民国建筑钢筋混凝土结构检测鉴定及加固技术.pdf

第 4 4 卷第 2 期 2 0 1 3 年 2月 Vo 1 4 4 No 2 F e b 2 01 3 建 筑 技 术 Ar c h i t e c t u r e T e c h n o l o g y 1 5 3 民国建筑钢筋混凝土结构检测鉴定及加固技术 淳 庆，周 琦 ( 东南大学城市与建筑遗产保护教育部重点实验室， 2 1 0 0 9 6 ， 南京) 摘要： 结合南京某民国建筑钢筋混凝土结构加固实例 ，较全面地分析了钢筋混凝土框架结构类型的民 国建筑在加固设计中应考虑的关键问题 ， 包括检测鉴定 、 计算分析、 基础加固、 墙体加固、 混凝土构件加固及抗 震构造加固等， 并提出了有效的解决办法。 关键词： 民国建筑； 钢筋混凝土框架结构； 加固； 检测鉴定 中图分类号： T U 7 4 6 - 3 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 0 4 7 2 6 ( 2 0 1 3 1 0 2 0 1 5 3 0 4 I NS P EC TI ON A ND REI NF ORCE MENT T ECHNI QUES F OR RE I NF ORC ED CONCRETE S TRUCTI J RE OF REPUBLI CAN PERI oD BU DI NG CHUN Qi n g，ZH OU Qi ( Ke y L a b o f Ur b a n& Ar c h i t e c t u r a l H e ri t a g e C o n s e r v a t i o n ，Mi n i s t r y o f E d u c a t i o n ，S o u t h e a s t U n i v e r s i t y 2 1 0 0 9 6 ， N a n j i n g ，C h i n a ) A b s t r a c t ： B a s e d o n s t r e n g t h e n i n g p r o j e c t o f a r e i n f o r c e d c o n c r e t e b u i l d i n g c o n s t r u c t e d d u ri n g t h e p e ri o d o f t h e R e p u b l i c o f C h i n a i n N a n j i n g ， s o m e k e y p r o b l e m s i n s t r e n g t h e n i n g d e s i g n o f r e i n f o r c e d c o n c r e t e f r a m e s t ruc t u r e s b u i l t d u ri n g t h e p e ri o d o f t h e R e p u b l i c o f C h i n a a r e r o u n d l y d i s c u s s e d ，i n c l u d i n g me t h o d s o f t e s t i n g a n d a p p r a i s e me n t ， c o mp u t i n g a n d a n a l y z i n g ， f o un d a t i o n r e i n f o r c e me n t ， b ric k wa l l r e i n f o r c e me n t ， c o n c r e t e me mb e r s r e i nfo r c e me n t a n d s e i s mi c r e i nfo r c e me n t ， e r e S o me e f f e c t i v e me t h o d s a r e i n t r o d u c e d t o s o l v e t h e p r o b l e ms Ke y wo r d s ：r e p u bl i c a n p e rio d b u i l d i n g； r e i n f o r c e d c o n c r e t e fra me s t r u c t u r e ：，s t r e n gth e n i n g ； d e t e c t i o n a n d i d e n t i fiC a t i o n 南京中山东路1 号于1 9 3 5 年7 月竣工，其前身是交 通银行南京分行， 现为工商银行南京市中山支行。 