建筑物改造与病害处理.ppt
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1、建筑物改造与病害处理,唐业清2008,一 现状与展望二 建筑物产生病害原因分析三建筑物的改造与病害处理四 建筑物的纠倾加固五 介 绍,五 介绍,(一)规范的简介 建筑物移位纠倾增层加固技术规范的编制得到广泛的重视与支持,建筑物改造与病害处理专业领域是个新发展起来的学科,随着既有建筑物积蓄量越来越大,城乡建设与城市改造正方兴未艾,这个学科领域的任务就会更艰巨、更繁重。但为确保建筑物移位、纠倾、增层、加固和改造的工程质量,必须加快编制指导这一领域的技术标准。根据中国工程建设标准化协会2003建标协字第27号文要求,批准了的立项,开始编制本规范。建筑物移位纠倾增层加固技术规范(下简称新规范)是由北京
2、交通大学为主编单位,会同国内24所高校、科研、工程等单位的30位长期从事本学科的专家,从2002年11月25日开始,经过近四年的共同努力,将于2006年底完成规范的编制、审查和报批工作。新规范包涵了既有建筑物的移位、纠倾、增层、改造与加固等综合全面的内容,编制工作难度较大,能在较短时间内高效率、高质量的完成,是与领导的支持和各位参编专家们的重视和努力分不开的。更要感谢对新规范征求意见稿和审查稿提出许多宝贵修改意见和建议的国内同行专家们的热情帮助。,新规范的内容包涵10章正文、5附录以及条文说明等内容,具体内容如下:1总则;2.术语符号;3.基本规定;4.检测与鉴定;5.移位工程;6.纠倾工程;
3、7.增屋工程;8.结构改造;9.地基基础加固;10.质量检验与验收;附录(共5条);用词和用语说明;条文说明。,(二)新规范的评价 1.在我国既有建筑物改造与病害处理专业学科领域里,建筑物移位纠倾增层加固技术规范是第一本包涵既有建筑物的移位、纠倾、增层、改造加固等诸多内容的新规范,对这个新学科的建设与发展是个有重大意义的标志和重要成果。2.和其他几个己颁布的单项技术标准相比,不仅资料新颖、内容丰富齐全,反映了最近10年我国在这个学科领域里最新成就,而且移位工程也是第一次编入规范的新技术。是既有建筑物专业学科领域里最具代表性的新技术标准。3.建筑物移位、纠倾、增层和改造加固技术,这些年在广泛工程
4、实践中,有许多新创造、新成果,而参加这本新规范编制组的成员,他们许多人就是这些新技术、新成果的发明人、创造者和许多著名移位、纠倾、增层与改造加固工程的主持人,他们对这些技术最有发言权,他们参加新规范的编制使其更具有权威性,实用性和可靠性。在既有建筑物改造与病害处理专业学科领域里,基本上是工程在先,科研滞后,靠工程实践带动学科发展,新规范的编制就是在认真全面总结、研判最近10余年国内在这领域里的重要成果的基础上而编制的,因此新规范更具有坚实的理论与实践的基础。更具有权威性。,4.新规范目前还是推荐性技术标准(CECS),通过颁布后实行过程再进一步检验、补充、修订,使其日趋完害,再进一步成为具有行
5、业强制条文的技术标准。5.建筑物改造与病害处理专业学科,是基于我国的特殊情况,得到了迅速而有成效的发展,它的成果是建立在大量工程事故抢救处理的实施基础上,是通过付出沉重代价而取得的,因此,这些成果是来之不易,特别的宝贵。而根据这些成果编制的新规范也就更为难得可贵,是来之不易的。可以说这本新规范不仅在国内是第一本,在国际上也是一个珍贵的资料。,(三)规范的正文内容 1 总 则 1.0.1 为在建筑物(含构筑物)移位、纠倾、增层和改造加固等工程的设计施工中,贯彻执行国家技术经济政策,做到安全可靠、技术先进、确保质量、经济合理、保护环境,制定本规范。1.0.2 建筑物移位、纠倾、增层和改造加固等工程
