干货丨浅谈既有建筑结构改造加固设计方法（一）

浅谈既有建筑结构改造加固设计方法（一）

工程师系统综述

王锁军

我喜欢系统的写结构技术类的文章。比如《浅谈建筑结构抗震概念》和《地基地基设计思考与实践》《结构稳定问题》等都是系统的论述这个领域的技术。但系统是个大问题，汗牛充栋的技术资料手册和规范，你一介结构师何敢言“系统”二字？

我给大家解释一下，我所谓的系统准确的讲应该叫“工程师系统”，也就是工程师如何系统的理解和应用这些浩瀚的资料。如果定位于理解这个范畴，把这些庞杂的知识当成有机联系的一个整体并抽茧剥丝般的归纳出一个主干是有可能的。这个系统既不是大学几十门课程教材的知识系统，也不是规范系统（规范没有整体系统，只是技术应用条款归类罗列），也不是以规范为圭臬的注册考试系统，是工程师自己头脑中的系统。

举一个《地基基础设计思考与实践》中的例子。工程师理解了太沙基有效应力、土体有效抗剪强度及太沙基地基极限承载力（承载力特征值的来源）原理（如下图）， 就会对规范的地基承载力修正问题的浮重度很容易正确理解与应用了。

但是且慢，规范为什么没有对承载力特征值本身有水、无水情况有所区别呢？在《地基基础思考与研修班》的课程上，讲到这里时有学员提出了这个问题，而这也是我曾经思考和尝试找到答案的问题。我查阅有关资料后对之理解是：有水、无水的区别无论试验室和现场载荷试验很难做到准确的数据，所以规范参考国际通常做法不做区分，而规范设计时的各种安全系数、提高可靠度的分项系数已经包含了这个差别。我在思考这个问题的时候，恰好读到了清华大学宋二祥教授的一篇文章，就是研究有水时的地基承载力特征值，质疑规范没有考虑有水时带来的不利影响，提供了一大堆的数据。这说明了我们工程师系统就这个问题限定在理解有效应力、太沙基承载力等原理、保留对规范的质疑，但不影响使用规范的范围内。所以工程师系统既不是宋老师的研究系统，也不是完全是规范的技术应用系统，而是在这两个系统中建立起来的一个桥梁，以便正确理解和应用规范。

那既有建筑结构的改造和加固的工程师系统又是什么呢？

中国建设发展几十年，工程师们已经习惯了新建建筑的设计方法，虽然很多人未必建立起我所谓的工程师系统，但至少很多工程师认为自己是具有这个系统的。

中国经济发展到这个阶段，既有建筑更新改造将越来越多，相对于新建建筑的设计方法，很多工程师都承认对既有建筑改造设计方法还没有形成一个相对清晰的体系。这个文章系列就是尝试理清它，虽然不一定达到这个美好的目的，但只要努力了就会有收获。

我写文章并不是像很多专家那样，自己头脑中已经有了内容，只是用文字把它表达出来而已。我的系统是长期思考实践后在头脑中模模糊糊的存在了，但很不清晰，通过写文章逼迫自己逻辑地归纳出这个系统，所以文章写作也是自我学习提高完善的过程，需要查阅大量的资料和思考。我的几个系列文章发布后，很多朋友的留言无论是赞赏还是批评建议都是我很好的学习思考的素材。

本系列不会有新设计技术和方法，这些技术和方法大家几乎都可以从现有的资料和规范中找到来源，我只是用不同的表达方式归纳和描述了一下而已，我觉的对这些庞杂的资料和规范进行系统归纳描述是很有必要的。

既有建筑的设计与新建最大的区别是既有建筑改造。新建建筑是业主对建筑师明确了一个建设目的后，各专业本着这个目的“无中生有”的设计并和建造者一块创造出来。而既有建筑的改造的目的不是无中生有，而是“有中生新有”。如果我们把无中生有的手段方法看作“一”个“无穷大”的话，那这个“有”中生“新有”就是在“无穷”中生出“新的无穷”。

1：工程师（建筑师）接受设计任务之前，首先要大概了解既有建筑概况、业主的目的，这比单纯新建建筑的目的多了N多个可能。

设计师首先需要宏观判断在这个既有建筑上完成这个目的有多大可能性，我称之为“两相面”，即“相既有建筑的面”（实地观察建筑、了解建筑的建成年代和结构形式）和“相建设方的面”（和业主初步的交流，了解业主的目的）。“两相面”就是对这个可能性做宏观判断，这是非常复杂和重要的，需要设计师有丰富的经验和综合判断能力。

比如有个业主说他租下了一个厂房，想尽量投资较少的改建成幼儿园，希望我前期配合一下，设计时一定委托给我。我当即礼貌的拒绝了。改造成幼儿园不是不可能，而是这种可能性很小，技术难度非常大是一个方面，其它未知的因素可能更多。目前北京是支持其他类型建筑改幼儿园之类的，但是要先教委批准办园，然后规划上会，然后上政府会，都通过后，再设计出图，多规合一审查。这里面技术的因素很少，其它的和设计师无关因素每一项都有一票否决权，设计师免费陪着业主在求证这种可能性多大的时候，会付出巨大的劳动。如果设计师能够得到求证这些可能性付出的劳动费用，自然是可以干的，但很多时候这个都属于前期跟踪，没有费用。

其实在此之前业主也需要判断，但很多业主因为没有技术背景，缺失一环，虽然久经商海，也可能造成投资失误。设计师没有综合判断能力，会造成前期工作甚至设计进行过程中半途而废。

2：经过综合判断认为可行，可以进入下一步时，一般还不能签署设计合同，需要了解建筑的详细情况，初步确定可行性方案后，才能确定工作量，商定合同。

了解建筑的详细情况需要以下资料：

（1）原设计建筑、结构图纸（很多情况没有）；

（2）建筑的检测、鉴定报告（对于新规范实行后近些年建设的建筑，有竣工验收资料时也可以不需要检测、鉴定报告）。

对需要进行监测、鉴定的建筑，结构师根据业主的改造目的向勘察单位提出监测、鉴定任务书就是非常必要得一个环节，缺少了这个环节，检测鉴定报告未必能达到设计要求的内容，有的内容没必要，有的少了或深度不够。

3：研究确定改造加固方案，进行初步设计。

4：施工图设计，是否进行是施工图审查也是个很关键的因素。

我的其它的系列文章基本是纯技术的，但这个系列不可避免的有一些技术之外内容，比如第一步的“两相面”，技术是一个方面，更重要的是其它综合因素，如上文提到的工业建筑改为幼儿园的建设程序等。新建建筑也当然也需要前期建设程序，但设计师（主要是建筑师）对这些已经很熟悉了，一般不会存在很大的风险，但既有建筑的改造不可预测的因素要多的多，几乎每一个项目的技术因素和非技术因素都纠缠在一起，所以不可能单纯的谈技术。

注：因为涉及到既有建筑检测、鉴定内容，检测不属于结构设计行业，对检测鉴定我知识有限，缺少实践经验，该部分内容将和中质华兴（北京）工程监测鉴定有限公司技术负责人郭奇合作完成。