校舍裝修結(jié)構(gòu)安全的影響及方法
時(shí)間:2022-11-04 10:52:17
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【摘要】隨著高等職業(yè)教育規(guī)劃目標(biāo)的轉(zhuǎn)變,催生出大量老舊校舍需要裝修改造的現(xiàn)實(shí)需要。針對(duì)改造中容易出現(xiàn)的不規(guī)范施工問題,文章通過實(shí)例闡述影響建筑結(jié)構(gòu)安全的相關(guān)因素及解決問題時(shí)遇到的困難,最后對(duì)采用設(shè)計(jì)外包等解決方法做了探討。
【關(guān)鍵詞】校舍裝修;結(jié)構(gòu)變動(dòng);安全影響;設(shè)計(jì)外包
近年來,隨著高職院校招生規(guī)模的穩(wěn)定,教育基本建設(shè)的主要工作內(nèi)容也從大規(guī)模新校區(qū)建設(shè)轉(zhuǎn)變?yōu)樵谝延行^(qū)校舍的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能布局調(diào)整。從2015年開始,江蘇省教育基建財(cái)政撥款呈逐年下降趨勢(shì)[1],而《江蘇省“十三五”教育發(fā)展規(guī)劃》中要求:“期間要啟動(dòng)36個(gè)職業(yè)教育高水平示范實(shí)訓(xùn)基地項(xiàng)目,建設(shè)30個(gè)高職院校產(chǎn)教融合生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)基地”[2]。在上述背景下,各高校基建工作內(nèi)容中新建建筑比例在減小,老舊校舍改造占比逐步增大。筆者所在學(xué)校為國(guó)家示范性高職院校,2018年度校舍改造經(jīng)費(fèi)達(dá)到了800萬元,資金主要用于高水平示范實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)(在老舊校舍基礎(chǔ)上)、學(xué)生宿舍翻新、老校區(qū)校園環(huán)境改造等。實(shí)際工作中,大部分校舍改造由于功能布局的調(diào)整,需要對(duì)建筑平面布置進(jìn)行改造,改造過程中由于不規(guī)范裝修施工而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)安全問題頻頻出現(xiàn)。
1.常見結(jié)構(gòu)安全影響因素
常見結(jié)構(gòu)安全影響因素占比見圖1。1.1拆改承重墻和墻體開洞。因采光需要將走廊過道兩側(cè)墻體部分拆除(圖2),因?qū)嵱?xùn)基地改造、新設(shè)備進(jìn)入需要將原出入門洞改大改寬等(圖3、4)。1.1.1墻體變動(dòng)的主要危害當(dāng)墻體為房屋主要豎向承重構(gòu)件時(shí),隨意拆除墻體會(huì)造成剛度、承載力突變,嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的安全性。即使在拆除時(shí)采取措施,但截面積減少仍會(huì)導(dǎo)致局部墻體應(yīng)力集中,造成破壞。當(dāng)為非承重構(gòu)件時(shí),很多人認(rèn)為非承重墻體不承受結(jié)構(gòu)荷載,只起分隔作用,所以無關(guān)緊要可以隨意拆除,這種認(rèn)識(shí)是不全面的。在建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中,充分考慮了非承重墻對(duì)結(jié)構(gòu)整體剛度的影響,擅自拆除非承重墻會(huì)降低結(jié)構(gòu)的剛度,減少抵抗地震水平荷載的能力,還可能影響結(jié)構(gòu)的平面規(guī)則性,從而增大地震作用效應(yīng)[3]。1.1.2案例1圖3中裝飾項(xiàng)目,設(shè)計(jì)、施工人員依賴經(jīng)驗(yàn),看到內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)梁后誤以為外側(cè)仍有結(jié)構(gòu)梁,導(dǎo)致下部承重墻體拆除后,上部結(jié)構(gòu)僅靠?jī)筛u柱和圈梁支撐,險(xiǎn)些釀成安全事故。1.2荷載增加。增設(shè)裝修層、不當(dāng)位置砌墻、局部放置特別重的設(shè)備或物品、隨意堆放建材等。使面荷載、線荷載、集中荷載、施工荷載增加等。1.2.1主要危害。