钢筋混凝土旧工业厂房改造中...化艺术中心项目的图书馆为例_李娜.pdf

行业聚焦房地产世界2023/0457钢筋混凝土旧工业厂房改造中粘钢加固质量评价研究以某文化艺术中心项目的图书馆为例李娜冯建龙截至目前,我国既有工业厂房面积已超过 100 亿平方米,在经历大规模建设后,随着城市更新和产业转型升级,我国工业厂房建设的重点将转向旧工业厂房的改造。1-2例如,在二十世纪七八十年代建造的一批旧工业厂房,其建筑结构的性能明显下降,并且普遍存在一定的安全风险,需要加以改造加固方可再利用。在此背景下,基于施工快速、简洁轻巧、灵活多样、几乎不改变结构构件外形等原则的粘钢加固技术成为此类旧工业厂房改造项目最常用的施工技术。3此外,结合加固工程相关质量标准,笔者对钢筋混凝土旧工业厂房改造项目进行实地调研发现,粘钢加固施工的一次合格率仅为 85.2%,并且黏结面处理粗糙、加工钢板预钻孔不合格、注胶不均匀等均是该项技术亟待解决的问题。近年来,政府和企业显著提高了对钢筋混凝土旧工业厂房改造加固工程项目的关注度,业界学者在这方面的研究成果也呈逐年上升趋势。2002 年,贺学军等人最早提出“钢筋混凝土结构黏结加固补强的效果主要取决于新旧界面的黏结工艺质量”这一观点4；刘定果则指出,为了保证粘钢加固工程质量,被黏结件表面缺陷清理、施工温度控制和构件界面处理必须按照国家规范要求实施。5部分学者从特定角度深入探究粘钢加固质量。例如,鲍安红等人建立了在同一钢筋混凝土梁上粘贴相同规格钢板的有限元模型,经仿真分析后得出“胶层厚度对钢板端部剥离有一定影响”的结论6；萨蒂什库马尔（Satheeshkumar）等人对加入金属丝的黏结剂进行了平面应变拉伸实验,旨在探究此类物质对粘钢成形性能的影响。7关于钢筋混凝土结构黏结加固质量的影响因素,现有研究大多从某一角度（如人员、机械、材料等影响因素）来展开分析,但普遍缺乏综合考量。同时,现有研究鲜少以钢筋混凝土旧工业厂房为研究对象,对相关改造项目的粘钢加固质量展开分析。鉴于此,本文从人员、机械、材料、方法、环境和测量等六个方面出发,建立钢筋混凝土旧工业厂房改造项目粘钢加固质量评价指标体系,并应用熵权法评估主要评价指标的权重,进而提出针对性建议。1 以钢筋混凝土旧工业厂房改造项目为例，建立粘钢加固质量评价指标体系本文参考建筑工程施工质量验收统一标准（GB 503002013）、旧工业建筑再生利用技术标准（T/摘要：本文针对粘钢加固质量一次合格率低的现象，结合人员、机械、材料等方面构建了钢筋混凝土旧工业厂房改造中粘钢加固质量评价指标体系，并应用熵权法对评价指标赋予客观权重，制定质量提高策略，旨在进一步提高钢筋混凝土旧工业厂房改造中粘钢加固的质量。基于此，本文以某“U”形旧工业厂房改造项目为例，简要分析了粘钢加固质量的主要影响因素。实施具体对策后，该项目粘钢加固一次合格率由原来的 85.2%提高至 96.25%。笔者希望本研究能够为同类型改造项目提供借鉴。关键词：旧工业厂房；改造项目；粘钢加固；质量控制基金课题：陕西省重点研发计划项目“工业建筑遗产结构加固体系优化研究”（项目编号：2021GY-186）。行业聚焦582023/04REAL ESTATE WORLDCMCA 40012017）、混凝土结构加固设计规范（GB 503672013）等标准或规范,在实地调研的基础上,应用 4M1E 法（如人员、机械、材料、方法、环境等因素分析法）展开分析,并在综合考虑钢筋混凝土旧工业厂房改造项目中钢板制作加工、厂房结构变形观测等因素的影响后,增加了测量方面的评价指标,即将人员、机械、材料、方法、环境和测量等六个方面作为一级评价指标（见表1）。