某工業(yè)廠房二次改造結(jié)構(gòu)加固設(shè)計與實(shí)踐

顧吉慶

中車大連機(jī)車車輛有限公司 遼寧大連 116000

隨著經(jīng)濟(jì)社會的進(jìn)步以及建筑業(yè)的發(fā)展，人們對建筑物的功能要求日益增多。但因?yàn)榧扔薪ㄖ锏氖褂脡勖话爿^長，且某些建筑物具有特殊的歷史意義，拆除新建不僅會造成人力物力等的資源浪費(fèi)，也會造成歷史人文等精神內(nèi)涵的流失。因此對既有建筑物進(jìn)行富有適應(yīng)性的改造，成為延長既有建筑物使用壽命，增加既有建筑物的使用功能，延續(xù)既有建筑物歷史精神內(nèi)涵的首選途徑。

1 工程結(jié)構(gòu)加固技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 增大截面加固法實(shí)際操作難度較大

對鋼筋混凝土建筑構(gòu)件進(jìn)行加固改造的主要方法之一就是增大截面加固法，該方法行之有效，應(yīng)用廣泛，但是在實(shí)際應(yīng)用過程中仍然存在精準(zhǔn)度不夠、施工時間過長、實(shí)際操作困難等問題。這些問題限制了改造工程的施工進(jìn)度，不利于建筑改造工程結(jié)構(gòu)加固的快速推廣與發(fā)展。

1.2 結(jié)構(gòu)加固前期準(zhǔn)備工作不充分

當(dāng)前我國建筑改造加固行為存在一定的盲目性，前期的勘測檢查工作并不充分，缺少相關(guān)的數(shù)據(jù)收集；也沒有對建筑所處的自然環(huán)境和人為因素進(jìn)行充分的調(diào)研，缺乏科學(xué)合理的分析和探討，只是憑經(jīng)驗(yàn)和構(gòu)件現(xiàn)狀盲目進(jìn)行加固。使得建筑的結(jié)構(gòu)加固位置不合理，采用的加固方法不合適，進(jìn)而破壞了建筑原有的美觀性和功能性，既浪費(fèi)了人力、財力、物力，又破壞了建筑構(gòu)件，得不償失。

2 結(jié)構(gòu)加固工程設(shè)計方案確定

對廠房混凝土排架柱，采用增大截面加固法進(jìn)行加固設(shè)計，并保證柱子下端嵌固于基礎(chǔ)頂面。屋面桁架局部增設(shè)水平和豎向支撐體系，增加屋面的整體剛度，保證地震及風(fēng)荷載水平力的有效傳遞。廠房外圍護(hù)墻增設(shè)圈梁和構(gòu)造柱，用于滿足主廠房承載力和現(xiàn)行抗震規(guī)范的構(gòu)造要求。采用在主廠房內(nèi)新增獨(dú)立的鋼框架，懸掛建筑新增功能性房間的吊頂、設(shè)備及內(nèi)隔墻，且鋼框架與原有廠房主體結(jié)構(gòu)完全脫開，保證主體結(jié)構(gòu)的安全。對附樓采用混凝土圍套加固原有獨(dú)立磚柱，以增加獨(dú)立磚柱的剛度及延性；局部增設(shè)抗震橫墻，以滿足《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》對抗震橫墻的間距不超過11m的要求。在西側(cè)墻體、樓梯間對應(yīng)的墻體采用鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固法，以增加墻體的整體性及延性。在東側(cè)外縱墻增設(shè)構(gòu)造柱，以解決獨(dú)立磚柱與后砌承重墻之間的豎向通縫問題。

3 工廠結(jié)構(gòu)改造加固方法

3.1 置換混凝土加固法

置換混凝土加固法是一種強(qiáng)化技術(shù)，在此技術(shù)中，對于結(jié)構(gòu)中約束不足或質(zhì)量嚴(yán)重缺陷的混凝土構(gòu)件，將移除壓力厚度較低或質(zhì)量缺陷的混凝土部分，然后將其替換為較高的混凝土或凹槽值。固定會將頂部貼附至原始零件，并在設(shè)計過程中計算和控制原始特征的承載力，然后再使用它，例如固定柱和加固墻。請注意，混凝土的替換剖面不能承受拉伸應(yīng)力。如果無法執(zhí)行此操作，請考慮梁的頂部以進(jìn)行卸載。因此，此強(qiáng)度方法適用于壓力區(qū)域中混凝土結(jié)構(gòu)較大的建筑，或存在嚴(yán)重缺陷（例如建筑梁）的建筑。

