¿Discusión sobre la vida útil de diseño del refuerzo de la estructura del edificio?

1 Descripción general

Como todos sabemos, el refuerzo de estructuras de edificios es un proyecto integral que involucra una amplia gama de áreas y está restringido por muchos factores. En cuanto a los edificios existentes, hay edificios antiguos anteriores a la fundación de la República Popular China y edificios de diferentes épocas posteriores a la fundación de la República Popular China. Dado que los proyectos diseñados en diferentes períodos utilizan diferentes especificaciones de diseño y métodos de cálculo, la confiabilidad también es diferente. Si se tienen en cuenta las diferencias en la calidad de la construcción en diferentes períodos, la confiabilidad real será aún más diferente. Además, la confiabilidad de los edificios existentes varía con su vida útil. Desde la década de 1980, con el rápido desarrollo de la economía de mercado de mi país, se han completado una gran cantidad de proyectos de construcción urbana, se han construido muchos edificios de gran altura y la industria de la construcción ha florecido. Los departamentos gubernamentales pertinentes y el público exigen urgentemente una aclaración del objetivo de vida útil segura de las estructuras de los edificios, es decir, la vida útil de diseño de la estructura, para estandarizar el mercado de la construcción y las estructuras temporales de los edificios durante 5 años para piezas estructurales fácilmente reemplazables; 25 años para casas y estructuras ordinarias, 50 años para edificios monumentales y estructuras arquitectónicas de particular importancia.

Definición de vida útil de diseño es la vida útil especificada en el diseño. Dentro de este período especificado, sin reparaciones importantes y sólo con mantenimiento normal, el edificio puede lograr su uso previsto y completar sus funciones previstas. Es decir, bajo diseño normal, construcción normal, uso y mantenimiento normales, la vida útil del edificio debe ser. alcanzó. Al mismo tiempo, el "Estándar Unificado" también estipula que el período de referencia de diseño es de 50 años. Además, el (Código de carga para estructuras de construcción (GB50009-2001) (en adelante, el "Código de carga") y varios códigos de diseño estructural cumplen con los "Estándares unificados" y proporcionan la vida útil de diseño de sus respectivas estructuras. Los "Estándares Unificados" estipulan el uso del diseño. Esta es la primera vez en la historia del diseño de estructuras de edificios en mi país que es de gran importancia estandarizar la gestión del mercado de la construcción, el uso seguro y razonable de las estructuras de edificios y el desarrollo sostenible y saludable del Sin embargo, debido a diversas razones, el uso seguro y razonable de estructuras de construcción reforzadas y el siguiente paso todavía tienen problemas con la gestión adecuada del uso previsto. Por lo tanto, para nuevos proyectos de construcción, la actual "Norma Unificada para". Diseño de confiabilidad de estructuras de construcción" (GB50068-2001) (en adelante, el "Estándar unificado") se basa en los "Principios generales de confiabilidad estructural" (ISO2394: 1998), utilizando disposiciones obligatorias para estipular la vida útil de diseño de diferentes tipos. de estructuras, es decir, cómo determinar la vida útil del diseño de refuerzo estructural. Este es un tema importante que debe estudiarse y resolverse con urgencia en la industria de barras de acero

2 Discusión<. p>Según estadísticas preliminares de los departamentos pertinentes, el número total de edificios existentes en mi país (incluidos edificios residenciales urbanos y edificios industriales) ha superado los 40 mil millones de metros cuadrados y, según algunos, cada año se agregan más de 2 mil millones de nuevos edificios. Según estimaciones de expertos, aproximadamente el 30% y el 50% de los edificios tienen fallos de seguridad o han entrado en un período de degradación funcional. Las estadísticas también muestran que alrededor de 2.500 millones de metros cuadrados de edificios necesitan urgentemente ser identificados y reforzados. muestran que la carga de trabajo del refuerzo es enorme. En el caso de proyectos de refuerzo pesado, una gran proporción de diseñadores sin experiencia en el equipo de diseño de refuerzo estructural conducen a errores frecuentes en el proyecto de refuerzo. Están aún más confundidos acerca del problema principal de la vida útil. diseño de refuerzo estructural, lo que dificulta su comprensión correcta. La vida útil del diseño de las estructuras de construcción de acero es de hecho un problema importante que debe resolverse en la industria del acero actual.

