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1、某工业厂房加固改造的方案设计与施工 刘晓玲 魏敬东 焦健（山东莱芜钢铁集团）摘 要 旧有工业厂房的加固和改造是近年来建筑加固和改造行业的一个热点，本文通过一具体工程实例，介绍如何运用新的技术和方法对旧有工业厂房进行加固和改造，对今后此类问题的处理提供一些参考。关键词 旧有工业厂房 加固 改造1 工程概况山东莱钢股份特殊钢厂一炼钢车间建于1970年，分一期、二期工程。未进行过重大土建技术改造。一、二期工程厂房总建筑面积11000m2。厂房结构类型以独立基础、钢筋混凝土柱、钢筋混凝土屋面梁、钢筋混凝土屋架、钢屋架、钢天窗架、钢筋混凝土大型屋面板体系为主。一期厂房屋架为24m、18m钢屋架，钢天窗架
2、；二期采用24m、18m钢筋混凝土拱形屋架，钢筋混凝土天窗架。屋面体系均为钢筋混凝土密肋板、大型屋面板。厂房投产至今26年来分别作过三次可靠性检测鉴定。主跨吊车由原设计30t升级为40t。原有钢筋砼吊车梁部分更换为钢吊车梁。为满足生产节奏的日益提高，保证生产的顺利进行，据2003年八月“山东省建筑工程质量监检验测试中心”的检验报告，总公司于2003年9月决定对该厂房进行加固和维修，施工工期为二个月。2 加固范围及方案 根据“山东省建筑工程质量监督检验测试中心”2003年八月的检验报告，经技术人员现场查看及查阅有关加固工程，从安全可靠和经济合理的角度出发，首先确定加固范围，并对主要构件提出一下加
3、固方案。2.1 钢屋架对钢屋架个别受压杆件承载力不足，采用粘贴钢板加固技术。因建筑物已经使用近30年，钢结构内部应力场已经形成，如采用焊接方法，将破坏原结构应力场，可能会对整个建筑带来隐患。所以最后决定采用粘钢加固技术，其加固范围及技术要求如下：1） 根据我国钢结构设计规范（GBJ17-88），复核钢屋架上弦CD与支座斜杆Ba的承载力不足（0.90R/os0.95），在目前使用条件下，虽没发生安全问题，但安全度较低，应采取加固措施，加固范围为全部24m跨钢屋架。2） 跨中下弦柔性系杆TC-35的长细比低于国家规范要求，宜采取加固措施。3） 钢屋架的可靠性低于国家规范要求较多，不允许在钢屋架上悬
4、挂附加重量，副跨车间现有的悬挂荷载应该撤除。确因生产需要而不能撤除者，近期可分散悬挂于下弦节点，不允许悬挂于上弦和其他杆件中央。从长期来看，应在屋架加固时同时考虑生产所必需的悬挂荷载。4） 钢屋架锚栓普遍松动，所有钢屋架支座螺栓应全面紧固一次，个别支撑连接螺栓漏拧，也应紧固。5） 所有锈蚀部位均应除锈补刷油漆。2.2 钢筋混凝土密肋板、大型屋面板建筑物使用时间较长，混凝土构件的炭化深度基本上已达到混凝土保护层的厚度，并且产生细微的裂缝，固使得构件强度有所降低。考虑构件承载力下降不多，以及施工条件，工程造价等因素，并考虑构件的耐久性决定选用粘贴碳纤维进行加固。因为碳纤维布本身就具有很好的耐腐蚀性
5、，且加固方法更简便快捷。对部分损坏严重的密肋板进行更换处理。因为二期厂房的大型屋面板混凝土炭化深度基本上已达到钢筋保护层。如再不采取保护措施，炭化深度就可能继续增加，从而造成钢筋锈蚀破坏，导致整个构件破坏。同时考虑到需要处理的屋面板面积较大，更换时间、工艺都有困难及资金投入较大，结合检测报告和实际情况，决定采用价格比较经济的粘贴玻璃纤维布进行加固耐久性处理。不仅可以修补混凝土裂缝隔离混凝土与大气的接触，而且可以起到加固板的效果。在结构胶的选型上选用了“大连东方胶粘剂厂”的JC-86型强力结构胶。加固范围及要求如下：1） 屋面开孔附近的d级板不能继续使用，必须立即更换或加固。其他部位的c、d级板
6、雨漏部位应立即进行耐久性处理。2） C级板及钢筋混凝土屋面梁下弦杆应根据使用情况采取粘贴碳纤维加固，加固简图如图1。3） 换密肋板后的重量不允许超过现有屋面重量。屋面改造或加固时，要进行钢屋架和天窗架等结构与连接的承载力复核。4） 必须防止密肋板、大型板处于潮湿甚至雨漏环境，避免长时期的有害气体（如（CO2和SO2等）侵蚀。5） 屋面板不允许超载。3 加固施工加固施工的具体步骤和要求如下：1） 沿梁长度方向，在混凝土3个面粘贴碳纤维布，再在梁端粘贴碳纤维箍，其作用是增强抗剪能力和增加梁底碳纤维布的锚固。2） 根据碳纤维加固施工方法与要求，先对混凝土表面缺陷（蜂窝、麻面、空洞、漏筋、裂缝、混凝土
7、脱落等）进行检查、修补，再用底胶进行混凝土面处理，待底胶少干后用修补胶进行修补，最后用粘结胶把碳纤维粘于处理好的混凝土构件表面。严格按碳纤维片材加固混凝土结构技术规程（CECS146：2003）要求进行施工。3） 粘钢加固施工方法与要求：除去混凝土表面浮灰，用钢丝砂轮片打磨出结构本体，同时除去钢板表面油漆、锈迹，新旧钢板均打磨至漏出金属光泽，并用丙酮进行擦洗。4） 粘钢加固时，在钢板表面均匀涂抹结构胶，通过拧紧C形卡具的紧固螺栓，对粘贴的钢板加压，来保证粘贴质量。同时严格按混凝土结构加固技术规范（CECS25：90）进行施工。5） 加固好的构件进行防锈处理。4 工程竣工情况该加固工程于2003
8、年9月12日开工，于2003年11月20日完工，施工期间未停产。加固粘钢共计560m2，碳纤维450 m2，玻璃纤维布980 m2 ，加固共投资46.6万元。在工程竣工后通过有关部门验收，加固后的各项指标均符合规范要求，各构件均能满足加固后的使用要求。使用情况良好。5 结论本工程实例说明粘钢及粘贴纤维布增强复合材料加固可以增强构件的抗弯、抗剪能力，提高构件的承载能力；提高原构件的延性，增强抗震能力；提高构件的抗裂性，延长构件的使用寿命。同时又具有施工工艺简便不影响生产，不增加结构的截面尺寸和重量，为旧工业建筑改造提供了一条好的途径。而且随着社会发展和技术进步，加固用材料也从最初进口到现在我国加固企业自主生产，所以粘钢及粘贴纤维布增强复合材料加固的应用也会越来越广泛。参考文献1 莱钢特钢一炼车间结构安全性鉴定检验报告。2 混凝土结构加固技术规范（CECS25）。3 碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程（CECS146）。4 纤维增强复合材料加固混凝土结构技术规程（DGJ/TJ08-2000）。5 钢结构焊接规范（JGJ81-2002）。6 钢结构设计规范（GB50017-2003）7 张友才，段敬民等，建筑物的检测、鉴定、加固与改造北京：冶金工业出版社，1997