2 钢筋混凝土旧工业厂房改造中粘钢加固质量评价指标权重分配本文在充分考虑钢筋混凝土旧工业厂房自身结构特性和粘钢加固技术的基础上,综合多个质量影响因素确定相关评价指标。为避免对评价指标进行无权重的叠加计算及人为因素导致评价误差,本文采用源于信息熵理论的熵权法来计算评价指标的权重。8熵权法是一种客观赋权法,其利用同一指标数据的差异性进行计算和分析,进而确定评价指标的权重。9计算过程：假设有m个评价主体,n个评价指标,组成原始数据矩阵Aij（i=1,2m；j=1,2n）。（1）由于各项评价指标的统计口径和数据属性不同,因此笔者对其进行了标准化处理,得出：正向指标：（2）负向指标：（3）标准化处理后,原始数据矩阵Aij记为Bij：（4）表 1钢筋混凝土旧工业厂房改造项目中粘钢加固质量评价指标体系目标一级评价指标二级评价指标评价内容钢筋混凝土旧工业厂房改造中粘钢加固质量评价 A人员 B1项目人员技能水平 C1项目人员对本职工作的胜任能力技术交底 C2各部门技术交底是否到位项目人员组织机构管理 C3项目组织机构管理及人员安排是否规范机械 B2结构表面清理机具 C4结构表面清理机具的选择是否合适作业架体搭设 C5作业架体搭设是否会影响工人施工结构检测、监测设备 C6结构检测、监测设备是否满足配置标准材料 B3粘钢厚度 C7粘钢厚度是否达到最佳3原混凝土构件裂缝 C8原混凝土构件表面炭化、开裂、脱落等症状严重程度钢筋强度退化 C9钢筋有效截面的损坏程度如何胶黏剂选择及配制 C10是否选择合适的品种及配制方法钢板防腐防火涂料 C11结构构件加固后,是否使用水泥砂浆抹面方法 B4黏结面清洁度 C12黏结面清洁度是否达标黏结界面粗糙度 C13黏结界面粗糙度和胶黏剂的适配度如何加固部位加压固定 C14固化压力范围是否处在 0.05 MPa 0.1 MPa钢板锚固长度 C15钢板锚固长度是否符合设计要求卸载措施 C16卸载过程中力的传递是否平稳环境 B5原有结构构件约束 C17对施工作业面的影响程度如何黏结面的干燥度 C18含水率是否超过 6%施工温度 C19最佳固化温度是否处于 10 30 周围建筑物 C20周围建筑物受改造加固的影响程度如何测量 B6钢板制作加工尺寸 C21钢板制作加工尺寸与设计尺寸的误差是否控制在 3 mm钢板黏结部位测量放线 C22钢板黏结部位的测量放线是否定位准确厂房结构变形观测 C23加固过程中是否对厂房结构造成扰动行业聚焦房地产世界2023/0459第j项评价指标下第i个评价主体占该评价指标的比重pij为：（5）第j个评价指标的熵值为：（6）第j个评价指标的差异性系数为：（7）第j个评价指标的权重为：（8）3 粘钢加固技术在实际案例中的应用3.1 项目概况本文以某文化艺术中心项目的图书馆为研究对象展开分析。该文化艺术中心项目为“五馆合一”项目,它由音乐厅、科技馆、群众艺术馆、图书馆、青少年活动中心五个主要功能区组成,是一座综合性文化建筑。其中,图书馆是由一座“U”形旧厂房改造而成的,该旧厂房始建于 1989年,结构形式为钢筋混凝土框架结构。经检测鉴定及设计分析后,承建方确认该旧厂房的局部结构需要采用灌胶粘钢技术进行加固,预计使用粘钢 6852 块,合计粘贴面积约 1370 m2。经实地考察调研,笔者发现该省有五个同类粘钢加固工程,其中粘钢加固一次合格率仅为 85.2%。