基于可靠性的建筑再利用技術(shù)研究

施 峰

（南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院船舶與海洋工程系，江蘇 南通 226010）

基于可靠性的建筑再利用技術(shù)研究

施 峰

（南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院船舶與海洋工程系，江蘇 南通 226010）

文章主要從目前建筑結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀及未來(lái)建筑結(jié)構(gòu)保護(hù)的角度分析了建筑再利用的可行性及前景發(fā)展，對(duì)比一些發(fā)達(dá)國(guó)家的再利用技術(shù)并結(jié)合目前計(jì)算機(jī)參數(shù)化手段從歷史、經(jīng)濟(jì)、文化保護(hù)等方面得出相應(yīng)的再利用技術(shù)策略。

再利用；可靠性；經(jīng)濟(jì)

0 引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)新建了大量的建筑結(jié)構(gòu)，但也有越來(lái)越多的結(jié)構(gòu)物面臨著接近或超過(guò)設(shè)計(jì)使用年限的情況，對(duì)于這類(lèi)建筑我們就需考慮其后續(xù)使用的問(wèn)題，對(duì)于大多數(shù)結(jié)構(gòu)而言，到達(dá)設(shè)計(jì)使用年限并不意味著結(jié)構(gòu)的破壞，只是其可靠性在動(dòng)態(tài)降低。國(guó)內(nèi)外很多建筑結(jié)構(gòu)通過(guò)合理的維護(hù)保養(yǎng)，有的使用了幾百上千年至今屹立不倒。也就是說(shuō)，通過(guò)結(jié)構(gòu)加固，功能改造等手段，可以延長(zhǎng)建筑的使用年限，這對(duì)于目前城市化水平不斷提高的中國(guó)，尤其像北京、上海等特大城市有著十分重要的意義，以北京為例，由于土地資源的供應(yīng)量相對(duì)有限，北京新建建筑數(shù)量已經(jīng)極度萎縮，后期將快速轉(zhuǎn)入建筑再利用階段。

1 建筑再利用技術(shù)的現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外再利用技術(shù)的發(fā)展

國(guó)外對(duì)于建筑再利用的研究已經(jīng)有相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，并且已經(jīng)形成和比較合理的理論和操作體系，其研究的重點(diǎn)主要集中在建筑的還原、修繕、加固及功能改造上，對(duì)于不同的建筑結(jié)構(gòu)，如木結(jié)構(gòu)、石結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等均有具體完整的研究成果，對(duì)于再利用技術(shù)而言，不僅要研究其結(jié)構(gòu)本身，還要從力學(xué)、美學(xué)、環(huán)境保護(hù)學(xué)、材料學(xué)等方面綜合進(jìn)行分析其可行性。

1.2 國(guó)內(nèi)再利用技術(shù)現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)的建筑再利用技術(shù)并沒(méi)有形成完整的理論體系，主要集中在具體的操作層面上，如對(duì)于古建筑的修復(fù)，建筑的整體移動(dòng)，建筑的功能改造等，但隨著建筑再利用數(shù)量的不斷增加，技術(shù)的不斷成熟，國(guó)內(nèi)有很多高校和學(xué)者在從事建筑再利用理論和實(shí)踐的研究，其研究水平也在不斷提高，逐漸接近并趕上其他發(fā)達(dá)國(guó)家。

2 結(jié)構(gòu)可靠性分析

2.1 可靠性在再利用技術(shù)中的地位

建筑結(jié)構(gòu)可靠性是用來(lái)描述建筑結(jié)構(gòu)安全性、適用性和耐久性的參數(shù)，對(duì)于建筑來(lái)說(shuō)都要求建筑結(jié)構(gòu)在正常設(shè)計(jì)、正常施工和正常使用的條件下達(dá)到一定的使用年限，因此對(duì)可靠性的研究就顯得非常關(guān)鍵，由于建筑材料本身的屬性問(wèn)題，一般的建筑在經(jīng)歷一段時(shí)間的使用后都會(huì)出現(xiàn)老化，強(qiáng)度降低，外觀陳舊等問(wèn)題，對(duì)于可靠性的分析就是要確定這些變化會(huì)不會(huì)對(duì)建筑的使用產(chǎn)生影響，從而采取合適的措施進(jìn)行處理。比如在我們常見(jiàn)的古建筑保護(hù)中，專(zhuān)家會(huì)對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)估，同時(shí)結(jié)合其歷史價(jià)值和外觀要求確定合適的建筑修復(fù)手段和方法，這其中還要考慮材料變化的問(wèn)題，尤其是年代久遠(yuǎn)的古建筑一般會(huì)采用木結(jié)構(gòu)甚至石結(jié)構(gòu)，對(duì)這類(lèi)建筑的恢復(fù)就要結(jié)合古代和現(xiàn)代的特點(diǎn)，使其既能恢復(fù)歷史原貌，同時(shí)也不會(huì)顯得過(guò)于現(xiàn)代從而喪失了歷史價(jià)值。

