解讀建筑失效

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表格清單

第4版序言

致 謝

第1章建筑病理學導言 1

1.1 背 景1

1.2建筑業(yè)背景介紹11

1.3 建筑病理學中最佳慣例的模型18

1.4 循證實踐19

1.5 基于個人的實踐23

1.6小結29

第2章建筑診斷學的原理 31

2.1診斷學介紹31

2.2缺陷診斷中的判斷和決策40

2.3建筑診斷學的風險50

2.4缺陷嚴重程度評估53

2.5小結55

第3章基本的缺陷調(diào)查方法論 56

3.1背景56

3.2一般調(diào)查程序58

3.3診斷過程60

3.4分析缺陷的模型67

3.5缺陷診斷中的問題74

3.6小結78

第4章診斷技術和工具 79

4.1信息和決策輔助手段79

4.2實體性輔助手法80

4.3分析型技術的相關背景82

4.4光譜學83

4.5其他分析技術87

4.6無損測試98

4.7小結104

第5章退化機理 105

5.1背景105

5.2主要的退化機理106

5.3退化度117

5.4沾污119

5.5退化、廢棄和貶值之間的聯(lián)系122

5.6小結122

第6章耐久性和使用壽命評估 123

6.1材料的耐久性123

6.2服務期限評估148

6.3 小結154

第7章濕氣 155

7.1導言155

7.2濕氣的來源156

7.3人類活動帶來的濕氣160

7.4冷凝161

7.5冷凝的避免164

7.6小結166

第8章地基 167

8.1導言167

8.2土壤的類型和結構167

8.3土壤和建筑物之間的相互作用168

8.4土壤位移169

8.5填料175

8.6小結177

第9章地板、地板飾面和DPM 178

9.1背景178

9.2硬底層178

9.3防潮地板181

9.4混凝土地板182

9.5菱鎂礦地板187

9.6木料地板188

9.7黏土地磚190

9.8塑料板和塑料磚192

9.9小結193

第10章墻壁和DPC 194

10.1來自地下的濕氣滲透194

10.2滲水196

10.3冷橋與間隙冷凝203

10.4石砌體由于位移導致的開裂和碎裂204

10.5化學侵襲對墻壁的損害207

10.6物理侵襲對墻壁造成的損害211

10.7灰漿的問題213

10.8小結215

第11章覆蓋面 216

11.1背景216

11.2差異位移217

11.3 施工中的精度有誤220

11.4位移和精度有誤導致的事故220

11.5密封劑223

11.6固定方法223

11.7預防覆蓋面失去完整性226

11.8水的入口228

11.9金屬覆蓋面231

11.10小結232

第12章門窗 233

12.1背景233

12.2門233

12.3窗戶234

12.4失效預防和補救工作240

12.5小結241

第13章屋頂 242

13.1背景242

13.2平屋頂243

13.3坡屋頂259

13.4小結265

第14章設備 266

14.1背景266

14.2暖氣安裝266

14.3煙囪和煙道269

14.4配管和排水269

14.5供電274

14.6小結274

第15章失效模式及控制 275

15.1背景275

15.2正在發(fā)生的缺陷276

15.3對成因的回顧277

15.4重述失效原因的要點278

15.5創(chuàng)新問題280

15.6令建筑失效最輕微282

15.7朝著更佳控制努力286

15.8小結290

附錄A術語表 292

附錄B缺陷日程表 310

附錄C各種缺陷的數(shù)據(jù)分析清單 311

附錄D診斷報告實例 316

參考文獻 321

免責聲明 334

第4版序言

盡管人們越來越意識到建筑失效的諸多常見原因及后果，失效依然困擾著英國及其他發(fā)達國家的建筑業(yè)。本修訂版說明了這一問題的原因，提供了一些關于如何處理該問題的指導意見。這個問題已經(jīng)調(diào)整為強調(diào)對建筑業(yè)方面的缺陷發(fā)生及調(diào)查背后情況的解讀。這種解讀將滿足如下的“答記者問”：

怎樣發(fā)生？（因素和機制）

為什么發(fā)生？（原因說明和診斷）

什么時候發(fā)生？（定時和時長）

什么地方發(fā)生？（地點和位置）

誰？（應受到責備和該負責的個人）

為什么解讀缺陷的需求對于職業(yè)建筑人士（諸如屋宇測量師、建筑師等）來說意義如此重大？為此日益增大的需求具有3個主要原因。首先，在英國建筑業(yè)的關鍵績效指標（KPI）中，清晰明確地將零缺陷作為雄心勃勃的目標。只有在職業(yè)人士、承包商和工人都意識到建筑失效前因后果的情況下，才能達到這個目標。