为有效提高粘钢加固一次合格率,本文就影响粘钢粘贴质量的关键指标和解决对策展开深入研究。3.2 评价指标权重分配在对此类项目的粘钢加固质量进行调研期间,笔者共计发放 50 份调查问卷,收回 43 份有效问卷。问卷的主要调查对象为旧工业厂房改造加固工程的研究人员,以及参与该旧厂房改造加固工程的“五方”（建设单位、勘察单位、设计单位、施工单位、监理单位）人员。在定性变量测量环节,本文采用的是李克特的 5 级量表。笔者根据该旧厂房加固质量测量变量的取值范围进行打分。其中,1 分=几乎没有影响,2 分=较小影响,3 分=一般影响,4 分=较大影响,5 分=很大影响。另外,笔者对相关定量指标进行了基础数据统计,并对其进行标准化处理,最终计算出各评价指标的权重（见表 2）。由表 2 可知,在该项目中,对钢筋混凝土旧工业厂房改造工程的粘钢加固质量影响较大的一级评价指标有方法、人员和材料（WB4=0.20,WB1=0.18,WB3=0.18）。这在一定程度上反映出钢筋混凝土旧工业厂房投入使用时间较长,主体结构的部分构件遭到了不同程度的损坏。在施工人员技术水平参差不齐、粘钢加固施工技术较为复杂、技术成熟度有待提高等不利条件下,整个项目管理协调的难度明显增大。此外,在人员方面,技术交底呈现较为显著的正向影响关系（WC2=0.36）。考虑到旧厂房改造工程中粘钢加固流程较为烦琐,并且众多参建单位在施工期间需要交叉作业,笔者建议各参建单位对粘钢加固施工队伍进行技术指导。在材料方面,胶黏剂选择及配制对粘钢加固质量控制的影响最大（WC10=0.24）。需要注意的是,不同品种的胶黏剂在旧厂房主体结构的材料表面呈现出不同的黏结性能,而在胶黏剂配制过程中适量添加外加剂,如增韧剂、抗氧化剂等,能够实现最佳的黏结效果。在方法方面,黏结界面粗糙度是粘钢加固质量控制的关键指标（WC13=0.23）。在混凝土构件经修整露出骨料截面后,施工人员还应及时打毛或者涂刷界面剂。必要时,施工人员可以使用凿毛机在待处理界面凿出沟槽,同时保证黏结界面具有一定的粗糙度,以确保原构件与钢板能够黏结牢固。3.3 建议与结果该“U”形旧厂房是一座废弃十余年的轻工业建筑,经功能转型升级为综合性文化建筑。而对于该旧厂房改造项目和粘钢加固施工技术的交互融合,笔者的建议主要归纳如下。（1）新旧界面的粗糙度是粘钢加固施工技术的关键控制点,施工现场若沿用传统錾除方法进行打磨,难以达到理想效果。因此,笔者建议施工人员使用新型无尘打磨机,以有效剔除原结构表面的缺陷部分,保证钢板表面粗糙度的均匀性。此外,经现场试验,在粗糙度控制精度方面,新型无尘打磨机为 1 mm 4 mm,传统錾除方法为3 mm 9 mm。（2）该项目宜制定“纵向到底、横向到边”责任制,设立以项目经理、技术负责人、专业技术人员和总监为首行业聚焦602023/04REAL ESTATE WORLD的质量管理组。质量管理组主要负责人与各专业技术负责人主要负责研判质量管理的薄弱点,有针对性地制定应对策略。项目正式实施后,笔者对粘钢加固质量进行了现场跟踪调查,共计取样 400 处,质量不合格的共计 15 处,分别为黏接面粗糙 6 处、加工钢板预钻孔 4 处、梁截面尺寸3 处、胶黏施工 1 处、其他 1 处,合格率为 96.25%。总体来说,粘钢加固施工技术在该项目中取得了良好的应用效果。