工业建筑的改造与加固

工业建筑的改造与加固

谢正国 1 杨棋 1 秦淘 1 张勇 2 郑林 2

湖南省宏尚检测技术股份有限公司 1 湖南省国科勘测设计股份有限公司 2 湖南省 长沙市 410000

摘要：国外的工业建筑于20世纪60年代已进入大规模的加固改造阶段，国内的工业建筑进入加固改造较晚于西方国家。从20世纪80年代国内的工业建筑的开始进入了加固改造的阶段，以后的加固改造量逐年提升。工业建筑加固改造的发展在一定程度上促进了鉴定改造与加固软件的发展，促进了鉴定与加固标准和规范的发展同时也促进了加固改造材料和方法的发展。随着工业建筑加固改造的深入反过来要求加固改造市场进一步规范，如何进一步提高加固质量有待各方的努力与多方面支持。

关键词：工业建筑；加固；改造

一、工业建筑的改造与加固发展情况

工业建筑作为建筑的一部分，与人们的生产和生活息息相关，工业建筑构成了建筑物非常重要的部分。据有关部门统计，目前国内现存的各种建(构)筑物的总面积至少在500亿m²以上，工业建筑占40%，其中绝大多数是混凝土结构，而且至少有50%以上已投入使用20年以上。随着社会的发展，城市的转型和工业结构的调整，部分工业建筑拆除重建，部分工业建筑经过加固改造后能适应社会和经济的发展继续发挥作用。我国的工业建筑的改造与加固是从20世纪80年代后期开始的，据有关资料统计，自1997年以来，我国加固工程量平均年递增量达到30%以上，到2000年全国年加固修复工程量已突破100万m²。工业建筑改造的方向主要有两个方面，一方面经加固改造后工业建筑继续使用经过改造后规模更大更节能，空间使用上更加合理、高效美观和符合人性化。这方面的例子很多，典型的例子如上海宝山钢铁厂、北京现代轿车生产工厂改造；另一方面改造为民用建筑，工业建筑由于的内部空间大、并且承载力较大改造为民用建筑基本上都能满足承载力的要求，外观和内部经过改造和装修后即可使用。典型的例子如798工厂改造为综合艺术中心，沈阳铁西旧工业区改造为现代工业文明长廊，有的改为文化娱乐中心、酒店等。

国外方面欧美等国最先进入后工业社会，是最先进行大规模城市结构性调整的发达国家和地区，于20世纪60年代最先出现了大规模的旧工业建筑改造再利用，20世纪70～80年代就已成为一种趋势，改造的对象多为工业革命时代大量兴建的轻工业建筑及少量重工业厂房。近年来建筑物的改造与加固发展比较迅速，出现了许多的工业建筑改造的优秀作品，煤厂改造为工业博物馆，将鲁尔煤气罐改造为文化艺术中心，法国巧克力工厂改造成的雀巢公司总部、意大利林格图工厂改建的林格图大厦等。随着社会的可持续发发展，资源的再利用和节能减排提上日程，建筑作为耗能垃圾制造大户，减少资源浪费和垃圾制造就是对生态环境的最大贡献。据西方发达国家1987年的统计数据表明，对工业旧建筑的改造再利用比新建同样规模、同样标准的建筑可节约1/4～1/2的费用。英国国家资金用于新建与改建的比例从70年代的75∶25提高到90年代的50∶50。有人预言21世纪将是建筑业中最兴旺行业之一的将是旧建筑物的加固改造和建筑的垃圾的回收利用。

