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1、既存建筑的检测与鉴定概 述既存建筑的检测与鉴定是既存建筑改造的前提条件，既存建筑物可靠性的评定是关系到使用、安全和经济的重大问题。近年来，已经引起许多国家的重视。我国解放前的建筑物，有的已超过预定的使用年限，严重老化。解放后尤其是1958年大跃进时期所建造的简易住宅、工厂及公用建筑等，虽然还没有超过正常使用年限，但问题也不少。这些潜伏的危险如不及时解决将会酿成更大的事故。因此对这些建筑物进行可靠性鉴定，通过质量检测、评价，予以及时改造或加固补强是十分必要的。既存建筑物鉴定的常用方法传统经验法是目前我国普遍采用的习惯做法。这种方法主要是按原设计规程校核，凭工程技术专家的经验判定。主要以目视观察及
2、定值法验算进行评价，其程序见下图。目的与范围调 查调查项目的评价综合鉴定鉴定报告传统经验法工作程序实用鉴定法是在传统经验法的基础上发展起来的。它克服了传统经验法的缺点，利用现代检测手段和测试技术，运用数学和数理统计理论，经鉴定组集体鉴定，具体程序见下图。目的 与 范围确定调查鉴定计划方案和调查项目详细调查综合评价系统调查初步调查反馈鉴定报告已有建筑物实用鉴定法程序实用鉴定法虽然较传统经验法有较大的突破，评价的结论比传统经验法更接近实际。但是既存建筑物的作用力、结构抗力等影响建筑物安全性、耐久性和适用性的诸因素，实际上都是随机变量甚至是随机过程，采用现有规程进行应力计算、结构分析均属于定值法的范
3、围。用定值法的固定值来估计既存建筑物的随机变量的不定性的影响，显然是不合理的。近几年，随着概率论和数理统计的应用，采用非定值理论的研究已经有所进展，对既存建筑物可靠性的评价和鉴定已形成一种新的方法可靠度鉴定法。可靠度鉴定就是用概率的概念来分析既存建筑物的可靠度。其基本概念是认为：既存建筑物结构抗力R，作用力S都是随机变量。因此，他们之间的关系应表示为R与S的关系。RS表示结构可靠；R=S表示恰好达到极限状态，该方程亦称为极限状态方程；RS表示结构失效。失效的可能性有大有小，用概率来表示，称之失效概率，一般用Pf表示。上述传统经验法、实用鉴定法和可靠度鉴定法，经过各单位近十年的应用，目前来看各有
4、优缺点，各有其适用范围，但总的来看有三点是非常重要的：掌握既存建筑物的实际情况，以及了解这种实际情况的方法、手段、水平如何。从事既存建筑物鉴定工作的人员专业知识、实践经验以及专家所占比例如何。运用现代科学知识多少，特别是概率论统计数学及可靠度理论和现代计算手段，即计算机及其软件应用程度如何。建筑物可靠度鉴定程序如下图所示目的、范围、内容初步调查详细调查可靠性鉴定评级鉴定报告专门鉴定机构或成立专业鉴定组补充调查既存建(构)筑物可靠度鉴定程序一般由建筑物的业主或使用管理者提出建筑物调查和鉴定目的、内容、范围，并与鉴定单位进行商谈，签定鉴定合同。合同中应规定检查鉴定的目的、内容和鉴定范围。建筑物鉴定
5、的内容和范围可以是整体建筑物，也可以是区段或构件。当然建筑物鉴定时，最好与抗震鉴定结合进行。在既存建筑物鉴定程序中，分初步调查和详细调查两大步骤，为既存建筑物鉴定提供可靠的数据和参数。包括建筑物结构上作用的荷载、结构抗力和构件尺寸等。有了这些数据和参数就可以对建既存筑物进行鉴定和评价。因此，对既存建筑物的调查是不可缺少的重要项目。鉴定报告应包括以下内容： 既存建筑物的概况； 鉴定的目的与范围； 检查、分析和鉴定结果； 结论与建议； 附录。鉴定使用标准和规范既存建筑物可靠度鉴定评级有两种评定方法：第一种是以民用建筑可靠性鉴定标准（GB50292-1999）和工业厂房可靠性鉴定标准(GBJl449