其次，降低維修費用的需求依然很高，缺陷引發(fā)的訴訟成本也一直居高不下。對于客戶及其他有關人士來說，這是一個代價高昂的分裂進程。

最后，最近引進的《房屋勘測鑒定報告》（Home Condition Report）或獨屋調(diào)查（single house survey）向建筑參與者提出了新的要求。屋宇測量師及其他從事此類服務的職業(yè)建筑人士不僅要具有建筑構造的完備知識，還要有識別和診斷有關缺陷的能力。

許多與本版述及的診斷法相關的洞見（例如，決策和批判性思維）源于醫(yī)療護理職業(yè)，主要因為：基于這些保健學科的診斷學經(jīng)驗和研究遠遠領先于建筑學科的同類經(jīng)驗和研究。

處理建筑失效的教科書數(shù)量一直維持緩慢增長。多年以來，Eldridge（1974）的著作一直都是英國建筑失效方面的標準參考書。20世紀80年代，隨著關于建筑測繪和建筑檢查的大量書籍的出版（例如，Mika 1989，Melville和Gordon 1993，Bowyer 1994），這一情形也發(fā)生了變化。NBA（1983）、Cook和Hinks（1992）、Son和Yuen（1993）、Melville和Gordon（1997）等有關著作構成了缺陷方面主要的文獻擴展。

本修訂版的基本假設是，為了對建筑是怎樣失效的問題融會貫通，必須先解讀建筑是怎樣發(fā)揮功效的。施工技術是關于建筑怎樣發(fā)揮功效的技術。建筑病理學則是關于建筑怎樣和為什么失效的學問。因此，關于建筑構造的完備知識對于缺陷前因后果的解讀是極為必要的（即使不是至關重要的）。

本修訂版與其他許多建筑問題類書籍的不同之處在于：這一版更詳盡地說明了缺陷診斷的進程。因此，第1章包括對建筑病理學（Building Pathology——與缺陷研究有關的學科）本質(zhì)及目的的介紹。第2章是新增的部分，介紹建筑診斷學（Building Diagnostics），以及與缺陷調(diào)查有關的解決方案及決策考量。第3章也是新增的部分，講述基本的缺陷調(diào)查方法。第4章還是新增的，涵蓋了診斷的輔助手段，例如可用于實現(xiàn)更可靠診斷的化學分析及無損測試。第6章則是關于耐久性的內(nèi)容，包括使用壽命的評估。

本版新收錄了4個附錄，其中包括術語表，并提供一些缺陷數(shù)據(jù)進度表及報告的例子。2100433B

解讀建筑失效內(nèi)容簡介

《解讀建筑失效》為調(diào)查和整治建筑失效這項工作提供了關于典型住宅、商業(yè)及工業(yè)類建筑物的指南，即如何在強調(diào)循證實踐的前提條件下診斷各式各樣缺陷的建議。此外，結合新型和傳統(tǒng)的材料，本書也考慮了現(xiàn)代及老式的施工方法，討論了改建和翻修工程的種種特殊問題。

解讀建筑失效作者簡介

詹姆斯·道格拉斯（James Douglas），2009年12月底從愛丁堡赫瑞瓦特大學建筑調(diào)查專業(yè)講師和課程主任的任上退休。在為公共部門服務了12年后，于1986年被授予特許建筑調(diào)查師稱號，維護及適應性改建項目是其主營方向。1992年受聘為房地產(chǎn)管理學院客座技術講師，教授調(diào)查專業(yè)建筑及維護技術的學位課程。2012年12月本書第4版（英文版）定稿前夕，道格拉斯在經(jīng)過與病魔的長期斗爭后離世。

比爾·蘭塞姆（Bill Ransom），環(huán)境及殖民地辦公室建筑研究所（BRE）的政府特派研究員，曾經(jīng)周游世界解決建筑技術領域的問題。他于1981年從BRE的建筑整合部主管的任上退休，現(xiàn)居住在德文郡。

《解讀建筑》圍繞著西方建筑，用多種角度為讀者提供視覺向導，討論的內(nèi)容涵蓋了建筑物的方方面面，從古希臘時期到現(xiàn)代，從墻壁粉刷到屋頂結構，從柱式類型到裝飾線腳?！督庾x建筑》插圖十分豐富，幾乎每個元素都有帶注釋的照片或線條畫的呈現(xiàn)。從一開始，《解讀建筑》一直嘗試摒除傳統(tǒng)字母排序的建筑學詞典中所存在的固有問題。因此，《解讀建筑》通過大量圖片和注釋，給予建筑物本身極大的關注，并且在結構方面，將建筑拆解為基礎的構想和組件。

