浅析既有建筑物改造设计应考虑的问题

浅析既有建筑物改造设计应考虑的问题

【摘要】建筑物建设时都是根据当时所要求的功能与标准进行设计、施工的。经过多年的使用后，随着技术进步和生活水平的提高，满足不了人民生活和生产的需求;或者社会体制和生产工艺的变革，设计之初的标准和用途都不适应了;或者由于建筑物设备和生产设备的过时，使用荷载的变化，要求增加设备和负荷，因此，本文就既有建筑改造设计注意的问题进行了探讨。

【关键词】建筑;改造设计;问题

0.前言

进行改造的建筑不但有工业建筑和构筑物，也有公共建筑和大量住宅建筑。抛开其他原因，单从设计角度来看，我国既有建筑很多存在当初设计上的问题：设计人员对地基土层情况不明；对非均匀地基上建筑物基础设计经验不足；基础型式或地基处理方法不合理；同一栋建筑物上选用两种以上基础形式或对地基刚度不同的情况未采取有效措施使建筑物发生差异沉降和开裂。另外还有设计时对荷载取值不合理，设计时考虑不周到或设计遗漏，细部处理缺乏相应说明，忽视了一些因素，给以后施工和使用留下隐患等等。

1.既有建筑物改造设计应考虑的问题

1.1考虑非结构构件的影响

一般情况下，先拆除既有建筑物的楼地面、屋面面层以及墙体内外饰面来卸荷，再对既有建筑结构进行加固，增加结构构件，然后再拆除非结构构件及结构构件。由于非结构构件及结构构件的拆除通常是局部的，非结构构件通常是结构的外荷载，而结构构件的内力是相互影响的，所以非结构构件及结构构件的拆除顺序不当会引起既有建筑结构构件内力的重分布，影响结构构件的承载力，甚至使结构计算模型与实际不符，严重者导致结构构件承载力局部失效，各个击破，危及整个既有建筑结构的安全。因此设计文件中应注明非结构构件及结构构件的拆除时间及顺序，要求使用的工具及方法。先选取受力较小及对既有建筑结构受力影响较小的构件进行试拆除，取得施工经验并达到设计预定的要求后，方可进行正式拆除。应进行施一「期间对既有建筑结构及新增结构在竖向及水平方向位移、内力检测，以验明结构计算模型的可靠性，并确保结构安全及施工安全。各专业设备的安装必须在对既有建筑结构加固后或加固过程中进行，各工利，相互配合，设备安装不应影响结构加固及结构构件的增加，各设备孔洞尽量利用原孔洞，不能利用时应在设计阶段各专业相互配合，提前考虑，不得随意开洞。

1.2考虑基地承受能力

既有建筑物在改造时宜尽可能考虑周详，根据结构特点、土质情况选择合理的改造方案，在确定是否加固及何种改造方案时应考虑下列原则：（1）挖掘地基

潜力。当现有建筑地基基础状态良好、地质条件较好时，应尽量发挥地基与基础的潜力。如考虑建筑物对地基的长期压密使原地基的承载力提高；考虑地基承载力的深宽修正。（2）确实计算地基荷载。现有建筑在进行加固时，原设计资料、计算书等未必齐全、地基的承载力也不一定用足，上部结构的加固或改建与扩建均使地基上的荷载变更，通常均会增加。如果增加后超出地基容许承载力的5％～10％左右，则一般不考虑地基基础的加固，而考虑调整或加强上部结构的刚度来解决。（3）尽量采用改善结构整体刚度的措施。如加强墙体刚度，加强纵横墙的连接等，可使结构的空间工作能力加强，从而有助于减轻不均匀沉降或减少绝对沉降，因在地基与基础的计算理论中未考虑上部结构空间工作的影响。（4）尽量采取简易的结构构造措施。如在基础抗滑能力不足时增设基础下的防滑趾；在基础旁边设置坚固的刚性地坪；在与相邻基础间设置地基梁将水平剪力分担到相邻基础上等。

