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    对“海砂建筑”剩余寿命进行的经济分析

    “海砂建筑”是指在钢筋混凝土结构中,以氯离子含量超标的海砂拌制混凝土而建造的建筑物(或构筑物)。在持续大规模工程建设的背景下,我国沿海一些区域陆续出现河砂短缺与价格上扬的现象,在经济利益的驱使下,部分施工单位在建筑结构施工中使用未经处理、价格低廉的海砂,由于其氯离子会对混凝土中的钢筋造成锈蚀而缩短结构使用寿命,故“海砂建筑”结构检测和评估完成后,需考虑如何对受损结构进行处理。较之于一般建筑物,“海砂建筑”的损伤和修复加固有其特殊性与复杂性,其跟踪监测、维修加固或拆除重建的成本各不相同。今天我们从剩余寿命经济理论对“海砂建筑”是否有修复加固的价值加以分析。

    1、“海砂建筑”剩余寿命经济分析特点

    “海砂建筑”由于氯离子的超标存在,其结构使用寿命与正常结构有所不同,对其进行剩余寿命经济分析时首先要明确其自身特点。

    (1)“海砂建筑”是客观存在的特定实体。由于建造过程中可能产生的不确定因素已经发生,如在建造过程中已经在混凝土拌制中违规使用了氯离子含量超标的海砂,对结构的耐久性构成了威胁,其结构的几何特性、材料特征等均可通过现场检测和施工资料综合确定,尤其在经过较长时间的使用之后,其结构的实际表现和相关的环境信息都比较明确,结构的可靠度降低,结构性能呈现明显的劣化趋势。

    (2)“海砂建筑”规划、设计与建造的初始费用C,已经投入,属于沉没资本,在剩余寿命经济分析中一般不予考虑,同时也不考虑已运营时期发生的收益和费用。

    (3)“海砂建筑”剩余寿命经济分析的最终目的是为“海砂建筑”的管理决策服务,即针对已有结构如何进行维修、加固、何时拆除等,寻求建筑工程项目剩余使用寿命内的最佳管理和维护维修决策方案。

    2、“海砂建筑”剩余寿命经济分析

    “海砂建筑”越早被发现越容易处理,处理成本也越低;越晚发现,处理技术的难度越高,成本也越高。在第一阶段进行控制是最佳时间,越往后处理成本越高且效果越差,但目前绝大部分“海砂建筑”被发现时,已经错过了第一阶段,因此,对“海砂建筑”的管理主要针对后三阶段开展的。绝大多数模型创建者均被第一阶段的末端(钢筋开始锈蚀)定义为“寿命期”(预示着结构应该考虑修复了),建议“海砂建筑”在A点进行第一次预防性修复,如用电化学方法阻止氯离子锈蚀钢筋,该方法可以延缓结构腐蚀,但无法提高可靠度。我们在对“海砂建筑”的结构安全进行管理的过程中,不但需要定期的检测和维护,也可能需要多次的维修与加固,二者均需相应的资金投入。

    3、“海砂建筑”剩余寿命周期费用

    “海砂建筑”是一个寿命周期的管理过程,检测仅仅是获得结构性能信息的第一步,随着钢筋混凝土结构腐蚀的发展,不断更新性能信息是必须的。随着时间的推移,结构不断劣化,要评价建筑物的状况,需要的数据也会越来越多。日常维护费用考虑采用和检测成本费用类似的公式估算,只不过第一项费用变为项目开始维护第一年的维护费用,可以通过以往同类结构的维护费用估计,后一项依此类推。维修加固费用应该包括两部分:维修加固的直接费用和间接费用。直接费用包括材料费、人工费、机械设备费等一切维修加固过程中发生的费用,而间接费是指由于维修工作而引项目停止运营或使用功能不充分造成的间接损失,如某“海砂建筑”为一生产车间,间接费用就是指停产期间车间的损失,如果“海砂建筑”是一民用住宅,那么间接费用就要涉及修复期间房主为了维修而损失的利益,比如房主要暂时搬离房屋的利益损害、邻居的利益损害也应包括在间接费用中。另外,维修前的结构可靠指标越小,维修越困难,直接维修费也越高。维修加固直接费可以根据经验由专家给出一个估计值,间接费用可以根据直接费用的一个比例给出,不同功能性质的“海砂建筑”应该会有不同的比例因子,所以实际计算时还应对具体问题进行分析确定。结构失效时的损失可分为直接损失和间接损失。直接损失包括结构本身的价值,建筑物内部的家具、办公设备等价值以及人生命的损失。间接损失包括结构失效造成的不良社会影响,对人们造成的心理创伤等。建筑工程失效后本身的损失可以按其使用年限进行折算。相对直接损失,间接损失则难以定量计算,不同角度考虑的间接损失也是不一样的,间接损失的另一个特点还有时间效应,即损失与时间的关系,如结构倒塌导致一栋楼里面的居民搬出房屋,无家可归,政府要安抚这些居民,解决他们的住宿问题,减少社会的不安定因素,时间越长,出现与需要解决的问题越多,投资也会同步增加。

    我们根据“海砂建筑”特殊性,结合氯离子环境下钢筋混凝土劣化曲线,提出了基于结构可靠度“海砂建筑”剩余寿命经济评价模型,分析了“海砂建筑”剩余寿命周期内费用与重新建造新建筑的成本,根据结构整体状态评估结果,提出“海砂建筑”维修加固决策思路。为“海砂建筑”的检测、维护、修复加固或拆除提供了决策指导。

    4、“海砂建筑”维修加固决策

    结构腐蚀越严重,被损害的构件越多,其加固费用就会越高,是选择修复加固方案,还是选择重新建造方案,其中一个决定因素就是经济因素。

    我们根据“海砂建筑”特殊性,结合氯离子环境下钢筋混凝土劣化曲线,提出了基于结构可靠度“海砂建筑”剩余寿命经济评价模型,分析了“海砂建筑”剩余寿命周期内费用与重新建造建筑的成本,根据结构整体状态评估结果,提出“海砂建筑”剩余寿命期内总成本估算公式。最后,提出“海砂建筑”维修加固决策思路。为“海砂建筑”的检测、维护、修复加固或拆除提供了决策指导。



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