在质量方面,粘钢加固一次合格率由 85.2%提高到96.25%,返工率大幅降低；在经济效益方面,该项目的粘钢面积约 1370 m2,粘钢综合单价为 650 元/m2,间接减少经济投入 98 845.5 元；在工期方面,该项目的施工周期由原计划的 70 天缩短到 65 天。4 结语综上所述,本文基于粘钢加固施工技术,结合钢筋混凝土旧工业厂房改造项目的特性,从人员、机械、材料、方法、环境和测量等六个方面出发,建立了钢筋混凝土旧工业厂房改造中粘钢加固质量评价指标体系,并应用熵权法确定了关键质量评价指标。结合旧工业厂房改造项目实例,本文得出“在方法方面,黏结界面粗糙度是粘钢加固质量控制的关键指标；在材料方面,胶黏剂的选择及配制对粘钢加固质量控制的影响较大”等结论。经现场验证,承建方根据主要质量评价指标实施具体对策后,粘钢加固一次性合格率由原来的 85.2%提高至 96.25%。这不仅有效节约了建设成本,还降低了返工率,缩短了施工周期。参考文献：1 宋奕潮.某既有钢筋混凝土单层工业厂房加固方法比较研究 D.西安:西安建筑科技大学,2014.2 武乾,李娜,王力,等.钢筋混凝土旧工业厂房主体改造加固的风险耦合研究J.安全与环境学报,2020,20(05):1661-1667.3 张波.钢筋混凝土框架节点抗震加固的研究进展 J.震灾防御技术,2016,11(02):306-313.4 贺学军,周朝阳.粘钢加固钢筋混凝土结构粘结性能影响因素的研究 J.建筑技术,2002,33(12):892-893,906.5 刘定果.关于建筑加固施工中植筋工程与粘钢工程的几点问题 J.四川建筑科学研究,2015,41(03):245-246.6 鲍安红,黎桉君,黄唯.胶层厚度对梁底粘钢加固的剥离影响仿真研究 J.工程抗震与加固改造,2015,37(05):41-44.7 SATHEESHKUMAR V,NARAYANAN R G.Forming performance of adhesive bonded steel sheets reinforced with metallic wiresJ.Welding in the World,2015,59(6):883-900.8 朱新婷,吴彩燕,谭秋焰,等.基于熵权法的滑坡危险性评价以贵州省晴隆县为例 J.桂林理工大学学报,2022,42(01):100-108.9 武乾,孙俊娜,王力,等.旧工业厂房改造施工安全风险研究 J.建筑经济,2020,41(04):70-75.（作者单位：李娜，榆林学院基本建设处；冯建龙，鄂尔多斯伊金霍洛国际机场机电信息保障部）表 2评价指标的权重一级评价指标权重二级评价指标权重一级评价指标权重二级评价指标权重人员 B10.18项目人员技能水平 C10.34方法 B40.20黏结表面清洁度 C120.22技术交底 C20.36黏结界面粗糙度 C130.23项目人员组织机构管理 C30.30加固部位加压固定 C140.19机械 B20.15结构表面清理机具 C40.35钢板锚固长度 C150.19作业架体搭设 C50.32卸载措施 C160.17结构检测、监测设备 C60.33环境 B50.14原有结构构件约束 C170.24材料 B30.18粘钢厚度 C70.19黏结面的干燥度 C180.26原混凝土构件裂缝 C80.20施工温度 C190.27钢筋强度退化 C90.21周围建筑物 C200.23胶黏剂选择及配制 C100.24测量 B60.15钢板制作加工尺寸 C210.35钢板防腐防火涂料 C110.16钢板黏结部位测量放线 C220.31厂房结构变形观测 C230.34