1、建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的使用年限探討 建造結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的使用年限探討 1概述 眾所周知，建造結(jié)構(gòu)的加固是一項(xiàng)牽涉面廣、受諸多因素制約、不定性多而繁雜的綜合工程。就已有建造物而言,有建國(guó)前的老建造,有建國(guó)后不同年月的建造。因?yàn)椴煌瑫r(shí)期設(shè)計(jì)的工程所采用的設(shè)計(jì)規(guī)范和計(jì)算方法不同,牢靠度亦不同，倘若考慮到不同時(shí)期施工質(zhì)量的差異,則實(shí)際的牢靠度差異更大。此外,已有建造使用年限長(zhǎng)短各異,其牢靠度亦各不相同。20世紀(jì)80年月以來(lái),隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速進(jìn)展,城鎮(zhèn)建造工程大量興建,高樓林立,建造業(yè)蓬勃進(jìn)展。有關(guān)政府主管部門和社會(huì)公眾迫切要求明確建造結(jié)構(gòu)的目標(biāo)平安使用期即結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限,以規(guī)范建造市場(chǎng)以及建造結(jié)暫

2、時(shí)性結(jié)構(gòu)為5年；易于替換的結(jié)構(gòu)件為25年；平凡房屋和構(gòu)筑物為50年；紀(jì)念性建造和特殊重要的建造結(jié)構(gòu)為100年。 明確設(shè)計(jì)使用年限是設(shè)計(jì)規(guī)定的一個(gè)使用時(shí)期,在這一規(guī)定期內(nèi),只需舉行正常的維護(hù)而不需舉行大修就能按預(yù)期目的使用,完成預(yù)定的功能, 即房屋建造在正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù)下所應(yīng)達(dá)到的使用年限。同時(shí),“統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)” 還規(guī)定了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年。此外,(建造結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 (GB50009-2022)(以下簡(jiǎn)稱“荷載規(guī)范”) 和各類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范均遵守“統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)”,給出了各自結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限的規(guī)定.“統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)“ 規(guī)定設(shè)計(jì)使用年限的做法在我國(guó)建造結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)史上是首次,這對(duì)規(guī)范建造市場(chǎng)管理和建

3、造結(jié)構(gòu)平安合理使用,以及建造業(yè)持續(xù)健康進(jìn)展具有深遠(yuǎn)影響。但對(duì)于建造結(jié)構(gòu)因各種緣由加固后的下一目標(biāo)使用的平安合理使用和妥當(dāng)管理方面還存在問(wèn)題。為此，對(duì)于新建工程，現(xiàn)行建造結(jié)構(gòu)牢靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn))(GB50068-2022)(以下簡(jiǎn)稱”統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)“) 借鑒了結(jié)構(gòu)牢靠度總原則(ISO2394:1998),用強(qiáng)制性條文規(guī)定了不同類型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限,即結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)如何決定,目前尚無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定。這是加固行業(yè)中亟待研究解決的重大問(wèn)題。 2爭(zhēng)論 據(jù)有關(guān)部門初步統(tǒng)計(jì), 我國(guó)已有建造物總量(包括城鎮(zhèn)房屋建造、工業(yè)建造等) 已超過(guò)400億, 且每年新增20億以上的新建造。據(jù)一些專家估量, 約有

4、30%50%的建造物消失平安性失效或進(jìn)入功能退化期。也有統(tǒng)計(jì)資料表明:約有25億的建造物急需舉行鑒定與加固處理。不論是前者還是后者, 都顯示出加固工程量的巨大。可是, 在當(dāng)前加固工程如此繁重的狀況下,不協(xié)調(diào)的是結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)隊(duì)伍中, 閱歷不足的設(shè)計(jì)人員占較大比重,致使加固工程失誤案例時(shí)有發(fā)生,對(duì)于結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)使用年限的重大問(wèn)題更感迷惑,難以正確掌握。建造結(jié)構(gòu)加固后的設(shè)計(jì)使用年限問(wèn)題的確是當(dāng)前加固行業(yè)中急待解決的重大問(wèn)題。 可喜的是,最近頒布實(shí)施的國(guó)家標(biāo)混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50367-2022)(以下簡(jiǎn)稱”混凝土加固規(guī)范“) 第3.1.7條規(guī)定: 混凝土結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)使用年限,應(yīng)按下列原

5、則決定: 1)結(jié)構(gòu)加固后的使用年限,應(yīng)由業(yè)主與設(shè)計(jì)單位共同約定。 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(shí),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(shí),其所使用的膠和聚合物的粘結(jié)性能,應(yīng)通過(guò)耐長(zhǎng)期應(yīng)力作用能力的檢檢驗(yàn)。 3)使用年限到期后，當(dāng)重新舉行的牢靠性鑒定認(rèn)為該結(jié)構(gòu)工作正常,仍可連續(xù)延伸其使用年限。 4)對(duì)使用膠粘方法或摻有聚合物加固的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件,尚應(yīng)定期檢查其工作狀態(tài)。檢查時(shí)光間隔可由設(shè)計(jì)單位決定, 但第一次檢查時(shí)光不應(yīng)遲于10年。 5)當(dāng)為局部加固時(shí),應(yīng)考慮原建造物剩余設(shè)計(jì)使用年限對(duì)結(jié)構(gòu)加固后設(shè)計(jì)使用年限的影響。 但是, 此規(guī)定似過(guò)于原

