,这本书比较通俗,列出的方法其实在国内也很常见,但我还是很喜欢。
【同类阅读】结构检测、鉴定与加固工程施工新技术:典型案例与分析,《建筑技术》杂志组,机械工业出版社,2011.05
7.建筑结构灾害检测与加固,朱伯龙、陆洲道、吴湖南,同济大学出版社,1995
【简评】朱先生那本书写得好不容易,我就不评论了,这本书我放在最后,主要是为了纪念。
对于结构加固改造来说,有两个比较重要的时间点,分别是《工业与民用建筑抗震评估标准》TJ23-77和《建筑抗震评估标准》GB50023-95的颁布。
戴国英先生在《建筑结构抗震识别技术的新发展》(戴国英,1996)一文中对两个规范进行了比较,提出95规范的特点是协调好新建建筑抗震识别与抗震设计的分工和配套关系,主要体现在:
【1】既有建筑抗震鉴定设防标准继续为77号鉴定标准的水平,但低于新建建筑抗震设计设防标准;
【2】抗震评估依据与一般新建建筑项目相同,均为“设防烈度”;
【3】建筑抗震鉴定范围与新建建筑工程抗震设防范围相同;
【4】既有建筑重要性分级与新建建筑相同,但各类建筑的评估要求与新建项目不同;
【5】新增各类型建筑抗震概念鉴定基本要求;
【6】在采用现行设计规范方法进行抗震验算时,引入抗震鉴定承载力调整系数,以协调鉴定标准与设计规范的验算表达式、地震作用值和材料设计指标;
【7】调整部分单层框架结构钢筋混凝土厂房鉴定要求。
以上是戴先生文章的摘录,目的是指出抗震鉴定与设计规范的相同点和不同点。重点是第[1]条关于防御等级的规定,其余条款与现行设计规范的相似点。
戴国英先生在随后的《建筑结构抗震评估与加固的几个问题》(戴国英,1999)一文中进一步分析了几个概念性问题,其中最重要的就是设计使用年限概念的采用。其要点如下:
【1】抗震加固是对未达到规定使用目的的建筑结构进行的实质性修缮。“若抗震鉴定加固时考虑后续设计使用年限的差异”,可制定相应的“鉴定用抗震参数”,即对使用年限为T1年的既有建筑,可按照(50-T1)年内超过10%的概率,确定鉴定加固时采用的抗震设防烈度,进而确定相应的设计参数。
[2] 例如,在北京,假设超越概率为10%,50年设计使用年限内的地震烈度为7.8度钢结构加固设计,30年设计使用年限内的地震烈度为7.5度。也就是说,对于使用时间20年的建筑,如果抗震设计降低0.3度,在原设计使用年限内,仍然可以达到与原设计相同的概率保证。
【3】1995年规范指出,按现行设计规范方法进行抗震验算时,抗震承载力调整系数为设计规范的0.85倍,可以认为,对于使用年限20年的结构,鉴定时的抗震承载力要求可以有与原设计相同的概率保证。
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