6、0)为代表的以建筑结构可靠性状态为标准的，划分三层次四等级的评级方法(简称建筑结构可靠性鉴定评级法)。第二种是以房屋完损等级评定标准为代表的以建筑物完损状态为标准的划分等级法 (简称建筑物完损鉴定评级法)，将建筑物划分为完好房、基本完好房、一般损坏房、严重损坏房、危险房五级。其中危险房是根据危险房屋鉴定标准(CJ13-86)给定危险构件、危险房屋界线制定的。对于增层和纠倾建(构)筑物应按铁路房屋增层和纠倾技术规范(TB10114-97)进行鉴定。 民用建筑可靠性鉴定标准（GB 50292-1999）可以简要地概括为三个层次、四（三）个等级、两个方面、四项内容：所谓三个层次是：按构件、子单元和鉴
7、定单元对结构进行可靠度鉴定；四个等级是：在进行结构或构件的安全性可靠度鉴定过程中，每个层次根据构件或结构的可靠度，分为四个等级，构件为au、bu、cu和du；子单元分为Au、Bu、Cu和Du 级；定单元为： Asu、Bsu、Csu和Dsu四个等级。而使用性可靠度鉴定过程中，是分为三个等级，即构件为as、bs和cs；子单元分为As、Bs和Cs级；定单元分为：Ass、Bss和Css三个等级；两个方面是指结构或构件的安全性和使用性；四项内容是指结构或构件的承载能力、连接或构造、变形或位移、锈蚀或裂缝。对混凝土或砌体结构，是要进行裂缝的鉴定，而对钢结构，则是要对锈蚀情况进行检测和鉴定。在进行可靠度鉴定
8、过程中，根据可靠度鉴定的结果，要给出适修性的鉴定和建议。对房屋的完损等级评估，是按照结构和装修两部分分别进行评估：结构部分包括地基基础、承重构件、非承重墙、屋面以及地面等部分；装修部分包括门窗、抹灰、顶棚和细木装修等部分。房屋危险性鉴定应根据被鉴定房屋的构造特点和承重体系的种类，按其危险程度和影响进行鉴定。在使用鉴定标准或规范、规程时应注意几个方面的事项：应用规范一定要注意应用规范的对应性，如果用70年代规程一定都用70年代规范。如荷载规范、结构设计规范等。不能荷载规范用70年代的，结构设计规范用80年代的。应用规范时，一定要了解当时规范制定背景，虽然从技术上进行严格的考虑，但也 考虑当时的经
9、济条件。例如，安全度的确 定。我国规范安全系数一般来讲是偏低。 所以，鉴定时一定要心中有数、综合考虑， 留有余地。在旧设计图中，应用了不少旧标准图，甚至有的标准已作废。这些作废的标准图设计的构件仍然在建筑物中使用，对这些构件应认真的检查，认真对待。钢筋混凝土结构的检测鉴定钢筋混凝土结构，首先需要进行材质检验，其检测原则应符合下列要求：混凝土强度的检测宜采用取芯、超声、回弹、拉拔或其他有效的方法综合确定，检测应能满足鉴定分析的需要并应符合国家标准的规定；当发现水泥品种、骨料不合要求或混凝土中含有氯盐、硫化物等有害物质时，应取样进行化学分析；当钢筋表面有明显的锈皮和坑蚀时，应考虑钢筋截面积的折损、
10、应力集中和对粘着力的影响。对存在杂散电流等电化学腐蚀的厂房，应注意检查柱根、基础等处钢筋容易锈烂的部分和锈蚀状况；从混凝土结构中截取钢筋(丝)进行钢筋力学性能和化学试验，确定钢筋直径种类和强度；遭受火灾或热作用的混凝土结构构件，当裸露钢筋的表面已失去混凝土砂浆粘结痕迹时，其性能宜由现场取样试验确定；在进行钢筋混凝土结构检查时，一定要抓住影响结构构件的主要因素。回弹法是目前各种钢筋混凝土检测方法中最简单的一种，因此它被广泛采用。尤其是有的重要构件不允许破损取芯或有些构件用其它方法不便，就需采用回弹法。回弹法是根据混凝土表面的回弹硬度，推断结构混凝土抗压强度的一种方法。超声波法是通过脉冲波推断混凝
