校舍裝修結構安全的影響及方法

時間:2022-11-04 10:52:17

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校舍裝修結構安全的影響及方法

【摘要】隨著高等職業教育規劃目標的轉變,催生出大量老舊校舍需要裝修改造的現實需要。針對改造中容易出現的不規范施工問題,文章通過實例闡述影響建筑結構安全的相關因素及解決問題時遇到的困難,最后對采用設計外包等解決方法做了探討。

【關鍵詞】校舍裝修;結構變動;安全影響;設計外包

近年來,隨著高職院校招生規模的穩定,教育基本建設的主要工作內容也從大規模新校區建設轉變為在已有校區校舍的基礎上進行功能布局調整。從2015年開始,江蘇省教育基建財政撥款呈逐年下降趨勢[1],而《江蘇省“十三五”教育發展規劃》中要求:“期間要啟動36個職業教育高水平示范實訓基地項目,建設30個高職院校產教融合生產線實訓基地”[2]。在上述背景下,各高校基建工作內容中新建建筑比例在減小,老舊校舍改造占比逐步增大。筆者所在學校為國家示范性高職院校,2018年度校舍改造經費達到了800萬元,資金主要用于高水平示范實訓基地建設(在老舊校舍基礎上)、學生宿舍翻新、老校區校園環境改造等。實際工作中,大部分校舍改造由于功能布局的調整,需要對建筑平面布置進行改造,改造過程中由于不規范裝修施工而導致的結構安全問題頻頻出現。

1.常見結構安全影響因素

常見結構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墻體部分拆除(圖2),因實訓基地改造、新設備進入需要將原出入門洞改大改寬等(圖3、4)。1.1.1墻體變動的主要危害當墻體為房屋主要豎向承重構件時,隨意拆除墻體會造成剛度、承載力突變,嚴重影響結構的安全性。即使在拆除時采取措施,但截面積減少仍會導致局部墻體應力集中,造成破壞。當為非承重構件時,很多人認為非承重墻體不承受結構荷載,只起分隔作用,所以無關緊要可以隨意拆除,這種認識是不全面的。在建筑結構的抗震設計中,充分考慮了非承重墻對結構整體剛度的影響,擅自拆除非承重墻會降低結構的剛度,減少抵抗地震水平荷載的能力,還可能影響結構的平面規則性,從而增大地震作用效應[3]。1.1.2案例1圖3中裝飾項目,設計、施工人員依賴經驗,看到內側結構梁后誤以為外側仍有結構梁,導致下部承重墻體拆除后,上部結構僅靠兩根磚柱和圈梁支撐,險些釀成安全事故。1.2荷載增加。增設裝修層、不當位置砌墻、局部放置特別重的設備或物品、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。常見民用建筑根據使用功能不同,取用規范GB50009-2012[4]規定的活荷載取值(表1、表2)。一旦二次裝修荷載超過導致樓蓋受彎破壞,樓板將出現裂縫甚至破壞坍塌。1.2.2案例。2學院UPS不間斷電源組由于用房調整,需要搬遷至教學辦公綜合樓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,經計算,每平方米承受荷載為300kg,已超出設計活荷載2.0kN/m2,后聯系專業結構加固公司進行碳纖維板加固后方進行搬遷。1.3案例。3學院大禮堂于1985年建成,排架結構、上人屋面,設計活荷載3.0kN/m2,原用途為食堂,1995年第1次改建用做禮堂,結構體系基本無變動。2012年進行第2次改建,這次改動內容較多,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,施工接近完工時才進行結構復核,結果讓所有人均吃驚不已,經簡單粗略計算,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36臺、固定空調的雙向通長槽鋼、新加大范圍鋼結構馬道、大量舞臺燈具音響等,而禮堂總面積約1000m2,經計算單位面積荷載達到3kN/m2,恰好與本建筑活荷載設計值相等。經計算,裝修后的大禮堂現狀意味著設計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,時逢禮堂正進行集體活動,后果不堪設想。但當時裝修改造已接近尾聲并即將投入使用,無法采取減重措施,只有委托專業建筑結構加固公司采用碳纖維板加固,造價十余萬元。禮堂裝修完成后三月,靠近舞臺處鋪設的地膠發現貫穿裂縫,經查為地面產生裂縫將地膠拉裂。情況發現后,為保證安全立刻停止了禮堂使用,并委托專業房屋鑒定機構進行結構安全鑒定,經過數月現場監測,裂縫未繼續發展,分析原因:由于舞臺處燈光音響設備增重過大,導致基礎發生不均勻沉降產生裂縫。禮堂其余部位荷載尚在允許范圍內,因此未發現地基不均勻沉降現象。在鑒定機構出具結構安全無問題的報告后,禮堂方重新投入使用,此次事件共耗時9個月。1.4開槽、開洞。為滿足鋪設管線的需要將電線和通訊線路鋪設在樓板上(圖5)、為方便布設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,同時因鋼筋保護層的破壞,鋼筋顯露在外,使鋼筋發生銹蝕,從而影響結構的耐久性,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,后果將更為嚴重[5]。

