1、浅谈工业厂房工程加固改造设计摘要：随着社会的发展与进步，我们越来越重视工业厂房的加固与改造，工业厂房的加固与改造对于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍工业厂房的加固与改造的有关内容。 关键词工耶；厂房；加固；工艺；改造；设计；检测； 中图分类号： S611 文献标识码： A 引言 工业厂房由于扩建、改建或使用功能改变而导致荷载增加或结构体系部分变化，对既有结构进行加固改造，满足新的使用要求，已成为建筑结构设计重要组成部分。为了适应可持续发展的战略要求，扩大生产能力，满足市场需求，对原有老工业厂房的改造、加固日益增多，已成为建筑领域重要组成部分。 一、工程概况 某工业厂房长 75m, 宽 3
2、0m, 建筑面积 2296165m2, 该厂房为钢筋混凝土三跨排架结构, 柱距 5m, 三跨跨度依次为 7m, 16m, 7m, 当时设计单位根据建筑方要求, 未考虑吊车。原地耐力设计值取 10tPm2, 混凝土为 110# ( 相当于 C9) , 钢筋屈服极限 2500kgPcm2( 相当于 Q235) 。围护墙采用 75#粘土砖和 15# 混合砂浆。当时所用钢屋架一部分利用旧屋架, 另一部分配合屋架高度重新设计。现要求, 在该厂房中间跨拟增设一台 10t 吊车, 在两个边跨各增设一台 2t 吊车, 故需对整个厂房作改造加固处理。 二、现场检测与分析 为了解原有厂房结构的安全性、适用性和耐久
3、性是否满足要求，在加固改造前必须要对原有厂房结构进行检测和鉴定，对其可靠性做出正确评价。检测和鉴定工作应由有相应资质和经验的单位承担。检测时可根据房屋结构实际情况和特点确定重点内容，钢筋混凝土结构应着重检测构件的混凝土等级、钢筋配置、裂缝情况、混凝土炭化深度及钢筋锈蚀程度、蜂窝缺陷等；钢结构主要是对构件及其连接(铆钉、普通螺栓和高强螺栓)、焊接接头缺陷及构件锈蚀等进行检测；砌体结构主要是对承重砌体的强度、裂缝进行检测。结构鉴定的目的是根据检测的结果，依据现行国家和行业标准和规范，对结构进行验算、分析，找出薄弱环节，评价其安全性、适用性和耐久性，提出加固改造的建议。当与抗震加固结合进行时，尚应按
4、现行国家标准和规范进行抗震能力鉴定，鉴定的评价报告是加固改造设计的依据。对于原有工业厂房的改造，还应根据生产工艺的改变，对厂房损伤部分进行全面的修复，保持原结构功能，然后按规范和改建要求，进行结构计算和分析，对不满足要求的结构体系进行补强，对不满足要求的承重构件(如基础、柱、梁等)进行加固，使其达到规范、规程的要求。改造加固设计所采用的材料尽可能采用轻质高强类材料，最低限度地增加荷载，以减少地震反应，尽量保持原结构受力体系不变，这样可以避免对原有承重构件和基础进行加固处理。 三、改造加固设计 考虑本次改造后增加吊车荷载, 且结构自重有所加大, 原基础、柱和梁的承载力均不能满足要求,需进行加固处
5、理。 3.1 地基基础加固 地基基础加固采用植筋扩大基础断面和增加基础高度的方式进行加固。因增加了吊车荷载, 原地基承载力设计值不足, 但考虑数十年的地基预压, 则根据 5 既有建筑地基基础加固技术规范 6( JGJ 123-2000)承载力有一定程度的提高, 故通过计算得知所需加大的基础底面面积不大。其作法是, 在原基础四周植入钢筋 , 植筋的锚固长度为 15d( d 为钢筋直径), 基础植筋均采用 12 螺纹钢筋, 植筋锚固深度取为 180mm, 再用新浇混凝土的方式适当加厚加宽基础放脚的尺寸, 在基础验算时, 除保证植筋的强度外, 考虑植筋深度的局限性, 利用原基础板中的钢筋, 对基础做