该建 筑物坐北朝南 ， 长约3 5 4 m， 宽约3 1 5 m， 建筑面积约 3 0 0 0 m 。主体结构3 层， 为钢筋混凝土框架结构， 楼屋 面为现浇钢筋混凝土。1 层和2 层高4 3 0 m， 3 层高5 8 2 m。 该建筑物中部设有矩形采光井， 其1 ， 2 层挑空 ， 3 层 处有横梁结构， 4 层以上现有两坡顶天窗。建筑物西南 角和东北角各有1 个钢筋混凝土楼梯。 该建筑物是南京 民国建筑的优秀代表， 具有很高的建筑艺术价值， 其平 面布局 、 立面比例造型、 施工工艺、 细部装饰处理均呈 现出雄浑细致的建筑美感，对当代研究民国建筑具有 重要价值( 图l ，2 ) 。 业主单位决定将其功能转变为工商 银行财富中心， 同时规划出展览和公共使用空间。 1 检测鉴定 该建筑物使用至今已近8 0 年，远超出现行国家设 收稿 13期 ： 2 0 1 2 1 0 1 5 基金项 目： 国家自然科学基金重点项目( 5 1 1 3 8 0 0 2 ) ； 江苏省建设厅科技 项目( J S 2 0 1 1 J H 0 2 ) ； 浙江省文物局2 0 1 0 年度科研项目 作者简介 ：淳庆 ( 1 9 7 9 一 ) ，男，江苏南京人，副教授 ，博士 ， e m a i l ： C q n j 1 9 7 9 1 6 3 c o rn 图1 南京中山东路l 号现状 I 一 一 ； f L L 厂 _j J i I l l 一 l l r r f 。 l J ! m - _ - - I 图2 南京中山东路1 号1 层平面示意 2 0 1 3 年 2 月 淳庆， 等 ： 民国建筑钢筋混凝土结构检测鉴定及加固技术 1 5 5 ( 3 )可读性原则。保留文物建筑的可读性是延拓 文物建筑文化价值的重要工作，发掘文物建筑的历史 故事， 尽量保留文物建筑的材料、 部件 、 施工以及安装 方法。 ( 4 )最小干扰原则。 在做到加固充分可靠、 有效治 本的前提下， 减少其他不必要的加固措施， 减少加固对 原建筑干扰。 2 2 加固内容 根据加固设计原则和现场检测鉴定结果，对各加 固方案进行比较选择， 针对不同构件加固补强要求。 采 用优化的加固方法， 以满足建筑物各项功能要求。 2 2 1 基础加 固 该建筑物框架柱基础均为钢筋混凝土独立基础， 内外填充墙基础均为大放脚基础。考虑到本次加固修 缮过程中， 将该建筑物一 一 三层楼面洞口 填 补， 因此， 对中间框架柱而言， 竖向荷载增大， 故采用钢 筋混凝土增大截面法进行基础加固，以提高基础的承 载能力。 对于外围框架柱而言， 由于楼面和屋面的使用 荷载并未增大 。且采用上部结构加固方法对结构重量 增加不大， 又考虑到地基经过7 0 多年压实， 地基承载力 有所提高， 因此， 地基承载力满足要求， 基础无须大范 围加固处理， 仅对填充墙大放脚基础进行加固即可。 采 用新增钢筋混凝土条形基础的方法，以提高填充墙基 础 的整体性( 图6 ) 。 空 1 2 3 0 o 梅花 形 布置 I f 堪 I 、 l U一 2 2 o o L L L 亚 l 2 譬 ( b ) 索混凝土垫层 图6 基础加 固示意 ( a ) 框架柱独立基础； ( b ) 填充墙大放脚基础 2 2 2混凝 土梁柱 加 固 对于混凝土梁柱构件，由于该建筑物混凝土强度 等级仅相当于c 8 ， 且梁柱构件的碳化深度均已超过混 凝土保护层厚度，内部钢筋均已开始出现不同程度锈 蚀。 且在梁柱节点核心区未设置水平箍筋。 节点核心区 抗震性能薄弱。因此， 须对其进行加固处理， 采用钢筋 混凝土增大截面法对梁柱构件加固。 在梁柱节点核心 区增设加密水平箍筋，以提高构件和节点的承载能力 和耐久性能。 为最大限度保存文物建筑本体淑 将梁柱 构件表面混凝土保护层凿除， 露出箍筋和纵筋， 进行钢 筋表面除锈处理后， 采用加固型混凝土进行浇筑， 该加 固材料具有早强高强、 自流态免振捣 、 微膨胀无收缩 、 耐久 生 和耐侯 生好、 低碱耐蚀的优点 ， 能满足较小的浇 筑尺寸要求( 图7 ， 8 ) 。 U I I ： 】 一 一 鲁 _ I n 3 0 0 ： 拉筋4 ) 1 0 4 0 0 n 螺 1 00 2 o0_J I 是 l 1 一 图7 混凝土梁加固示意 J GZ 一 1 6 6 0 x 6 6 0 1 0 1 0 0 2 0 0 1 2 垂l 8 M 5 6 缸 0 c t 6 0 图8 混凝 土柱加 固示意 2 2 3混凝 土板 加 固 对于混凝土板构件，一方面混凝土强度等级仅相 当于c 8 ， 碳化深度基本等同于板的厚度， 板筋已开始 出现不同程度锈蚀； 另一方面混凝土板筋构造不合理， 仅为单层双向布置。