《解讀建筑》共有四個部分，并且相互交叉參照。第一章介紹了十種建筑類型，這十種類型及其變體貫穿了整個建筑史。雖然書中選取的類型范例出現(xiàn)的時間和地點不盡相同，但是都體現(xiàn)了該類型的某些特點。本章中的其他建筑類型分組標準是：這些建筑類型和形態(tài)必須經(jīng)得起時間的考驗，并且對很多不同的建筑類型產(chǎn)生了影響。通過這種方式，作者希望《解讀建筑》的第一章能夠成為讀者的“第一?？空尽?，換句話說，當讀者面對一種建筑類型，如公共建筑時，他能夠翻到書中相關部分，并且找到最匹配的建筑特征。從那里開始，讀者能夠按照各種“指示牌”，在第二章和第三章中找到特定的建筑元素及其細節(jié)。

第二章討論了建筑的結構，前提是幾乎所有的建筑語言在某種程度上都是來源于對建筑結構的基本表達。就這點而論，結構超越了特定的建筑風格，并且集中在一些基礎的結構元素—圓柱和墩柱、拱券、混凝土和鋼的現(xiàn)代結構，這些元素以各種形式出現(xiàn)在不同的建筑類型中，并且成為了不同建筑語言的關鍵組成部分。這一章的作用類似于“指路系統(tǒng)”，可以幫助讀者在其他章節(jié)找到相關信息，并且因為對部分建筑元素的解釋相當詳細，這一章也是部分內(nèi)容的“終點站”。

第三章講解了建筑元素。這些元素是所有建筑物的關鍵組成部分，無論是哪種建筑風格、規(guī)模或形式。它們是墻體和表皮、窗和門、屋頂、樓梯和電梯。除了建筑物的整體形式和規(guī)模，特殊建筑元素的運用方式也是幫助建筑物傳達意義的主要手段之一。因此，這些元素的運用方法可能極其迥異，如墻壁的粉刷、窗戶的間隔和特殊風格、屋頂包層材料的選擇，等等。本章力求最大可能地介紹更多建筑元素。

《解讀建筑》最后列出了一個標準的術語表，可與《解讀建筑》中出現(xiàn)的插圖詞條交叉參考。這個術語表只包含了前三章中出現(xiàn)的詞條，雖然比較綜合，但也絕不是百科全書性質(zhì)，整本書也是如此。此書的著力點是明顯的建筑元素和特征，很多有關建筑物結構的較模糊的構件并沒有涉及。另外，為了更加清晰簡潔，一些特別陳舊的術語也被省去了。還有值得一提的是，雖然從20世紀后期開始，建筑已經(jīng)越發(fā)國際化并且有些近期的例子超出了歐洲或其影響范圍之外，但是《解讀建筑》的討論仍主要集中在西方建筑傳統(tǒng)。希望了解非西方建筑的讀者，可以參考更多專業(yè)書籍。

金屬零件產(chǎn)生疲勞斷裂的原因各不相同，歸納起來可以從內(nèi)因（材料的化學成分、組織、內(nèi)部缺陷、材料強韌化、材料的選擇及熱處理狀況等）和外因（零件幾何形狀及表面狀態(tài)、裝配與連接、使用環(huán)境因素、結構設計、載荷特性等）兩個方面來考慮。

1、表面狀態(tài)

表面的粗糙度對材料的靜強度影響不大，但對疲勞強度則有非常明顯的影響。承受彎曲疲勞及扭轉疲勞負荷的構件，其表面應力最高。大量疲勞失效分析表明，疲勞斷裂絕大多數(shù)起源于構件的表面。因此，凡是制造工藝過程中產(chǎn)生各類裂紋（如淬火裂紋），尖銳缺口（如表面粗糙度不符合要求、加工刀痕等）都將導致疲勞裂紋的形成并降低構件的疲勞壽命。表面粗糙度值越低，材料的疲勞極限越高，材料強度越高，表面粗糙度對疲勞極限的影響越顯著。

2、零件的幾何形狀及尺寸

零件的幾何形狀不合理，如存在槽、孔、圓角、缺口和螺紋等常見的外形不連續(xù)形式。由于外形不連續(xù)，就會產(chǎn)生應力集中。大的應力集中對疲勞裂紋形成和擴展有很大作用。