11、土抗压强度的一种方法，以确定构件的混凝土强度。拉拔法是用专用工具拔出已置入混凝土的锚具，来测定结构混凝土的抗压强度的一种新的测试方法。在进行钢筋混凝土结构的检测时，应注意两个问题：碳化深度是对钢筋混凝土评价中的重要参数，是用回弹法测定混凝土抗压强度查表时不可少的参数，也是确定钢筋混凝土结构耐久系数和结构损伤系数值等不可缺少的参数；钢筋种类的确定，钢筋直径和锈皮厚度的测定。小 结一个项目的实施要遵循一定的程序、一定的标准和规定，要借助一定的方法，但同时也要注意一些具体的事项。在进行修复设计之前，与检测与鉴定人员密切配合，是做好既存建筑改造与再利用工作的重要一环。既存建筑的加固技术策略对既存建筑原
12、有结构的宏观把握在对既存建筑进行修复改造前，必须对建筑的原有结构有一个宏观的把握。这种宏观把握要遵循由整体到个体的思路，也就是要先从建筑的整个结构体系出发，然后再单独考察各个结构构件。要想整体把握原有建筑的整个结构体系，必须先对各种建筑结构的类型有一定的了解，才能根据实际情况灵活运用所掌握的结构知识。根据所用材料的不同，建筑结构大致分为混凝土结构、砌体结构、钢结构和木结构。混凝土结构是钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、素混凝土结构的总称。其中目前应用最广泛的是钢筋混凝土结构。钢筋混凝土结构的主要优点是强度高、耐久、抗震性能好，并具有可塑性，可制成各种形状；其缺点是自重大、抗裂能力差、现浇时耗费
13、模板多、工期长等。钢筋混凝土结构广泛应用于工业与民用建筑中。砌体结构是指用普通粘土砖、承重粘土空心砖、硅酸盐砖、混凝土砌块以及石材等块材通过砂浆砌筑而成的结构。砌体结构的历史悠久，由于能就地取材，因此应用非常普遍。其优点主要是造价低廉、耐火性能好、施工方便、工艺比较简单。砌体结构的主要缺点是自重大、强度低、抗震性能差、施工进度缓慢、不能适应建筑工业化的要求。现存的历史风貌建筑中，大多是砌体结构。钢结构是用钢材制成的结构。其优点是强度高、自重轻、质地均匀、运输方便，是各种结构中可靠性最高的结构。目前主要用于大跨度屋盖、吊车吨位很大的重工业厂房，高耸结构等。钢结构的缺点是容易锈蚀、维修费用高，其耐
14、火性能远比钢筋混凝土及砌体结构差等。此外，钢材是国民经济各部门中不可缺少的材料，要最大限度地节约钢材，所以在建筑工程中要合理使用，充分发挥钢结构地优点。木结构是指全部或大部分用木材制成的结构。木结构在过去应用相当普遍，但由于木材的用途广泛，各方面用量日增，其产量却受到自然条件的限制，因此在建筑工程中必须大力节约木材，在基本建设中应尽量少用木结构。由于木结构具有就地取材、制作简单、容易施工、造价低等优点，但木结构易燃、易腐，木材本身的疵病较多。因此在火灾危险性较大、在经常受潮且不易通风的生产性建筑中均不宜采用。结构处在自然空间和建筑空间之中，故要同时考虑力场的作用和建筑方面的各种要求。结构既要把
15、建筑空间及其实体支撑起来，又要把作用于建筑物上的一切荷载传递到地基上去。荷载传递问题的解决，不仅直接决定着结构自身的安全与经济，而且，也会对建筑功能、建筑技术和建筑艺术带来莫大的影响。这就要求我们，首先必须在原有结构的整个传力系统与传力方式问题上下一番功夫，才能对建筑的原有结构有一个整体上的把握。原有建筑结构的结构构件不外乎基础、柱、梁、板、墙、屋顶等。基础是将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分；柱和梁可看成是建筑中的线性要素，也是主要的传力构件；墙、板、屋面是用于限定建筑空间的界面（顶界面、侧界面、底界面）。对这些构件做单独考察是为了更确切的掌握建筑结构的现状，为以后的改造构思和