1.3考虑建筑节能效果

既有居住建筑节能改造措施主要有外围护结构及采暖系统的节能改造。外围护结构主要包括外墙、屋顶、门窗，其耗热占采暖热负荷1/3以上。目前我国房屋的单位面积采暖能耗是同等条件下发达国家的3倍以上，除了能源利用不合理的原因以外，主要就是因为建筑外围护结构的保温性能差。过去技术条件落后、少有较为可靠的保温材料或造价太高，所建成的住宅多属此范畴，这必将长期大量地浪费能源。同时，还会对自然环境造成极大的污染。而现有的材料、技术等条件已经使得建筑节能提高50%以上成为可能。因此，既有建筑改造时应关注门窗、屋顶、外墙等构造的技能设计。例如从科学的合理性而言，外墙外保温形式是一种先进的、有应用前景的保温节能技术，在对墙体进行内、外保温改造时，应优先选用外保温技术。采用外保温节能措施相对于内保温的优势所在，主要是:a)适用范围广。外保温适用于采暖和空调的民用建筑，即可用于新建工程，又可用于旧建筑物的节能改造.b)减少墙体受温度应力产生的裂缝，保护主体结构，提高主体结构的耐久性。c)防止“冷桥”部位产生的结露，减少“冷桥”造成的附加热损失.d)改善墙体潮湿情况，提高墙体的保温性能。e)有利于室温保持稳定，改善室内热环境质量。f)有利于提高墙体的防水性和气密性。g)便于对既有建筑物进行节能改造。h)避免室内装修对保温层的破坏。

1.4考虑建筑物使用功能的改变

建筑使用功能改变包括既有建筑楼地面使用功能的改变及既有建筑楼地面改作楼、电梯间;建筑使用功能的增加主要包括屋顶增层、层间增夹层以及新增落地结构。楼地面使用功能的改变及屋顶增层，要考虑装饰荷载及活荷载的改变，尽量考虑拆除原建筑饰面，新装饰面层采用轻质材料，换用轻质墙体材料等来抵消功能改变而增加的设计荷载。既有建筑楼地面改作楼、电梯间、层间增夹层以及屋顶增层必须考虑对既有建筑结构在抗震性能方面的影响。既有建筑楼地面改作楼、电梯间对既有建筑结构楼板平面内刚度有削弱，不应设在建筑端部及转角处;层间增夹层及屋顶增层要考虑是否与既有建筑结构连接以及连接方式，增层在既有建筑平面上的位置、与既有建筑平面面积的比例以及增层的层数对既有建筑的抗震性能的影响，特别是屋顶增层后的鞭端效应。既有建筑楼地面改作楼、

电梯间、层间增夹层及屋顶增层的传力构件利用既有建筑结构的构件传力时，要考虑既有建筑结构是否要加固及加固方案，要验算地基基础的承载力及沉降的均匀性，地基计算可考虑地基上层压缩固结后承载力的提高。

1.5考虑给水排水、暖气通风等事项

既有建筑物的改造很大一部分投资是对设备的改造，设备的改造包括原有设备系统更新换代及增加大量的新的设备系统。原有设备系统的更新换代要尽量按原系统的布置方式进行，以便尽量避免改动既有建筑结构。新增加的设备系统必须与这方面有关的专业协调确定布置方案，以便满足既有建筑结构要求，否则管道布置会与墙，柱、梁、板发生较大矛盾，引起对既有建筑结构损伤并增加加固工作量。既有建筑未设设备吊装孔或运输通道的，必须考虑设备就位的可能性，设置设备吊装孔，确定运输要求的结构加固方案。

2.结语

总之，与新建工程相比，既有建筑改造工程结构设计难度大、技术要求高、工期长、施工难度大、场地条件差等。因此，在实际工作中对既有建筑改造设计提出了更高的技术要求。■

【参考文献】

［１］张立人.建筑结构检测、鉴定与加固.武汉理工大学出版社，2005.

［２］张熙光.建筑抗震鉴定加固手册.中国建筑工业出版社，2005.

［３］张敬书.现行抗震加固方法及发展趋势.工程抗震与加固改造，2005.