6、应因地制宜、就地取材、节约资源、精心设计、精心施工。1.0.3 本规范适用于建筑物移位、纠倾、增层和改造加固等工程的设计、施工、质量检验与验收。1.0.4 建筑物移位、纠倾、增层和改造加固等工程的设计、施工、检验验收,除执行本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。2 术语与符号2.1 术 语 2.1.1 移位工程 moving engineering 将建筑物从原位置移动到新位置的工程,含平移、升降、爬升和转动等。2.1.2 托盘结构体系 pallet structure system 移位施工中,在建筑物底部某一水平截面的上部,通过梁与加强支撑等连接构造,形成托住上部结构并与其一同移动的整
7、体结构体系。底盘结构体系 chassis structure system 移位施工中,在建筑物底部某一水平截面的下部,通过梁、板与基础等连接构造,形成能满足移位时运动荷载分布和地基承载需要的承载结构体系,2.1.4 纠倾工程 incline-rectifying engineering 对已倾斜的建筑物采用有效方法予以扶正,并进行纠倾前的加固和纠倾后的防复倾加固的工程。2.1.5 回倾速率 incline reverting speed 倾斜建筑物纠倾时,水平变位的每日回倾值。2.1.6 直接增层 direct story-increasing 增层后新增荷载全部通过原结构传至原基础、地基。
8、有不改变承重体系和改变承重体系的两种结构形式。2.1.7 外扩结构增层 story-increasing of exterior structure 在原结构外新增设基础、墙和柱结构,并与原结构可靠连接形成新的整体结构,增层荷载全部由新的整体结构承受。2.1.8 外套结构增层 story-increasing of outer structure 在原结构外新设与其完全脱开的外套结构,增层荷载经外套结构传至新的基础与地基。2.1.9 室内增层 indoor story-increasing 利用原有建筑室内空间进行增层,增层荷载可通过原结构传至原基础,也可设置新基础。2.2 符 号 A基础底面
9、面积;A0水平移位时滑板水平面积;a纠倾时预留沉降值;B纠倾方向建筑物宽度;d滚轴直径;Es1增层后新增墙体下地基土压缩模量;,Es2旧建筑物相邻墙体(纵墙)下,经压密后地基土压缩模量;、分别为第层土在原建筑物修建前和增层时的地基压缩模量;e倾斜建筑物偏心距;Fk相应于荷载效应标准组合时,建筑物上部结构传至基础顶面的竖向力;滚轴抗压强度设计值;ak建筑物增层设计时地基承载力特征值;k原建筑物设计时采用的地基承载力标准值;GK基础自重和基础上的土重;H自基底算起的建筑物高度;H自室外地面算起的建筑物高度;、分别为第层土在原建筑物修建前和增层时的土层厚度;Na单个千斤顶额定荷载值;n顶升点个数;p
10、增层时基础底面处的平均压力设计值;pmax相应与荷载效应标准组合时,基础底面边缘最大压应力;pmin相应与荷载效应标准组合时,基础底面边缘最小压应力;第层土在原建筑物作用下产生的附加应力;增层荷载在地基中产生新的附加应力;Q建筑物总荷载标准值;s地基最终沉降量;增层后新增荷载引起的地基变形量;s建筑物设计沉降量、抬升量;s建筑物纠倾需要调整的沉降量或抬升量;SH建筑物水平偏移值;W基础底面的抵抗矩;地基承载力提高系数;沉降经验系数;,3 基本规定 3.0.1 建筑物移位、纠倾、增层、改造加固等工程应根据本规范和现行有关标准进行结构安全检测和可靠性鉴定。建筑物移位、纠倾、增层、改造加固等工程施工