Afortunadamente, el recientemente promulgado y. implementó la norma nacional "Código para el diseño de refuerzo de estructuras de concreto (GB50367-2013)" (en adelante, las "Especificaciones para el refuerzo de estructuras de concreto") El artículo 3.1.7 estipula que la vida útil de diseño de los refuerzos de estructuras de concreto debe ser determinada de acuerdo con los siguientes principios:

1) La vida útil de las estructuras de acero será determinada por el propietario y el diseñador acordado por la unidad.

2) Cuando el material de refuerzo de la estructura contenga resina sintética u otros componentes poliméricos, la vida útil de la estructura reforzada deberá considerarse de 30 años cuando el propietario requiera la vida útil de la estructura reforzada; La vida útil utilizada es de 50 años. Las propiedades de unión del pegamento y el polímero deben probarse para determinar su resistencia a la tensión a largo plazo.

3) Después de que expire la vida útil, cuando la evaluación de confiabilidad determine nuevamente que la estructura está funcionando normalmente, la vida útil de la estructura aún se puede extender.

4) Para estructuras y componentes reforzados con métodos adhesivos o mezclados con polímeros, se deben verificar periódicamente sus condiciones de trabajo. El intervalo de inspección puede ser determinado por la unidad de diseño, pero el primer tiempo de inspección no debe ser posterior a 10 años.

5) Al realizar un refuerzo parcial, se debe considerar el impacto de la vida útil de diseño restante del edificio original en la vida útil de diseño después del refuerzo estructural.

Sin embargo, esta disposición parece demasiado basada en principios y no tiene en cuenta cómo tratar de manera diferente diversas situaciones complejas de refuerzo estructural.

Creemos que los siguientes puntos merecen mayor discusión:

1) La vida útil de la estructura reforzada. La fiabilidad restante de los edificios existentes cambia con la duración de su vida útil. Se considera que el refuerzo es de 30 años, lo cual es demasiado grueso.

2) El refuerzo de edificios existentes provocado por la adición de pisos o modificaciones es muy diferente del refuerzo requerido para componentes estructurales generales. Lo primero requiere considerar cómo coordinar la vida útil de las piezas nuevas y viejas, mientras que lo segundo es relativamente simple;

3) ¿Qué debo hacer si el departamento de planificación gubernamental o el propietario exigen que la vida útil después del refuerzo sea inferior a 30 años?

4) Se debe considerar la selección estándar de efectos variables, a saber, carga viva del suelo, carga de viento y carga de nieve. Debido a que el "Código de carga" se basa en el período de referencia de diseño de 50 años, y la estructura reforzada se basa en la siguiente vida útil objetivo después del refuerzo (por ejemplo, 30 años), los dos deberían ser significativamente diferentes. De hecho, los valores de rendimiento de los materiales reforzados también son diferentes.

5) También se deben tratar los refuerzos de emergencia provocados por algunos acontecimientos inesperados, como explosiones, incendios, impactos, etc. , o algunos edificios en ruinas que han sido condenados a muerte con una ejecución suspendida, o que necesitan urgentemente un refuerzo temporal (hemos sido responsables de manejar muchos proyectos en esta área).

6) Para algunas técnicas de refuerzo sin experiencia, como el uso de adhesivos u otros polímeros, inevitablemente surgen problemas como la resistencia al envejecimiento, que son de gran preocupación para los propietarios y diseñadores. Es necesario investigar más a fondo si el rendimiento de la estructura reforzada es el mismo que el de la estructura original.