6、整体强度验算。另一方面, 基础加厚时, 柱子的纵向主筋在植入原基础锚固的同时, 基础加高部分混凝土也可以为柱子纵向主筋提供锚固点, 使加固后基础与柱子之间有良好的连接, 接近于固定支座的效果 为保证基础新旧混凝土界面的可靠连接, 将原基础表面凿毛洗净, 并适当植入一定数量的拉接钢筋, 在浇注混凝土之前, 刷纯水泥浆一道。为使柱子的主筋有良好的锚固, 柱子的主筋应植入原基础 15d , 基础加固后及时回填并夯实。 3.2 柱子加固 因原结构建于五十年代, 柱子长细比较大, 截面尺寸偏小, 由于吊车梁牛腿位于柱高度方向中上部,故增设吊车的荷载, 仅对下柱影响较大, 对于上柱影响较小, 因而对下柱采
7、用灌浆料扩大断面的加固方式, 此法较大程度地提高了柱子的承载能力。对于上柱, 增加设备对其影响较小, 则采用粘钢加固即可。 3.2.1 下柱扩大截面的加固 下柱主筋采用结构胶植入基础不小于 15d,本工程加固所用主筋为 25 螺纹钢筋, 植入基础深度取 400mm。柱子箍筋分环箍和附加箍筋两种, 箍筋均采用 12 螺纹钢筋, 其中附加箍筋采用植筋的方法植入原柱 15d, 为 180mm, 以保证新旧混凝土的可靠连接, 同时, 原混凝土表面凿毛洗净, 并刷纯水泥浆一道后, 再浇注新混凝土。原设计的柱底与基础为铰接节点, 本方案在柱和基础都同时加大断面后将柱与基础连接改为刚接, 使结构受力性能更加
8、合理 3.2.2 上柱粘钢加固 上柱采用粘钢法加固, 在柱子四角沿纵向粘 150mm 宽、5mm 厚的钢板, 并在柱子四边沿柱子高度方向每隔 200mm 粘一条 50mm 宽、3mm 厚的封闭钢箍带, 箍带搭接 200mm。在粘钢前先将粘钢处柱子混凝土表面打磨粗糙后再用结构胶粘钢加固, 最后再在钢板表面粉刷厚度为 30mm 的水泥砂浆 3.3 牛腿加固 因本次改造需在中间跨增设 10t 桥式吊车, 为满足使用要求, 需要在吊车标高平面的柱上加大原牛腿。在安全可靠性、经济合理性和施工可行性等方面进行对比后确定采用植筋, 再用灌浆料加大牛腿的方法, 此方法可有效解决结构的抗剪、抗弯和拉接等问题.
9、3.4 梁加固 3.4.1 粘钢梁的加固 对于承载能力不足的梁, 采取粘钢加固, 此方法有施工周期短、耐久性好、不增大构件截面、无湿作业等优点。具体作法为, 在梁底粘贴 2 层 5mm 厚钢板以增强正截面抗弯承载力, 在梁侧采用 50mm 宽、3mm 厚的 U 型箍带对斜截面进行加固以满足斜截面抗剪要求, 为使箍带有良好的锚固, 在板下梁的两侧各粘贴一道沿梁通长的锚固压条。 3.4.2 扩大断面梁的加固 边跨内新增设 2t 吊车悬挂于原屋面梁下, 经验算, 截面尺寸为 200mm 400mm 的边梁, 其承载力不够, 则采用灌浆料扩大梁断面的方法对该梁进行加固。其作法为: 将梁的两侧每边各增加
10、 100mm,梁底加高 200mm, 梁底正弯矩钢筋植入两边柱中, 箍筋植入原梁中, 将原梁表面凿毛洗净, 并刷纯水泥浆一道, 然后支模板浇注灌浆料。 四、加固效果及抗震验算 加固后对该厂房按丙级建筑考虑, 抗震设防烈度取 8 度,类场地, 设计地震分组为第一组, 设计基本地震加速度为 012g, 采用 PKPM 系列工程软件对加固后的结构进行承载力验算, 验算结果表明, 加固后结构的承载力与变形均满足现行规范要求。 结束语 原有厂房改造已成为建筑结构设计的重要组成部分，对缓解资源短缺压力，以及人们对房屋建筑的新要求，起着重要的作用。实际工程千差万别，改造设计方案应视工程现场情况、甲方要求以及施工水平等多种因素来综合确定，保证建筑物安全正常使用，是社会的需要，也是设计人员的责任和义务。 参考文献 1 CECS03: 88, 钻芯法检测混凝土强度技术规程 S 2 JGJPT23- 2001, 回弹法检测混凝土强度技术规程 S 3 GBJ144- 90, 工业厂房可靠性鉴定标准 S 4 GB 50007- 2002, 建筑地基基础设计规范 S 5 CECS25: 90, 混凝土结构加固技术规范 S 6 GB50010- 2002, 混凝土结构设计规范 S