11、应由具有相应特种专业工程资质的单位承担。在确定建筑物移位、纠倾、增层、改造加固等工程设计和施工方案前,应进行现场调查,收集相关资料,必要时对地基和结构进行补充勘察和检测。3.0.4 凡实施建筑物移位、纠倾、增层、改造加固的工程应满足规划、消防、环保、资源利用等有关标准的要求。建筑物移位、纠倾、增层、改造加固等工程应考虑上部结构、基础和地基的共同作用,应进行必要的计算和验算。建筑物移位、纠倾、增层、改造加固等工程应控制过量沉降和不均匀沉降,控制标准应满足本规范和有关标准的规定。纠倾工程尚应满足本规范的纠倾合格标准。3.0.7 工程设计和施工方案应进行论证评审和技术经济分析。3.0.8 建筑物移位
12、、纠倾、增层、改造加固等工程的施工全过程,应按本规范的有关规定进行施工监测。3.0.9 建筑物移位、纠倾、增层、改造加固等工程的报批、开工应执行国家和本地区的有关规定。一般建筑物增层按新建工程处理,建筑物纠倾按大修工程处理,改造加固工程和移位工程视工程的具体情况,可按新建工程或大修工程处理。3.0.10 施工全过程及工程竣工,应按本规范和有关标准的规定进行质量检验及验,4 检测与鉴定4.1 一般规定 4.1.1 建筑物移位、纠倾、增层和加固改造前,应对原建筑物的现状和可靠性进行鉴定,鉴定内容及范围应满足设计要求。4.1.2 检测前应先进行现场调查,收集工程地质和水文地质勘察报告、设计图、竣工图
13、、使用情况与环境条件等相关资料。4.2 检测 4.2.1 根据建筑物移位、纠倾、增层和加固改造的不同要求,确定相应的检测项目,检测项目的选择见表4.2.1(请见规范原文)。4.2.2 对原结构构件应按材料强度、构造与连接、变形和裂缝及荷载情况等方面进行调查和检测。4.2.3 当有必要进行地基或基础检测时,可通过开挖验证基础类型、尺寸、埋置深度及地基土性状等,检查基础开裂或损伤程度,地基不良状况等。必要时可采用钻芯法或回弹法检测基础混凝土强度。4.3 鉴定 4.3.1 根据检测成果,综合考虑地基及结构体系、整体性、构件承载能力、构造措施和建筑现状的缺陷等,对结构安全性、耐久性按现行有关标准评定结
14、构的可靠性。4.3.2 结构承载力验算应符合下列规定:1.计算模型应符合结构受力与构造的实际情况;2.调查或检查核实作用在结构上的荷载。荷载效应组合与分项系数应符合国家现行有关标准的规定;3.结构或构件的材料强度、几何参数可采用原设计值。当检测结果不符合原设计要求时,应按实际结果取值。4.3.3 根据原地质勘察资料,结合工程现状和实测资料,确定当前的地基承载力。4.3.4 按照现行有关规范、标准,给出建筑物现状的鉴定结论,提出移位、纠倾、增层和改造等工程是否需要进行结构补强加固的建议。,5 移位工程5.1 一般规定 在城市规划、改造、拆建过程中,对于具有移位价值和条件的建筑物、古建筑物与保护性
15、建筑等,应通过可行性论证,优先采用移位保护方案。建筑物移位前应采取永久或临时加固措施。建筑物移位后其结构可靠性应不低于移位前的标准。5.1.3 移位工程包括水平移位(直线移位、折线移位、曲线移位)、升降移位(抬升、下降)和组合移位,建筑物移位工程分类见附录A。5.1.4 移位路线和新基础场地应进行岩土工程勘察。5.1.5 移位工程设计时应考虑建筑物移位过程的不均匀沉降,特别是新旧基础的差异沉降以及新址基础的沉降或差异沉降。5.2 移位工程设计 移位工程设计应包括托盘结构体系设计、底盘结构体系设计、基础设计、施力系统设计和连接设计。托盘和底盘结构体系与施力系统所需的结构应同时设计。1.水平移位设