3.2 粘貼鋼板加固法

粘貼鋼板加固法又稱鋼板粘貼補(bǔ)強(qiáng)法，是指用專用膠結(jié)劑把薄鋼板與混凝土構(gòu)件表面粘貼在一起，使薄鋼板與混凝土協(xié)同工作的加固方法。其主要優(yōu)點(diǎn)在于不需要破壞被加固的原有結(jié)構(gòu)物且?guī)缀醪粫龃笤薪Y(jié)構(gòu)物的尺寸，可以提高構(gòu)件的剛度，限制其裂縫的開展，且施工工藝簡單，施工周期較短，一般構(gòu)件加固3d后即可受力使用，適用于應(yīng)急的加固工程。施工過程中的注意事項包括以下4條：①材料準(zhǔn)備：粘貼鋼板加固工程所用到的材料主要包括熱軋鋼板，膠粘劑等。②錨桿需放置在設(shè)計制定位置，嚴(yán)禁鋼板打眼時撕裂損傷鋼板。③涂膠粘劑后將鋼板按設(shè)計位置布置并固定，專用結(jié)構(gòu)膠結(jié)劑的膠層強(qiáng)度應(yīng)高于混凝土的強(qiáng)度，膠結(jié)劑層與加固鋼板的厚度不超過10mm，保證粘結(jié)的鋼板能夠與混凝土協(xié)同工作，共同承擔(dān)荷載。④維修保養(yǎng)：該鋼板加固長期使用的環(huán)境溫度應(yīng)該不高于60℃，后續(xù)做好鋼板的防腐處理。

3.3 粘接外包鋼的魯棒性

粘接方式是一種固定的方法，在這種方法中，用角鋼、鋼、結(jié)構(gòu)鋼或鋼的安裝將型鋼固定在原始混凝土零件的表面、周圍或兩側(cè)。構(gòu)造塊相對簡單，工作量較小，但鋼的使用非常廣泛，花費(fèi)較高的費(fèi)用。因此，此強(qiáng)度方法僅適用于無法增加原始零件剖面框且需要大幅增加承載能力的混凝土結(jié)構(gòu)。

3.4 膠帶的魯棒性

碳纖維混凝土構(gòu)件的插入原理是，纖維在加固沖擊結(jié)構(gòu)中具有拉伸應(yīng)力，提高構(gòu)件的承載力，增加剪力，限制裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，提高抗御能力，恢復(fù)抗御能力。設(shè)計時，請注意以下四點(diǎn)：①材料準(zhǔn)備。碳纖維織物、JGN-P底膠、JGN-C粘浸膠。②利用機(jī)械打磨消除混凝土構(gòu)件被粘貼接面上的灰漿、油污、松散的沙粒等，轉(zhuǎn)角部位要倒角。③除去混凝土表面浮灰，并用酒精擦拭處理。將底膠用滾刷均勻地涂抹至粘接面，當(dāng)指觸干燥時即可立即進(jìn)行下步施工。④將粘浸膠用滾刷、刮板蘸膠均勻涂抹到混凝土粘接面上，使用硬橡膠輥或塑料刮板往復(fù)碾壓，不得留有氣泡，外層碳纖維布表面應(yīng)均勻涂刷一道粘合劑。

3.5 體外預(yù)應(yīng)力加固法

體外預(yù)應(yīng)力加固法是通過施加體外預(yù)應(yīng)力，使原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的受力得到改善或調(diào)整的一種間接加固法。該法可改變整個結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布，降低結(jié)構(gòu)自身應(yīng)力，消除新加桿件的應(yīng)變滯后現(xiàn)象，對于采用一般方法加固效果不理想的工程，比如大型結(jié)構(gòu)的加固時也會使用這種方法。缺點(diǎn)在于如果在有生產(chǎn)性熱源并且表面溫度在60℃以上時，很難進(jìn)行防護(hù)處理，實(shí)際應(yīng)用時預(yù)應(yīng)力加固法需花費(fèi)較高的費(fèi)用。

4 結(jié)語

舊廠房改造項目，往往因原設(shè)計與現(xiàn)行的規(guī)范要求不符，或原始布局因功能需要而進(jìn)行調(diào)整等影響，導(dǎo)致加固工程的設(shè)計及施工存在諸多困難，本文介紹了舊廠房改造項目結(jié)構(gòu)加固工程設(shè)計時方案的確定，其次分析了結(jié)構(gòu)加固工程施工過程中的主要問題及解決方法，最后列舉了加固工程具體施工要點(diǎn)，給類似項目的設(shè)計及施工提供了參考。