既存建筑的检.ppt

既存建筑的加固技术策略 全国一级注册建筑师继续教育建筑资源的再利用策略 对既存建筑原有结构的宏观把握 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 而需要新建这部分的基础 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 利用的弧线墙 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 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 结构构件的加固技术 1 增大截面法 梁 柱 板 墙等结构构件抗力不够时 采用增大截面法 其优点是 施工技术成熟 便于施工 质量好 可靠性强 提高抗力及构件刚度的幅度达 尤其对柱增加稳定性较大 但对结构构件的截面尺寸要求较严格的工程并不适用 增大截面加固法详图 对于墙体加固后应保持房屋原外立面建筑风格的建筑 不宜采用外加构造柱及外加圈梁的加固方案 故可采用钢筋网水泥砂浆面层对全部墙体进行加固处理 以提高墙体的抗震承载力及房屋的整体性 外墙用单面法加固内侧 内墙用双面法加固 2 外包钢法 梁外包角钢法加固 梁外包角钢法加固详图 2 外包钢法 柱外包钢法加固 柱外包钢法加固详图 3 预应力法 预应力托梁示意图 4 外粘法 5 粘贴碳纤维加固法 柱粘贴碳纤维示意图 6 改变荷载传递加固法 7 外套结构加固法 墙体附壁柱详图 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 增加跨度的改造 加层或夹层的技术措施 连接技术 具体加固措施基础加固方案 具体加固措施 框架柱加固方案 具体加固措施 框架梁加固方案 新加梁示意图 具体加固措施 加层方案 墙体连接 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块砖的高度位置上用小锤剔出转缝 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 第十五章既存建筑保护改造的极端措施 整体移位简介 全国一级注册建筑师继续教育建筑资源的再利用策略 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 舞台和观众厅部分为单层框架 屋面为木屋架 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 本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