16、计:水平移位时,托盘结构体系除考虑上部结构荷载外,还应考虑水平牵引力、顶推力的施力影响;转动移位时,托盘结构体系应考虑转动扭矩的影响,根据转动角度的大小及移动距离,采用先移动后转动或沿曲线底盘结构体系移动的方案;水平移位分布构造示意见图、5.2.1-2(请见规范原文)。2.升降移位设计:通过托盘和底盘组成一对上下结构受力体系,中间采用千斤顶及临时支垫装置,千斤顶布置如图5.2.1-3(请见规范原文);托盘结构体系应通过托换方式构成,当基础梁埋深较大时,可在基础梁上设置混凝土底盘结构体系。托盘结构体系、千斤顶、支垫装置和底盘结构体系构成稳定的移位传力体系,见图5.2.1-4(请见规范原文)。砌体
17、结构可根据墙段荷载分布布置顶升点,顶升点间距不宜大于1.5m,应避开门、窗、洞及承重构件薄弱位置。框架结构应根据柱荷载大小布置顶升点,千斤顶布置宜对称,顶升点数量可按下式估算:,3.组合移位设计:在同一个移位体系内,同时设计水平、升降移位装置,水平、升降移位可先后分别进行,当升降较小而水平位移较长时亦可做成斜滑道同时进行。组合移位设计时应采取措施,防止建筑物在移位过程可能发生的水平偏移和偏转。5.2.2 托盘结构体系设计 1.荷载取值:恒荷载、活荷载取值按现行国家标准建筑结构荷载规范GB50009采用或按实际荷载取值;风荷载、地震力在设计建筑物新址时按新建建筑物取值;建筑物移动过程中按10年一
18、遇取值。平移过程中可不考虑地震作用;2.荷载组合:建筑物新址基础按国家现行有关规范设计;移动过程中基础可按荷载标准组合或按实际荷载组合;3.托盘结构体系的设计:托盘结构体系应考虑上部结构移位时水平及竖向荷载的分布和传递,考虑移位时的特殊要求,进行强度、刚度和稳定性的综合设计;4.托盘设计前应对现有建筑物进行测量,检查是否存在施工误差。5.2.3 底盘及基础结构体系的设计 底盘结构体系的受力分析应考虑建筑物移位时荷载的最不利位置和组合。底盘结构体系的设计除应进行强度、刚度和沉降的计算,尚应考虑移位时的特殊构造要求。移位过程中的底盘结构体系可按施工阶段进行设计,就位处的地基基础按新建建筑物基础设计
19、。5.2.4 施力系统的设计 移位过程的施力方式有牵引、顶推和牵引顶推组合式三种。牵引式适用于荷载较小的建筑物水平移位或爬升;顶推式广泛用于各种建筑的水平移位及竖向移位。荷载较大时也可采用组合式施力系统。1.水平移位设计时,可用下式计算每条托盘梁的移位阻力Ti;Ti=kWi(5.2.4-1)式中:Ti托盘梁的水平移位阻力;k经验系数,由试验或施工经验确定,一般取值1.53.0;摩擦系数,钢材滚动摩擦系数取。聚四氟乙烯与不锈钢板的滑动摩擦系数取,其它滑动摩擦系数根据实际材料确定,爬升时尚应考虑所产生的阻力;Wi第i根托盘梁底的竖向荷载。施力设备实际总荷载能力应大于每根托盘梁的水平移位阻力Ti之和
20、。施力作用点的位置应尽量靠近托盘梁底面。,2.水平移位时的滚轴可采用实心钢滚轴或厚壁钢管混凝土滚轴,单轴承压力宜通过试验确定,亦可用下式计算每根实心滚轴的承压力Pi:(5.2.4-2)式中f-滚轴抗压强度设计值(N/2);d-滚轴直径();-滚轴长度()。3.水平移位时的滑板水平面积A0,根据滑板采用的低摩阻材料耐压性能计算:(5.2.4-3)式中f-滑板材料抗压强度设计值(N/2),根据试验确定;N 滑板承受的竖向作用力(N);4.竖向移位设计时,应合理布置升降点,使每点的作用荷载在施力设备额定工作荷载范围内,有不小于2倍的安全储备。连接设计 移位建筑物就位后的连接,应满足强度、稳定性和抗震