常見民用建筑根據(jù)使用功能不同,取用規(guī)范GB50009-2012[4]規(guī)定的活荷載取值(表1、表2)。一旦二次裝修荷載超過導(dǎo)致樓蓋受彎破壞,樓板將出現(xiàn)裂縫甚至破壞坍塌。1.2.2案例。2學(xué)院UPS不間斷電源組由于用房調(diào)整,需要搬遷至教學(xué)辦公綜合樓9層,但電池組重量較大,以常見12V、100Ah電池為例,總重量大約7.5t,搬遷后用房面積約25m2,經(jīng)計(jì)算,每平方米承受荷載為300kg,已超出設(shè)計(jì)活荷載2.0kN/m2,后聯(lián)系專業(yè)結(jié)構(gòu)加固公司進(jìn)行碳纖維板加固后方進(jìn)行搬遷。1.3案例。3學(xué)院大禮堂于1985年建成,排架結(jié)構(gòu)、上人屋面,設(shè)計(jì)活荷載3.0kN/m2,原用途為食堂,1995年第1次改建用做禮堂,結(jié)構(gòu)體系基本無變動(dòng)。2012年進(jìn)行第2次改建,這次改動(dòng)內(nèi)容較多,除地面、墻面正常裝飾外,還增加了吊頂裝修。由于工期限制較緊,施工接近完工時(shí)才進(jìn)行結(jié)構(gòu)復(fù)核,結(jié)果讓所有人均吃驚不已,經(jīng)簡(jiǎn)單粗略計(jì)算,本次裝修上掛至屋面人字形桁架下弦桿的總荷載約30t,其中包括木工板等裝修材料、新增中央空調(diào)36臺(tái)、固定空調(diào)的雙向通長(zhǎng)槽鋼、新加大范圍鋼結(jié)構(gòu)馬道、大量舞臺(tái)燈具音響等,而禮堂總面積約1000m2,經(jīng)計(jì)算單位面積荷載達(dá)到3kN/m2,恰好與本建筑活荷載設(shè)計(jì)值相等。經(jīng)計(jì)算,裝修后的大禮堂現(xiàn)狀意味著設(shè)計(jì)活荷載已全部使用完畢,屋面無法再承受任何荷載,如遇到類似2008年的大雪可能將屋頂壓塌,時(shí)逢禮堂正進(jìn)行集體活動(dòng),后果不堪設(shè)想。但當(dāng)時(shí)裝修改造已接近尾聲并即將投入使用,無法采取減重措施,只有委托專業(yè)建筑結(jié)構(gòu)加固公司采用碳纖維板加固,造價(jià)十余萬元。禮堂裝修完成后三月,靠近舞臺(tái)處鋪設(shè)的地膠發(fā)現(xiàn)貫穿裂縫,經(jīng)查為地面產(chǎn)生裂縫將地膠拉裂。情況發(fā)現(xiàn)后,為保證安全立刻停止了禮堂使用,并委托專業(yè)房屋鑒定機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全鑒定,經(jīng)過數(shù)月現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè),裂縫未繼續(xù)發(fā)展,分析原因:由于舞臺(tái)處燈光音響設(shè)備增重過大,導(dǎo)致基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降產(chǎn)生裂縫。禮堂其余部位荷載尚在允許范圍內(nèi),因此未發(fā)現(xiàn)地基不均勻沉降現(xiàn)象。在鑒定機(jī)構(gòu)出具結(jié)構(gòu)安全無問題的報(bào)告后,禮堂方重新投入使用,此次事件共耗時(shí)9個(gè)月。1.4開槽、開洞。為滿足鋪設(shè)管線的需要將電線和通訊線路鋪設(shè)在樓板上(圖5)、為方便布設(shè)管道擅自在梁上開洞等(圖6)。板、梁上開槽、開洞大大削弱了樓板的抗彎承載能力,同時(shí)因鋼筋保護(hù)層的破壞,鋼筋顯露在外,使鋼筋發(fā)生銹蝕,從而影響結(jié)構(gòu)的耐久性,危及建筑物的使用壽命。梁上開洞將削弱梁的截面,降低梁的承載能力。如果傷及梁的鋼筋,特別是受力鋼筋,后果將更為嚴(yán)重[5]。
2.實(shí)際工作中遇到的困難