3 sugerencias

Creemos que al determinar la vida útil de diseño del refuerzo de una estructura, se deben considerar los aspectos anteriores y hacerlo lo más detallado posible para que los propietarios y diseñadores puedan comprender y entender correctamente. manejarlos. Por esta razón, se puede considerar el tratamiento de clasificación: es decir, se divide en cuatro niveles: refuerzo de reparación de emergencia, refuerzo temporal, refuerzo a corto plazo y refuerzo a largo plazo, y su vida útil de diseño se especifica en consecuencia.

1. Reparación y refuerzo de emergencia

Algunos edificios se identifican como edificios peligrosos (en su totalidad o en parte) debido a diversas razones, pero no pueden ser demolidos y reconstruidos inmediatamente debido a razones especiales. En los llamados "condenados a muerte con indulto", algunos edificios han resultado parcialmente dañados debido a explosiones, incendios y otros accidentes y deben ser reparados y reforzados inmediatamente. Se recomienda que la vida útil después de la reparación y el refuerzo no sea generalmente superior a 1 año. Esta situación debe comprobarse con frecuencia (por ejemplo, una vez cada tres meses) después del refuerzo para evitar que el peligro vuelva a ocurrir.

2. Refuerzo temporal

Para coordinar con los "estándares unificados", se puede utilizar refuerzo temporal cuando algunas estructuras temporales o estructuras de edificios existentes resultan dañadas por un incendio, un terremoto o una explosión. , etc. . Y el propietario solicitó refuerzo de emergencia y luego se ocupó del asunto después de una consideración a largo plazo. Se recomienda que la vida útil de diseño de los refuerzos temporales generalmente no exceda los 5 años, y que se inspeccionen una vez al año después de la expiración del refuerzo, si una nueva evaluación de confiabilidad determina que la estructura está funcionando normalmente, su vida útil; todavía puede ampliarse adecuadamente.

3. Refuerzo a corto plazo

El refuerzo a corto plazo generalmente es adecuado para edificios que han estado en servicio durante aproximadamente 30 años y necesitan cambiar sus funciones (incluida la adición de pisos y renovaciones). ), o el propietario solo debe considerar esto. La demolición y renovación dentro del plazo son requeridas por el departamento de planificación urbana.

Se recomienda que la vida útil de diseño de las barras de acero de corta duración generalmente no supere los 25 años. Esto también es consistente con el período de 25 años del Estándar Uniforme para miembros estructurales fácilmente reemplazables. Cabe señalar que el valor de carga variable utilizado en el diseño de refuerzo a corto plazo debe reducirse según el "Código de carga" actual y luego multiplicarse por un factor de reducción inferior a 1,0 para la siguiente vida útil objetivo.

4. Refuerzo a largo plazo

El refuerzo a largo plazo generalmente es adecuado para el refuerzo de edificios que llevan mucho tiempo sin servicio o llevan más tiempo sin servicio. de 20 años por diversas razones. En términos generales, la vida útil diseñada para sus barras de acero es de 30 a 50 años o más. Además, el refuerzo requerido para las obras en construcción deberá considerarse como obra nueva, es decir, por 50 años. En este momento, el diseño del refuerzo debe cumplir con las disposiciones pertinentes de las "Especificaciones para el refuerzo del hormigón".

Cabe señalar que para algunos edificios monumentales y estructuras de construcción particularmente importantes, se puede acordar una vida útil de diseño de más de 50 años, y si el propietario cree que su edificio tiene un gran valor de conservación, El costo del refuerzo no es una cuestión. De esta manera, en el diseño de refuerzo, el valor de la carga variable debe multiplicarse por un coeficiente de expansión de carga mayor que 1,0, y el valor de resistencia del material debe restarse por un factor de reducción menor que 1,0, a menos que el valor se determine de acuerdo con las normas pertinentes. regulaciones.

El coeficiente de expansión y el coeficiente de reducción deben determinarse en función de la vida útil de diseño real acordada, la distribución de probabilidad especificada en la norma unificada y los coeficientes estadísticos correspondientes.

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