1、建筑結構加固設計的使用年限探討 建造結構加固設計的使用年限探討 1概述 眾所周知，建造結構的加固是一項牽涉面廣、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,有建國前的老建造,有建國后不同年月的建造。因為不同時期設計的工程所采用的設計規范和計算方法不同,牢靠度亦不同，倘若考慮到不同時期施工質量的差異,則實際的牢靠度差異更大。此外,已有建造使用年限長短各異,其牢靠度亦各不相同。20世紀80年月以來,隨著我國市場經濟的快速進展,城鎮建造工程大量興建,高樓林立,建造業蓬勃進展。有關政府主管部門和社會公眾迫切要求明確建造結構的目標平安使用期即結構的設計使用年限,以規范建造市場以及建造結暫

2、時性結構為5年；易于替換的結構件為25年；平凡房屋和構筑物為50年；紀念性建造和特殊重要的建造結構為100年。 明確設計使用年限是設計規定的一個使用時期,在這一規定期內,只需舉行正常的維護而不需舉行大修就能按預期目的使用,完成預定的功能, 即房屋建造在正常設計、正常施工、正常使用和維護下所應達到的使用年限。同時,“統一標準” 還規定了設計基準期為50年。此外,(建造結構荷載規范 (GB50009-2022)(以下簡稱“荷載規范”) 和各類結構設計規范均遵守“統一標準”,給出了各自結構的設計使用年限的規定.“統一標準“ 規定設計使用年限的做法在我國建造結構設計史上是首次,這對規范建造市場管理和建

3、造結構平安合理使用,以及建造業持續健康進展具有深遠影響。但對于建造結構因各種緣由加固后的下一目標使用的平安合理使用和妥當管理方面還存在問題。為此，對于新建工程，現行建造結構牢靠度設計統一標準)(GB50068-2022)(以下簡稱”統一標準“) 借鑒了結構牢靠度總原則(ISO2394:1998),用強制性條文規定了不同類型結構的設計使用年限,即結構的加固設計使用年限應如何決定,目前尚無統一的標準明確規定。這是加固行業中亟待研究解決的重大問題。 2爭論 據有關部門初步統計, 我國已有建造物總量(包括城鎮房屋建造、工業建造等) 已超過400億, 且每年新增20億以上的新建造。據一些專家估量, 約有

4、30%50%的建造物消失平安性失效或進入功能退化期。也有統計資料表明: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?？墒? 在當前加固工程如此繁重的狀況下,不協調的是結構加固設計隊伍中, 閱歷不足的設計人員占較大比重,致使加固工程失誤案例時有發生,對于結構的加固設計使用年限的重大問題更感迷惑,難以正確掌握。建造結構加固后的設計使用年限問題的確是當前加固行業中急待解決的重大問題。 可喜的是,最近頒布實施的國家標混凝土結構加固設計規范(GB50367-2022)(以下簡稱”混凝土加固規范“) 第3.1.7條規定: 混凝土結構的加固設計使用年限,應按下列原

5、則決定: 1)結構加固后的使用年限,應由業主與設計單位共同約定。 2)當結構的加固材料中含有合成樹脂或其他聚合物成分時,其結構加固后的使用年限宜按30年考慮；當業主要求結構加固后的使用年限為50年時,其所使用的膠和聚合物的粘結性能,應通過耐長期應力作用能力的檢檢驗。 3)使用年限到期后，當重新舉行的牢靠性鑒定認為該結構工作正常,仍可連續延伸其使用年限。 4)對使用膠粘方法或摻有聚合物加固的結構、構件,尚應定期檢查其工作狀態。檢查時光間隔可由設計單位決定, 但第一次檢查時光不應遲于10年。 5)當為局部加固時,應考慮原建造物剩余設計使用年限對結構加固后設計使用年限的影響。 但是, 此規定似過于原

6、則,尚未考慮到結構加固的多種復雜狀況應如何區分對待的問題。 我們認為,下列幾點值得進一步探討: 1)被加固結構已服役年限問題。已有建造物服役年限長短不同,其剩余牢靠度亦各不同,加固時均按30年考慮,似過粗。 2)已有建造物因為增層或改造所引起的加固與一般結構構件所需要的加固區分很大,前者應考慮新、老部分如何協調使用年限的問題; 而后者處理相對照較單一。 3)政府計劃部門或業主要求的加固后使用年限不足30年的應如何處理。 4)對于可變作用即樓面活荷載、風荷載和雪荷載標準的取值問題應予考慮。因”荷載規范“是按設計基準期50年考慮的,而加固結構應按加固后下一目標使用期(如30年) 取值,兩者顯而易見

7、應是不同的.實際上,加固材料性能取值亦是不同的。 5)對于某些遭遇偶爾大事如爆炸、火災、撞擊等引起的搶險加固或一些危房已被判”死刑而緩期執行“的搶險加固或急需的暫時加固(我們曾負責處理過多起這方面工程)也應區分對待。 6)對某些閱歷尚不足的加固技術,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題,是業主和設計者十分關懷的現實問題, 加固后結構的性能是否能與原結構的性能相同,務必進一步研究。 3建議 我們認為,在決定結構的加固設計使用年限時,上述問題務必予以考慮,盡可能定得細一些,以便業主和設計者能正確把握和處理。為此,可考慮分級處理: 即分為搶修加固、暫時加固、短期加固和長期加固

8、四級,并相應規定其設計使用年限。 1.搶修加固 有的建造因為種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、火災等偶爾大事引起的局部破壞,則務必即行搶修加固。建議搶修加固后的使用年限一般不應超過1年。這種狀況加固后應常常檢 查(如三個月做 一次),以防再次發生險情。 2.暫時加固 為與”統一標準“相協調,對于一些暫時性結 構或已有建造結構遭遇火災、地震、爆炸 等損壞,業主要求應急加固,然后從長遠考慮后再舉行處理時,可實行暫時加固。建議暫時加固的設計使用年限一般不超過5年, 并應加固后每年檢查一次;到期后,若重新舉行的牢靠性鑒

9、定認為該結構工作正常, 則仍可適當延伸其使用年限。 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變使用功能(包括增層、改造)引起的加固狀況,或業主使用要求僅需此期限要考慮拆除翻建,以及城市計劃部門有要求的狀況。 建議短期加固的設計使用年限一般不超過25年。這與”統一標準“對易于替換的結構構件規定的25年也是相協調的。務必指出,短期加固設計時所取用的可變荷載值除應按現行”荷載規范“的規定實行外,還應按下一步目標使用期乘以小于1.0的折減系數予以折減。 4.長期加固 長期加固一般適合于在役時光不長或服役不超過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計使用年限為3050年或更長。此外,在建工程所需的加固,應按新建工程即50年考慮。這時,加固設計應遵守”混凝土加固規范“的有關規定。 應當指出,對于一些紀念性建造物和特殊重要 的建造結構, 以及業主認為其 建造物極具保存價值,而加固費用也不成問題,則可約定一個超過50年的設計使用年限。這樣,加固設計時其可變荷載取值除應按”荷載規范“規定的取值外,應乘以大