因此，采用置换法对混凝土板加 固， 双层双向配筋 ， 以提高板的承载能力、 耐久性能和 构造合理性。对原楼板采用静力无损切割的方法进行 拆除， 确保对相邻结构不产生损坏。在拆除施工时， 板 与混凝土梁交接处保留部分原板筋。长度为3 0 c m， 以 臣 0 1 5 6 建筑技术 第 4 4卷第 2 期 增加新老结构的连接性。新增板筋采用植筋的方式与 四周混凝土梁进行连接， 为确保植筋连接的可靠性， 植 筋胶须满足加固规范的A 级胶标准 ；须有化学成分报 告， 其化学成分应满足加固规范要求； 要求植筋胶的凝 固时间尽量短： 满足相应的耐火等级； 通过2 0 0 万次疲 劳试验检测： 通过动荷载测试和抗老化测试， 满足不少 于5 0 年耐久性的要求； 通过无毒性检测， 达到实际无毒 等级。 2 2 4 混凝土楼梯加 固 该建筑物的楼梯为钢筋混凝土梁式楼梯 ，梯面 为大理石梯面 ， 栏杆为铸铁栏杆， 均保留了原民国风 格。但由于混凝土强度较低， 内部钢筋锈蚀， 严重影 响到结构安全。因此 ， 须对其进行加固处理 ， 为不影 物 响楼梯的原有风貌 ， 对其下部进行加固处理 ， 采用钢 筋混凝土增大截面法进行加固处理，采用加固材料 同样为加固型混凝土( 图9 ) 。 壁盟堕鏖 嘲5 4 0 0 J 巫 童 l I 3 Q Q l 图9 混凝土楼梯加固示意 2 2 5 墙体加 固 该建 筑物外墙采用烧结粘土红砖和石灰砂浆砌 筑， 砂浆强度较低， 强度等级相当于M O 7 ， 且多处出现 碎砖现象。 外墙与框架主体构件之间未采取拉结措施 。 多片墙体出现渗水现象。因此， 在本次加固修缮中， 对 外墙采用单面钢筋网水泥砂浆抹面进行加固，一方面 提高了外墙的整体性和主体结构的可靠连接，另一方 面解决了外墙的渗水现象。为便于在门窗洞口内侧安 装石材门窗套和提高其安装效果，采用钢筋网水泥砂 浆抹面对墙体进行加固， 在距离门窗洞口8 c m 处停止， 采用钢板条封闭的方法进行洞口加强处理( 图1 0 ) 。 3 结语 南京中山东路1 号是较为典型的钢筋混凝土结构 类型的民国建筑，该类型的民国建筑不仅存在承载力 不足问题，而且存在混凝土碳化和内部钢筋锈蚀等耐 久陛问题。因此， 迫切需进行加固修缮， 笔者希望通过 ! 0 4 t2 4 q 1 4 0 ( a ) 拉结筋 l J l l 1 6 2 0 1 1 日 l l M 1 2 0 2 o o ( 单丽加固时， 采用 植筋技术， 植入深度1 8 0 ) ( 双面加固时， 采用对拉螺栓) Ml 2 o 2 o 0 f 单面加固时 采用 植筋技术， 植入深度1 8 0 ) ( 双面加固时， 采用对拉螺栓) ： I f I I I 二 一( 一： E舍二 i结一 一 一 。 0m 删。 。 ( d ) 图1 0 墙体加固示意 ( a ) 佣JJ 视 ； ( b ) t视 ； ( c ) 窗 ； ( d ) 门 对中山东路1 号加固设计的介绍。 能够给同行提供类似 工程加固设计方法参考 ( 1 )在加固设计前， 应对建筑物进行检测和鉴定， 为加 固设计提供依据。 ( 2 )在加固设计中，应充分考虑文物建筑加固的 原则要求， 选择符合文物保护原则下的技术可行 、 施工 方便和经济合理的加固方法。应在满足结构安全和功 能使用要求的同时， 尽可能保留和利用原构件， 并充分 发挥其潜能。 ( 3 )在加固设计中，应采取有效构造措施保证新 老结构之间实现可靠连接， 确保共同工作。 ( 4 )在加固方案中尽量使用无机材料，提高加固 后结构的耐久性。 参考文献 1 曹双寅， 邱洪兴 结构可靠性鉴定与加固技术I M 1 北京中国水利 水电出版社 2 0 0 1 2 G B 5 0 3 6 7 -2 0 0 6 ， 混凝： L 结构加固设计规范【 s 3 李瑞礼， 朱滨某近代保护建筑加固设 计与探讨 【 J J _ 建筑结构， 2 0 0 1 ， 3 1 ( 1 1 ) ： 5 4 5 6 4 3 工辉平， 朱金生等 历史建筑的修复和改建实践 上海豫园小世界 高级会所修缮探析 J lJ 建筑施工， 2 0 0 3 ， 2 5 ( 4 ) ： 3 0 2 3 0 5 【 5 灿峰武 汉市历史建筑结构诊断与修缮 r ： 法对策6 丹 究f D I 武汉： 华巾科技大学， 2 0 0 5 6 辛慧 琴意大利 古旧建 筑保护及 改造再利用 浅析 D 天津： 天津 大 学， 2 0 0 5 【 7 j 陈维伟_ l f 房改造中不同建筑结构抗震加固方法的 程实践 J 建 筑技术 2 0 1 0 ，4 1 ( 9 )