6、則,尚未考慮到結(jié)構(gòu)加固的多種復(fù)雜狀況應(yīng)如何區(qū)分對(duì)待的問(wèn)題。 我們認(rèn)為,下列幾點(diǎn)值得進(jìn)一步探討: 1)被加固結(jié)構(gòu)已服役年限問(wèn)題。已有建造物服役年限長(zhǎng)短不同,其剩余牢靠度亦各不同,加固時(shí)均按30年考慮,似過(guò)粗。 2)已有建造物因?yàn)樵鰧踊蚋脑焖鸬募庸膛c一般結(jié)構(gòu)構(gòu)件所需要的加固區(qū)分很大,前者應(yīng)考慮新、老部分如何協(xié)調(diào)使用年限的問(wèn)題; 而后者處理相對(duì)照較單一。 3)政府計(jì)劃部門或業(yè)主要求的加固后使用年限不足30年的應(yīng)如何處理。 4)對(duì)于可變作用即樓面活荷載、風(fēng)荷載和雪荷載標(biāo)準(zhǔn)的取值問(wèn)題應(yīng)予考慮。因”荷載規(guī)范“是按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期50年考慮的,而加固結(jié)構(gòu)應(yīng)按加固后下一目標(biāo)使用期(如30年) 取值,兩者顯而易見

7、應(yīng)是不同的.實(shí)際上,加固材料性能取值亦是不同的。 5)對(duì)于某些遭遇偶爾大事如爆炸、火災(zāi)、撞擊等引起的搶險(xiǎn)加固或一些危房已被判”死刑而緩期執(zhí)行“的搶險(xiǎn)加固或急需的暫時(shí)加固(我們?cè)?fù)責(zé)處理過(guò)多起這方面工程)也應(yīng)區(qū)分對(duì)待。 6)對(duì)某些閱歷尚不足的加固技術(shù),如使用膠粘劑或其他聚合物的狀況,不行避開地存在著耐老化等問(wèn)題,是業(yè)主和設(shè)計(jì)者十分關(guān)懷的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題, 加固后結(jié)構(gòu)的性能是否能與原結(jié)構(gòu)的性能相同,務(wù)必進(jìn)一步研究。 3建議 我們認(rèn)為,在決定結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)使用年限時(shí),上述問(wèn)題務(wù)必予以考慮,盡可能定得細(xì)一些,以便業(yè)主和設(shè)計(jì)者能正確把握和處理。為此,可考慮分級(jí)處理: 即分為搶修加固、暫時(shí)加固、短期加固和長(zhǎng)期加固

8、四級(jí),并相應(yīng)規(guī)定其設(shè)計(jì)使用年限。 1.搶修加固 有的建造因?yàn)榉N種緣由已被鑒定為危急房屋(整體或局部),但又因特別緣由而不能即行拆除重建,即所謂”被判死緩“,也有某些建造遭遇爆炸、火災(zāi)等偶爾大事引起的局部破壞,則務(wù)必即行搶修加固。建議搶修加固后的使用年限一般不應(yīng)超過(guò)1年。這種狀況加固后應(yīng)常常檢 查(如三個(gè)月做 一次),以防再次發(fā)生險(xiǎn)情。 2.暫時(shí)加固 為與”統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)“相協(xié)調(diào),對(duì)于一些暫時(shí)性結(jié) 構(gòu)或已有建造結(jié)構(gòu)遭遇火災(zāi)、地震、爆炸 等損壞,業(yè)主要求應(yīng)急加固,然后從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮后再舉行處理時(shí),可實(shí)行暫時(shí)加固。建議暫時(shí)加固的設(shè)計(jì)使用年限一般不超過(guò)5年, 并應(yīng)加固后每年檢查一次;到期后,若重新舉行的牢靠性鑒

9、定認(rèn)為該結(jié)構(gòu)工作正常, 則仍可適當(dāng)延伸其使用年限。 3.短期加固 短期加固一般適合于已服役30年左右的建造物需轉(zhuǎn)變使用功能(包括增層、改造)引起的加固狀況,或業(yè)主使用要求僅需此期限要考慮拆除翻建,以及城市計(jì)劃部門有要求的狀況。 建議短期加固的設(shè)計(jì)使用年限一般不超過(guò)25年。這與”統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)“對(duì)易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件規(guī)定的25年也是相協(xié)調(diào)的。務(wù)必指出,短期加固設(shè)計(jì)時(shí)所取用的可變荷載值除應(yīng)按現(xiàn)行”荷載規(guī)范“的規(guī)定實(shí)行外,還應(yīng)按下一步目標(biāo)使用期乘以小于1.0的折減系數(shù)予以折減。 4.長(zhǎng)期加固 長(zhǎng)期加固一般適合于在役時(shí)光不長(zhǎng)或服役不超過(guò)20年的建造物因各種緣由所需的加固。一般狀況下其加固設(shè)計(jì)使用年限為3050年或更長(zhǎng)。此外,在建工程所需的加固,應(yīng)按新建工程即50年考慮。這時(shí),加固設(shè)計(jì)應(yīng)遵守”混凝土加固規(guī)范“的有關(guān)規(guī)定。 應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于一些紀(jì)念性建造物和特殊重要 的建造結(jié)構(gòu), 以及業(yè)主認(rèn)為其 建造物極具保存價(jià)值,而加固費(fèi)用也不成問(wèn)題,則可約定一個(gè)超過(guò)50年的設(shè)計(jì)使用年限。這樣,加固設(shè)計(jì)時(shí)其可變荷載取值除應(yīng)按”荷載規(guī)范“規(guī)定的取值外,應(yīng)乘以大