2.實際工作中遇到的困難

2.1缺乏專業人員。以筆者所在高校為例,基建管理人員僅有一人從事過結構設計工作,由于長期從事管理工作,又無專門繼續教育,導致專業能力逐漸退化。其他人分布專業為裝飾、交通、造價、巖土,雖然都在本科階段學習過結構力學、混凝土結構等專業知識,但由于建筑結構專業對設計、施工經驗要求較高,一切以數據說話,所以無人敢做出“拍腦袋”的決定。2.2程序不正確。建筑法[6]第四十九條規定:“涉及建筑主體和承重結構變動的裝修工程,建設單位應當在施工前委托原設計單位或者具有相應資質的設計單位提出設計方案;沒有設計方案的,不得施工。”據此,涉及建筑主體和承重結構變動以及明顯加重荷載的裝修工程,必須由具有設計資質的單位和注冊結構工程師來完成,學校基建管理人員不能也不應該(無資質)代替設計人員完成這項工作。2.3責任重大。結構如同建筑的骨骼,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基礎,在校舍裝修過程中應重視原結構的客觀狀態,時刻保持結構安全的警惕性,確保校舍裝修工程的質量和結構安全。老舊校舍改造關系到廣大師生的生命安全,學校基建管理人員責任重大。

3.解決方法探討

3.1加強學習。學校基建管理人員必須學習建筑法律法規中關于結構知識的相應條款,加強建筑結構知識的學習,認真研讀結構施工圖等設計文件,了解和掌握校舍結構的基本情況,學校在合適的時機也應該給基建管理人員提供繼續教育的培訓機會。3.2小型設計任務外包。上述這些涉及到校舍結構安全的改造工作具有規模小、需求急迫的特點。第一,規模小意味著一般設計單位對此類設計任務無興趣,畢竟經濟效益差,設計師人力投入并不算少,投入產出比低。第二,由于學院改造往往有很強的時效性,對于改造任務都限制了時間,所以在結構復核階段沒有留太多時間,給安全留下隱患。對于這樣的現象,可以規定設計費在5000元或10000元以下的為小型設計任務,將一年內的所有設計任務打包,根據設計量的大小通過招投標方式確定2~3家設計單位來完成任務,這可能是能夠解決上述矛盾的一種方式。

4.結束語

建筑結構的安全性關系到廣大師生的生命安全,裝修是建造過程中的一個重要環節,應該從設計、施工、裝修全過程出發,認真嚴格地按照國家相應的規范、規程設計和施工,確保建筑結構的安全性、適用性和耐久性。

參考文獻:

[1]江蘇省教育廳部門預算公開情況,2015-2018年度[R].

[2]李國榮.適應轉型發展轉變管理理念[C]//長三角教育基建工作交流研討會發言,2017.

[3]吳雪峰.校舍裝修對建筑結構的影響[C]//長三角教育建筑縱橫(五),202-205.

[4]GB50009-2012建筑結構荷載規范[S].

[5]余聰,余小健,馮從烈,等.商品住宅交付后裝修對結構的影響調查及案例分析[J].臺州學院學報,2017.12:35-43.

[6]中華人民共和國建筑法[S].

作者:施春暉 蔡曉波 朱苗苗 單位:江蘇工程職業技術學院