2. 2 可靠性的分析方法

建筑可靠性的影響因素很多，如材料強(qiáng)度、環(huán)境、使用情況、荷載、施工誤差、設(shè)計(jì)缺陷等，所以要用一個(gè)參數(shù)去分析結(jié)構(gòu)可靠性比較困難，國(guó)外通用的方法基本采用概率法來(lái)進(jìn)行評(píng)估，因此要確定各個(gè)影響因子所占的比重，同時(shí)由于各個(gè)因子發(fā)生的概率各不相同，所以要以隨機(jī)事件來(lái)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，需要用概率論、隨機(jī)事件及數(shù)理統(tǒng)計(jì)進(jìn)行研究，1965年美國(guó)自動(dòng)控制專(zhuān)家Zadeh提出了模糊數(shù)學(xué)概念，對(duì)于模糊環(huán)境下的模糊性均可采用這個(gè)方法進(jìn)行分析。

3 建筑再利用應(yīng)用方法

（1）建筑復(fù)原。建筑復(fù)原是建筑再利用中比較常見(jiàn)的一種措施，尤其對(duì)于古建筑，戰(zhàn)后損毀的建筑，自然災(zāi)害等造成的損壞等進(jìn)行復(fù)原數(shù)量較多，對(duì)于建筑的復(fù)原要求比較高，一般要求有詳細(xì)的歷史資料，使用原材料、原工藝、原外形進(jìn)行復(fù)原，由于考慮到很多建筑的歷史地位和價(jià)值，對(duì)于建筑的復(fù)原各國(guó)都是不遺余力進(jìn)行，我國(guó)在這方面也做了很多這樣的工作，我國(guó)在上世紀(jì)三四十年代經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間的戰(zhàn)爭(zhēng)，很多的建筑遭到了毀滅性的損壞，因此在建筑復(fù)原方面我國(guó)每年都投入巨大的人力物力財(cái)力進(jìn)行，同時(shí)各種新的技術(shù)也在不斷的摸索和改進(jìn)。

（2）建筑保護(hù)。建筑保護(hù)主要是針對(duì)現(xiàn)存的價(jià)值較高的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行的，建筑保護(hù)不僅要延續(xù)其基礎(chǔ)性的結(jié)構(gòu)、外觀、功能，還要延續(xù)其歷史價(jià)值和藝術(shù)價(jià)值。建筑保護(hù)一般要求使用傳統(tǒng)工藝，但也可以適量加入新工藝。如對(duì)故宮的保護(hù)工作，我國(guó)文物工作人員進(jìn)行了非常細(xì)致的保護(hù)，在保證其歷史價(jià)值的基礎(chǔ)上也適當(dāng)增加了現(xiàn)代的元素，從而滿足現(xiàn)代人參觀、游覽的要求。

（3）建筑更新。建筑更新是指既有建筑已無(wú)法滿足使用要求，從而對(duì)其進(jìn)行加固、加建、改造等等措施。更新在我們生活中比較常見(jiàn)，對(duì)于方法的要求也根據(jù)不同的建筑要求也不相同，在實(shí)施中可以采用傳統(tǒng)工藝，也可以采用現(xiàn)代工藝，對(duì)于材料的選擇范圍也相對(duì)較寬。其中加固技術(shù)應(yīng)用最多，范圍也最廣。加固技術(shù)是建筑更新中使用最多的一種技術(shù)，其應(yīng)用范圍可以是古建筑也可以是現(xiàn)代建筑，可以是任何的建筑材料，只要符合加固的要求都可以進(jìn)行，在加固過(guò)程中首先要進(jìn)行結(jié)構(gòu)承載力分析、材料檢測(cè)、力學(xué)性能分析等工作，從而完成對(duì)建筑的評(píng)估，在此基礎(chǔ)之上還要確定加固的方案，在制定方案的時(shí)候要綜合考慮其施工工藝、造價(jià)、施工周期及后續(xù)使用等問(wèn)題。加建是指在原結(jié)構(gòu)進(jìn)行擴(kuò)展，從而滿足新的使用要求，對(duì)建筑加建而言首先要考慮承載力的問(wèn)題，新建筑的承載力必須要滿足結(jié)構(gòu)承載力設(shè)計(jì)要求。在此基礎(chǔ)上完成對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展，一般加建的建筑比例相較原結(jié)構(gòu)較小，只起到擴(kuò)展使用功能的作用。改造是指對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行更改，改變其結(jié)構(gòu)和使用功能，對(duì)于這樣的工作一般都有相應(yīng)的規(guī)劃要求，同時(shí)要考慮成本、使用功能、環(huán)境等因素的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

建筑再利用是一個(gè)價(jià)值很高的研究課題，它關(guān)系到建筑的各種價(jià)值和使用年限。在目前的社會(huì)環(huán)境中，對(duì)于建筑的再利用可以通過(guò)現(xiàn)代化的手段，如各種新儀器及相關(guān)的計(jì)算機(jī)軟件幫助我們進(jìn)行相關(guān)的工作，在城市化水平不斷提高的今天，建筑再利用不僅能夠保護(hù)有歷史價(jià)值的建筑，同時(shí)也可以改善我們的生活環(huán)境，為社會(huì)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

［1］陸地.建筑的生與死——?dú)v史性建筑再利用研究［M］.東南大學(xué)出版社，2004.

［2］劉敦楨，中國(guó)古代建筑史［M］.中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1984.

［3］林文建，安全評(píng)價(jià)方法在建筑中的應(yīng)用［J］.重慶大學(xué)，2007.

［4］建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) GB50068-2001S［S］.中華人民共和國(guó)建部，2002.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.111