16、设计做好准备。由于基础位于地下，所以它一般是改造工程中较稳定的因素，不宜有大的变动，这就要求改造后的建筑物应尽量满足原有基础承载能力的要求和基础范围的限制。对于改建工程主要受基础承载力的制约，对改建后的建筑功能影响较大。对于扩建工程主要受原基础范围的制约，加建部分一般不能直接利用原来的基础，而需要新建部分基础。柱和梁可看成是建筑中的线性要素，也是主要的传力构件。在常见的钢筋混凝土框架结构中，次梁直接承受楼板的荷载，并传至主梁，主梁再传给柱，最后由柱传递至基础。柱和梁就象整个建筑物的骨架，维持着它的整体性和稳定性，所以改造中的一举一动都要考虑到原有柱和梁的情况。在建筑艺术中，空间是主体，它是透过
17、形体而形成的一种视觉感受，而结构的运用首先是为了创造合乎使用要求的空间。在改造过程中，原有的这些结构构件主要对建筑的空间产生影响，所以改造设计时，应使建筑物新的使用空间与原结构的覆盖空间趋近最大程度的一致。基于宏观把握基础上的建筑结构改造构思结构设计的重要前提在于构思，计算只是作为验证的手段。从实际出发，综合处理结构与建筑中的各种矛盾，以使结构的运用达到物尽其用、用得其所的目的，这乃是结构构思所要解决的中心问题。在结构构思的过程中，更为重要的是运用建筑中的基本力学概念来进行概略的推理和初步的判断。在构思既存建筑的改造方案时，头脑中必须同时对原有建筑结构的处理方式有一定的设想。总体来说，可以从以
18、下三方面来构思对既存建筑原有结构的处理：对原有结构进行加固维护；对原有结构进行部分改造；新建部分全新独立的结构承重体系。斯塔拉帕皮尔尼亚综合体的改建工程既是对原有结构进行了加固维护。在利用了原建筑物的外墙的同时原来的建筑形式语言得以保留，保持了建筑原有的识别性。这项工程的目标是把整个工厂的建筑物组合成一个综合体。设计的重点致力于通过现代化技术，以及在一个协调的对比中把新与旧结合起来的策略，来强调它的工业化特征。原有建筑遗址改造后外观天津大学建筑系馆于1990年落成，后将原室外庭园“加层加盖”，将一个“玻璃盒”镶嵌在原中庭中，利用弧线墙，分隔出一个实体和一个狭长的反月形天井。新旧建筑空间相互穿插
19、、借用，以大面积通透的玻璃幕墙进行分隔，使每层都获得了最优的空间感受。通过在室外庭院上加层这一手法，原有建筑面积大大增加了，满足了新的使用需求。改造前的庭院改造后的天井既存建筑结构修复改造的技术策略在修复改造工程中，往往只对修复改造的部分进行设计，而由此引起的结构体系变化，却很少考虑，但实际工程基本上都是超静定结构，整体工作、空间受力是其基本的特征。因此设计人员除了应满足该部分结构和构件的承载力和变形要求外，还应满足其他相关结构和构件，乃至整体结构和构件的承载力和变形要求。在不改变历史风貌建筑原有结构的承重体系和平面布局的情况下，对强度不足或构造不满足要求的部位进行加固或修复，主要是通过各种途
20、径增加结构抗力，利用各种技术手段修复破损的构件。在多种修复加固方法中，对建筑结构而言，有一个必须遵守的原则，即修复加固后，新、旧构件接触界面之间的变形必须协调。北京大学红楼是北京大学第一幢校舍，1976年的唐山大地震使红楼墙体产生了通长的纵向上下裂缝，虽没有严重的垮塌，建筑整体基本完整，但抗震加固工作摆在眼前。加固方案经多次商讨，采用了增设墙体钢支撑的做法。这种加固方法不但满足了受力要求，而且使建筑的外观没有受到多大影响，建筑外檐效果看上去基本没有变化，只有走近建筑后较仔细观察才能发现加固的痕迹。加固前建筑外立面加固后建筑外立面对于既存建筑的改造主要涉及以下四方面的问题：楼板、屋面板改造；增加