21、的要求。1.多层砌体结构(高宽比不大于2,层数小于6层)的墙体和基础间的缝隙应采用不低于C20细石混凝土充填密实;2.框架结构、层数超过6层或高宽比大于2的砌体结构,需经计算确定其连接形式和构造;3.移位工程就位后,托盘结构体系需拆除时,砌体结构的构造柱和框架结构柱的纵向钢筋应与底盘结构体系中的预设锚固筋可靠连接或采取其它措施;4.地震烈度大于7度的地区,可考虑托盘结构体系和底盘结构体系间设置减震装置进行连接。临时设施和施工设计可不考虑地震作用。,5.3 移位工程施工 5.3.1 移位工程施工应编制移位施工技术方案和施工组织设计,对移位过程可能出现的各种不利情况制定应急措施。5.3.2 底盘结
22、构体系施工 1 施工前应在建筑物一定高度处设置标高标志线;2 在建筑物原址施工底盘结构体系时,必须考虑开挖、托换、桩基施工等对原建筑物的不利影响;3 移位路线及新址的地基基础施工,应检验槽底土质与勘察结果是否符合,应符合设计要求,并遵守相关施工规范的规定;4 施工时应严格按移位工程技术方案和施工组织设计的要求,分段、分批施工;5 底盘结构体系施工时,按设计要求设置滚动或滑动装置。底盘梁的表面应平整、光滑,平整度用2m直尺检查时的偏差应小于2mm,且高差不宜超过5mm。托盘结构体系施工 1 托盘结构体系系施工宜对称进行,不得使建筑结构受力不均匀。每条梁宜一次浇筑完成,如需分段接茬处应按施工缝处理
23、;2 托盘结构体系系施工时,原结构与托盘结构体系系相连接的界面应表面凿毛、清理干净、涂刷界面处理剂;3 托盘梁主筋不应采用绑扎连接,连接构造应满足现行规范要求。托盘梁施工缝宜避开剪力最大处;4 卸荷支撑宜设测力装置、并加强施工过程的监测;5 对施工时开凿的墙洞应及时进行修复处理。截断施工 1 托盘结构体系的混凝土达到设计强度时方可开始截断墙或柱;2 截断施工前应检查托换结构的可靠性,有条件时宜预先卸载,再进行截断 施工;3 截断施工的顺序必须按施工方案进行;4截断施工时应严密监测墙、柱、托盘及底盘结构体系的受力状态及变化;5截断施工宜采用减少对相邻部位结构损伤的方式;6对水、电、暖气及煤气等管
24、线应妥善保护处理。,水平移位施工 1 移位前托盘及底盘结构体系必须通过阶段性施工验收;2 对移动装置、反力装置、卸荷装置、动力系统、控制系统、应急措施等各方面进行检查,并消除一切移位障碍物;3应首先进行试验性移位,检测施力系统的工作状态和可靠性,检验相关参数与移位可行性;4 移位施工应遵循均匀、缓慢、同步的原则,速率不宜大于60mm/min,应及时纠正前进中产生的偏移;5 移动摩擦面应平整、直顺、光洁,不应有凸起、翘曲、表面抹的砂浆不得空鼓;6 应选择摩擦系数较小的材料,移位时可在滑移面辅以润滑剂;7 施力设备应有测力装置,应保证同步精度;8 平移到位后,应及时对建筑物的位置和倾斜度等进行检测
25、和阶段验收。5.3.6 升降移位施工 1 根据荷载情况在顶升点上、下部位设置托架,避免原结构局部裂损;2 应按设计要求设置顶升设备,并应安装牢固、垂直;3 顶升设备应保证同步顶升的精度,避免托盘结构体系的裂损、变形;4 顶升过程中应采取有效措施,确保临时支撑的稳定;5 顶升或下降应均匀、同步、施力缓慢,且标志明确。连接与恢复施工 1 应按设计要求进行连接施工;2 恢复施工时应预留水、暖、电等管线的孔洞;3 因移位产生的原结构裂损应进行修复或加固。施工监测 1 应进行沉降及裂缝监测,对于特别重要的建筑物,还应对结构内力进行监测;2 测点应布置在对移位较为敏感或结构薄弱的部位,测点的数量及监测频率
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