2.1缺乏專業(yè)人員。以筆者所在高校為例,基建管理人員僅有一人從事過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作,由于長(zhǎng)期從事管理工作,又無專門繼續(xù)教育,導(dǎo)致專業(yè)能力逐漸退化。其他人分布專業(yè)為裝飾、交通、造價(jià)、巖土,雖然都在本科階段學(xué)習(xí)過結(jié)構(gòu)力學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)等專業(yè)知識(shí),但由于建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)對(duì)設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)要求較高,一切以數(shù)據(jù)說話,所以無人敢做出“拍腦袋”的決定。2.2程序不正確。建筑法[6]第四十九條規(guī)定:“涉及建筑主體和承重結(jié)構(gòu)變動(dòng)的裝修工程,建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)在施工前委托原設(shè)計(jì)單位或者具有相應(yīng)資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位提出設(shè)計(jì)方案;沒有設(shè)計(jì)方案的,不得施工。”據(jù)此,涉及建筑主體和承重結(jié)構(gòu)變動(dòng)以及明顯加重荷載的裝修工程,必須由具有設(shè)計(jì)資質(zhì)的單位和注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師來完成,學(xué)校基建管理人員不能也不應(yīng)該(無資質(zhì))代替設(shè)計(jì)人員完成這項(xiàng)工作。2.3責(zé)任重大。結(jié)構(gòu)如同建筑的骨骼,要承受各種力的作用,形成支撐體系,是建筑物賴以存在的物質(zhì)基礎(chǔ),在校舍裝修過程中應(yīng)重視原結(jié)構(gòu)的客觀狀態(tài),時(shí)刻保持結(jié)構(gòu)安全的警惕性,確保校舍裝修工程的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全。老舊校舍改造關(guān)系到廣大師生的生命安全,學(xué)校基建管理人員責(zé)任重大。
3.解決方法探討
3.1加強(qiáng)學(xué)習(xí)。學(xué)校基建管理人員必須學(xué)習(xí)建筑法律法規(guī)中關(guān)于結(jié)構(gòu)知識(shí)的相應(yīng)條款,加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)知識(shí)的學(xué)習(xí),認(rèn)真研讀結(jié)構(gòu)施工圖等設(shè)計(jì)文件,了解和掌握校舍結(jié)構(gòu)的基本情況,學(xué)校在合適的時(shí)機(jī)也應(yīng)該給基建管理人員提供繼續(xù)教育的培訓(xùn)機(jī)會(huì)。3.2小型設(shè)計(jì)任務(wù)外包。上述這些涉及到校舍結(jié)構(gòu)安全的改造工作具有規(guī)模小、需求急迫的特點(diǎn)。第一,規(guī)模小意味著一般設(shè)計(jì)單位對(duì)此類設(shè)計(jì)任務(wù)無興趣,畢竟經(jīng)濟(jì)效益差,設(shè)計(jì)師人力投入并不算少,投入產(chǎn)出比低。第二,由于學(xué)院改造往往有很強(qiáng)的時(shí)效性,對(duì)于改造任務(wù)都限制了時(shí)間,所以在結(jié)構(gòu)復(fù)核階段沒有留太多時(shí)間,給安全留下隱患。對(duì)于這樣的現(xiàn)象,可以規(guī)定設(shè)計(jì)費(fèi)在5000元或10000元以下的為小型設(shè)計(jì)任務(wù),將一年內(nèi)的所有設(shè)計(jì)任務(wù)打包,根據(jù)設(shè)計(jì)量的大小通過招投標(biāo)方式確定2~3家設(shè)計(jì)單位來完成任務(wù),這可能是能夠解決上述矛盾的一種方式。
4.結(jié)束語
建筑結(jié)構(gòu)的安全性關(guān)系到廣大師生的生命安全,裝修是建造過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),應(yīng)該從設(shè)計(jì)、施工、裝修全過程出發(fā),認(rèn)真嚴(yán)格地按照國(guó)家相應(yīng)的規(guī)范、規(guī)程設(shè)計(jì)和施工,確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性。
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作者:施春暉 蔡曉波 朱苗苗 單位:江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院