二、工业建筑结构改造鉴定及加固软件的发展

结构的改造鉴定及加固是个相辅相成的过程，要进行合理的改造首先是要在结构方面进行可靠性评估，可靠性评估目前主要采用传统经验法和实用评估法即规范中的分级评估法，但评估是一个非常系统和复杂的过程，仅靠知识和经验来处理工程中遇到的问题是不够的，随着计算机技术的发展，把这些经验和理论来转换成计算机程序来处理，需要能对建筑鉴定改造和加固的智能化软件系统。在结构改造鉴定与加固方面，我国1986年把“工程建设中智能辅助决策系统”定为国家自然科学基重大项目，1991年开发出了结构评估鉴定方面方面的专家系统，城市现有建筑物震害预测与防预对策的专家系统，钢筋混凝土单层工业厂房可靠性评估与对策的专家系统(RAISE-3)，单层混凝土厂房抗震评定专家系统SAIBR。进入21世纪陆续研究开发出了一些常规结构的鉴定与加固专家系统，R．C．框架抗震鉴定与加固可视化程序(2001年)，结构加固设计与东大迪普（seu-deep）软件系统（2003），钢筋混凝土框架抗震鉴定的专家系统(2004年)，砖混结构可靠性鉴定程序(2006年)，这些软件对建筑鉴定加固领域的专家系统的研制起到了积极的作用，但程序的完善性还有待进一步提高，实用性和全面性方面还有待实践中检验，并且专门用来作为工业建筑结构的鉴定加固专家系统近年来开发的比较少或者几乎没有，在不久的将来我国将进入维修加固改造为主的第三个发展时期，因此我国应该投入力量开发工业建筑的鉴定与加固专家系统。国外的建筑结构鉴定程序最典型的成果是美国历经5年于1985年开发出的土木工程系统，它的前身是现存结构的破坏评估专家系统。美国从八十年代初便将专家系统技术应用于结构工程的预测评估领域。

三、工业建筑改造鉴定与加固相关标准规范情况

建筑物的鉴定与加固作为一门学科，理论成果最重要的体现的是相关标准的编制与颁布，这是工程技术人员的法定依据，目前已出版的标准包括:鉴定标准《工业构筑物抗震鉴定标准》GBJ117-88，《工业厂房可靠性鉴定标准》GBJ144-90，《建筑抗震鉴定标准》GB50023-95，《石油化工建筑抗震鉴定标准》，《钢铁工业建（构）筑物可靠性鉴定标准》YBJZ19-89.《工业与民用建筑抗震鉴定标准》(试行)TJ23-77。加固标准

《凝土结构加固技术规范》CECS25:90，《钢结构加固技术规范》CECS-77-96，《建筑抗震加固技术规程》JGJ-116-98，《既有建筑地基基础加固技术规范》JGJ-123-2000《，碳纤维片材加固混凝土结构技术规范》《，混凝土结构加固施工与验收安全技术规范》。

四、工业建筑结构加固改造方法的发展

在上部结构中，工业建筑的加固方有加大截面加固法，体外预应力加固法和改变结构传力体系加固法。加大截面加固法和体外预应力加固法是常用的方法，已在实际工程中得到广泛的应用。但这两种加固方法存在很多不足之处，加大截面加固法施工周期长，对环境影响大，而且增加截面尺寸，减少了使用空间，因此有一定的局限性。预应力加固法锚固构造困难，施工技术要求高，难度大存在施工时侧向稳定及耐久性问题。20世纪60年代随着环氧树脂黏结剂的问世，一种新的加固方法—外部粘贴钢板加固法开始出现，这种加固方法是用环氧树脂黏结剂把钢板等高强度材料牢固粘结于被加固构件表面，使其与被加固构件共同工作。20世纪末，随着国际市场纤维材料的大幅度下降，一种类似于粘钢加固方法的外贴纤维复合材料加固法逐渐引起了工程技术人员的关注，外贴纤维复合材料加固法法具有强度高、重量轻、耐腐蚀性好、抗疲劳性能好等优点。我国已经制定了《碳纤维片材加固混凝土结构技术规范》。

五、提高工业建筑改造加固质量的措施

工业建筑结构鉴定与加固水平的提高是一个系统的工程。首先需要建立和完善工业建筑结构的加固和修复的质量和技术标准规范。其次支持加固材料和鉴定加固软件的研究和开发。再次要提高加固专业队伍的施工水平。其他方面是需要政府在资金方面的支持提高对工业建筑加固改造研究方面的积极性。同时文化价值观念方面的引导也必不可少，提倡全民节约，节约即创造财富，加固后的建筑同样美观实用并且费用低廉。

参考文献：

[1]杜书波,杨丽,赵庆双,张鹏.既有工业建筑适应性再生及节能后评价研究[J].建筑节能,2020,48(12):10-14+29.

[2]程家远.旧工业建筑室内空间改造的设计方法[J].居舍,2020(34):61-62.

[3]毛无际,刘富成.旧厂房改造项目结构加固设计及施工研究[J].居舍,2020(34):77-78+106.
作者简介：谢正国 男 1965.10 湖南 汉 本科 工程师