零件尺寸對疲勞強度也有較大的影響，在彎曲、扭轉載荷作用下其影響更大。一般來說，隨著零件尺寸的增大，其疲勞極限下降。而且缺口試樣比光滑試樣的尺寸效應更為顯著。

疲勞強度尺寸效應的原因，其一是尺寸增大會增加表面的各種缺陷，增大疲勞裂紋的萌生概率；其二是零件尺寸增大會降低彎曲、扭轉零件截面的應力梯度，增大表層高應力的體積，增加萌生疲勞裂紋的概率，因而其疲勞強度就降低。

3、裝配與連接效應

裝配與連接效應對零件的疲勞壽命有很大影響。正確的擰緊力矩可使其疲勞壽命提高5倍以上，過大的擰緊力并非對提高連接的可靠性有利。

4、載荷特性

零件所受的載荷應力超過材料的疲勞極限時。定義為“超載”，低于疲勞極限的應力稱為“次載”。對于高周疲勞，增大應力則會出現(xiàn)：a容易產(chǎn)生多個裂紋；b疲勞條帶之間的距離增大；c最終瞬斷區(qū)的面積增大。而金屬在低于疲勞極限的應力下先運轉一定次數(shù)后，則可以提高疲勞極限，這種次載荷強化作用稱為次載鍛煉。這種現(xiàn)象可能是應力應變循環(huán)產(chǎn)生的硬化及局部應力集中松弛的結果。

不同零件在工作時具有不同的載荷頻率，載荷頻率在一定范圍內(nèi)可以提高疲勞強度，這可能是和每一周次的塑性應變累積損傷量不同有關。

實際零件在工作時都是非連續(xù)（有間歇）運行的，當加載應力低于并接近于疲勞極限時，間歇加載提高疲勞效果比較明顯，而間歇超載加載則會降低疲勞強度。因為在次載時有疲勞強化，間歇可進一步應變時效強化，故能提高疲勞強度；而在超載時因其損傷積累有疲勞弱化，間歇也不起作用。

5、材料的組織和性能

抗疲勞性能好的材料應當成分均勻，組織細小均勻，無內(nèi)在連續(xù)缺陷，缺口敏感性小，循環(huán)韌性大。

在各類結構工程材料中，結構鋼的疲勞強度最高。在結構鋼中，碳具有固溶強化及與碳化物元素有彌散強化的作用，可提高材料的形變抗力；而合金元素主要是通過提高鋼的淬透性和改善鋼的強韌性來影響疲勞強度，細化晶?？商岣咂趶姸?。鋼的熱處理組織中，細小均勻的回火馬氏體較珠光體加馬氏體及貝氏體加馬氏體混合組織具有更佳的疲勞抗力；鐵素體加珠光體組織鋼材的疲勞抗力隨珠光體組織含量的增加而增加；任何增加材料抗拉強度的熱處理通常均能提高材料的疲勞抗力。鑄鐵，特別是球墨鑄鐵，具有足夠的強度和極小的缺口敏感性，因此具有較好的疲勞性能。而非金屬夾雜物、疏松、偏析等缺陷均使材料的疲勞抗力降低。因此，金屬材料的組織不均勻性及其組織狀態(tài)不良，材料選用不當或在生產(chǎn)過程中由于管理不善而錯用材料是造成疲勞斷裂的重要原因。

6、使用環(huán)境

環(huán)境因素（低溫、高溫及腐蝕介質(zhì)等）的變化，會使材料的疲勞強度顯著降低，往往引起零件過早的發(fā)生斷裂失效。

一般來說，溫度降低、疲勞強度升高；溫度升高，疲勞強度降低。這是因為金屬的變形抗力下降，使疲勞裂紋容易形成。高溫下金屬通常不存在疲勞極限。

腐蝕性環(huán)境對材料的靜強度雖然有一定的影響，但其影響程度遠不如它對疲勞極限的影響。通常，對腐蝕環(huán)境敏感的材料，其疲勞性能降低比較顯著。如對于一般中等強度的合金結構鋼，腐蝕環(huán)境可使其疲勞極限下降l/3~l/2。因此，腐蝕與疲勞疊加在一起，發(fā)生交互作用，于是腐蝕疲勞極限比在無腐蝕條件下的疲勞極限低。2100433B

《建筑作品解讀》內(nèi)容簡介：建筑作為個體，它像一《建筑作品解讀》，世界上有多種多樣數(shù)不清的建筑，如同浩如煙海的書琳瑯滿目。寫文章就要閱讀大量的書，從中獲得知識，得到啟發(fā)和借鑒，讀書是文學創(chuàng)作準備工作之一，是為了更好地創(chuàng)作。同樣，要進行建筑藝術創(chuàng)作，也要解讀建筑，勤于觀察，深入思考，為創(chuàng)作更加完美的建筑作準備文章有自己的創(chuàng)作目的，它表達情感、注意受眾對象和接受性。