21、跨度的改造；加层或夹层的技术措施；连接技术。天津意大利建筑风貌区的修复工程中，很多建筑单体的改造中，都是将原有的木地楼板拆除，取而代之的是钢筋混凝土楼板，以使建筑内部的结构更为坚固。楼板改造的同时，在墙体的角部每8皮砖的高度位置上用小锤剔出砖缝，安装1m的L形钢筋，墙体两侧均用钢筋网满铺，并在其上铺水泥砂浆层，使墙体加厚。拆除楼板后的内部空间 室内用钢筋网加固墙体当加固修复原有结构和对原有结构进行部分改造还不能满足新的使用要求时，常常需要新建结构体系来实现设计方案。小 结本章所介绍的加固技术策略，看起来似乎属于结构专业的范畴，实际上与建筑专业密切相关。任何奇思妙想，离开了结构技术的支撑，都是纸
22、上谈兵。掌握基本的结构技术原理，将建筑的构思与技术策略完美结合，是建筑师应当具备的专业素养。既存建筑保护改造的极端措施整体移位简介整体移位技术的发展简况建筑物的整体移位技术在国外应用较早，迄今已有一百多年历史。近年来我国的整体平移技术得到了迅速发展，取得了许多成功的实践经验。我国应用整体迁移技术的首例是1992 年重庆地区某四层砖混结构平移了8m，此工程采用了液压千斤顶钢拉杆牵引机构,并采用滚动装置。整体移位技术的理论基础建筑物的移位就是将建筑物托换到一个托架上，形成一个整体，然后在托架下部布置轨道和滚轴，再将建筑物与地基切断，这样建筑物就形成了一个可移动体，然后用牵引设备将其移动到预定的位置
23、上。建筑整体移位的程序框图初步调查和详细调查建筑物的鉴定评估建筑物的平移和加固设计建筑物平移的加固平移轨道和新基础的建设建筑物的托换、顶升和平移建筑物的安装就位建筑物的修复加固和装修整体移位的技术步骤建筑物平移前的加固；基础托换梁施工；整体水平移位轨道和新址基础的选择；外加动力施加；上、下轨道板水平误差及处理措施；整体移位偏位及矫正；移位时的监测；移位后的连接处理。与移位施工相关的问题及应对措施平移建筑时，地下管线较多，在施工期间要采取有效措施切实保护好地下管网，同时对新建和平移的建筑采取围挡和支护护网，切实保护往来行人的生命财产安全。其次，虽然对平移建筑本体进行了加固，但在平移施工过程中仍有
24、可能出现扰动而可能出现意外，所以仍然要做必要措施保证施工人员的安全。对于不可预见因素，如原遗留保存下来的老图纸于新近测绘的图纸不相符如何处理；地下异常情况的处理等，要随时关注施工情况，了解相关信息，提前预见可能出现的各种情况，提前采取措施，将尽快解决。典型实例简介济南丰大楼位于济南市槐荫区纬六路27号。该建筑是一座由临街两层楼房和北西两幢平房所组成的院落。主体结构为二层砖木混合结构，局部三层。墙体下石上砖，砖墙面抹灰，墙下条形基础，屋盖、楼板、楼梯皆为木结构。因城市建设的需要，该建筑于2005年进行了整体平移。丰大楼修复前风貌平移过程及细部上海音乐厅建于1930年，基本结构体系为框架结构，舞台
25、和观众厅部分为单层框架，屋架为木屋架。东面连接3层框架，其3层的高度略低于观众厅框架柱的高度。因其为保护建筑物，2002年底改建时，该建筑向东南移动了66.46m。该工程包括原有建筑的整体平移，平移后的结构加固、整修和扩建，音响效果测试等内容。天津西站主站楼整体平移工程是在充分吸收目前国内多层框架与砖混结构的建筑物移位技术成熟经验的基础之上，对保护性建筑进行整体位移的又一次尝试。该建筑建于1909年8月，具有鲜明德国古典时期风格，距今已有百年历史。其结构体系为砖石和木混合结构三层建筑，建筑面积2058m2，建筑总重量约为5500t。根据规划，该建筑需先向南移动约135m， 后向东移动约40m，到达新址后整体顶升2.5 米。天津西站主站楼原貌小 结整体移位技术的不断成熟，为既存建筑的改造与再利用，使得某些面临灭顶之灾的历史建筑或普通既存建筑有了一线生机。然而，整体位移技术再成熟，也难免会对建筑本体产生某些不利影响，所以我们将其称为一种极端措施，不到万不得已时尽量不要采用，而是应尽最大可能让既存建筑在其原有生存环境之中得以延续下去。
