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1、老旧工业厂房主体结构承载力验算,结构工程论文随着我们国家建筑行业的快速发展，作为工业生产基础设施的工业厂房也得到了大规模快速的建设和发展，华而不实一些建设年代较早的厂房，从工业建筑寿命上讲已经进入了老年期。伴随着各种构造构件的自然老化、破损，以及遭到外界高温、高湿、酸碱性气体和各种人为因素影响，这类工业厂房构造可靠性及安全性已严重降低。因而有必要对已有工业厂房的主体构造承载力进行客观的验算，以对厂房的后续使用提供可靠的建议。 1 工程大概情况 介休市向明碳素实业有限公司原料车间建于 2004 年。该建筑平面呈矩形，长 31. 8 m,宽 12. 3 m,建筑总高度为 7. 85 m,总建筑面积
2、为 403. 44 m2.该车间为单层空旷砖混构造，砖墙与砖柱承重，屋面采用轻型拱桁架承重，上覆轻型彩钢板。该构造为单层，墙体厚度 240 mm,构造四角及墙体中间每隔一定距离设置砖壁柱，距离墙体顶端 1. 5 m 处设置有钢筋混凝土圈梁。圈梁以上墙体在砖壁柱的位置设置有钢筋混凝土构造短柱。该车间外观及内部情况现在状况见图 1 和图 2. 2 整体构造校核计算分析 以实际检测结果为根据，结合原设计图纸等相关资料，根据实际的荷载条件及材料性能，对该设备库主要构造构件的承载力进行建模验算。 2. 1 拱桁架构造承载力计算 根据现场检测结果，结合现场测绘图纸，采用 MIDAS Gen 构造设计软件对
3、该拱桁架构造建模并进行承载能力分析。MIDASGen 软件是一款主要面向建筑构造分析与设计的通用有限元分析软件，当前在世界各地的大中型工程项目中已经应用多年。拱桁架上下弦杆为 40 圆钢管，腹杆为 14 圆钢管。设计算模型分别见图 3.模型中构造自重由软件自动计算，荷载及计算参数的选取根据原设计图纸、结合现有构造做法和 GB 50009-2020 建筑构造荷载规范、GB 50017-2003 钢构造设计规范，具体参数见表 1. 经计算，该桁架强度验算应力比，整体稳定验算应力比及杆件长细比均知足规范要求。网架杆件承载力计算结果见图 4.【1】 根据上述验算结果，根据 GB 50144-2008
4、工业建筑可靠性鉴定标准第 6. 3. 3 条的有关规定，对网架构件的承载能力等级进行鉴定评级，具体结果见表 2.【2】 2. 2 整体承载力计算 根据现场检测结果，结合原构造设计图纸，采用 PKPM 构造设计软件对该排架构造的承载能力进行建模验算。构造整体计算模型见图 5.为了简化计算，本次验算假设屋面拱桁架只充当水平系杆的作用，不提供抗弯刚度。模型中构造自重由软件自动计算，荷载及计算参数根据原设计图纸及(建筑构造荷载规范(钢构造设计规范(空间网格构造技术规程选取，华而不实屋面荷载根据网架支座反力施加于排架柱顶，其他荷载参数及模型参数分别见表 3. 经计算，该构造所有承重墙体的静力受压抗力与荷
5、载效应比值均大于 1,这讲明该构造所有墙体构件的静力受压承载力知足GB 50003-2018 砌体构造设计规范的有关要求，该构造墙体高厚比均未超过 GB 50003-2018 砌体构造设计规范表6.1.1 中允许限值。【3】 3 构造可靠性鉴定 根据 GB 50144-2008 工业建筑可靠性鉴定标准第 7 节构造系统的鉴定评级要求，分别对地基基础、上部承重构造和围护构造三个构造系统的安全性等级和使用性等级进行评定。 3. 1 地基基础 根据前述现场采用 RTS-852R 全站仪分别对原料车间砌体构造整体垂直度、地基基础相对沉降变形进行观测的结果，并结合该构造上部墙体未发现有明显的裂缝的现在状
6、况，表示清楚该构造地基基础当前处于稳定状态，不会对构造安全造成影响。因而根据 GB50144-2008 工业建筑可靠性鉴定标准第 7. 2. 2 条，根据当前地基变形的现在状况，该厂房地基基础安全性评为 B 级。又根据 7. 2. 6条、7. 2. 7 条规定，将该厂房地基基础的正常使用性评为 B 级。 3. 2 上部承重构造 1 上部承重构造安全性等级评定。上部承重构造的安全性等级，应按构造整体性和承载功能两个项目评定，并取华而不实较低的评定等级作为上部构造的安全性等级，必要时可考虑过大水平位移或明显振动对该构造系统或华而不实部分构造安全性的影响。 a. 构造的整体性。构造整体性的评定应根据
7、构造布置和构造，按 GB 50144-2008 工业建筑可靠性鉴定标准表 7. 3. 2 的要求进行评定，并取构造布置和构造等级作为构造整体性的评定等级。 根据前述检测结果，原料车间现有构造布置总体合理，构造选型正确，构成完好的系统，传力途径基本明确。当前该构造各类构件之间的连接未出现明显的松动、损伤。 该原料车间建于 2004 年，受建设当时的设计、施工技术能力的限值，该构造在整体性构造及节点构造等方面与现行国家标准规范的要求存在一定的差距。但是该车间砖柱基本不存在明显外观质量缺陷及损伤 除了？/轴砖柱存在明显的损伤 .根据构造布置和构造、支撑系统两个项目，构造的整体性均评定为B 级。因而，
8、该构造的整体性综合评定为 B 级。 b. 构造的承载功能。经计算，该构造所有承重墙体的静力受压抗力与荷载效应比值均大于 1,这讲明该构造所有墙体构件的静力受压承载力知足 GB 50003-2018 砌体构造设计规范的有关要求。 根据拱桁架承载力验算结果可知，在正常受力的前提下，该屋面系统拱桁架构造的承载力基本知足正常使用要求，因而该部分构件的安全性等级根据构造和承载功能应评为 a 级。 综上所述，根据 GB 50144-2008 工业建筑可靠性鉴定标准第7. 3. 4 条的规定，该厂房的上部承重构造的承载功能应该评定为B 级。 2 上部承重构造使用性等级评定。上部承重构造的使用性等级应按上部承
9、重构造使用状况和构造水平位移两个项目评定，并取华而不实较低的评定等级作为上部承重构造的使用性等级。 根据损伤及构造，该车间墙及壁柱的使用性等级评为 b 级；根据变形现在状况，该车间墙及壁柱的使用性等级评为 b 级。则根据上述构件根据损伤和构造的使用性评级结果，该厂房上部承重构造的使用状况等级应评为 B 级。根据上述墙体构件根据变形现在状况的使用性评级结果，该厂房上部承重构造的水平位移项目等级应评为 B 级。该车间拱桁架根据构件的裂缝、变形、缺陷与损伤、腐蚀等项目进行评定，根据现场检测结果，该车间拱桁架使用性等级可评为 B 级。 综上所述，该车间上部承重构造的使用性等级综合评为 B 级。 3 上
10、部承重构造可靠性等级评定。综上所述，该厂房上部承重构造的安全性等级评为 B 级，使用性评为 B 级，因而上部承重构造的可靠性等级应评为 B 级。 3. 3 围护系统 根据上述检测结果并根据 GB 50144-2008 工业建筑可靠性鉴定标准第 7. 4 节的相关规定，对围护系统的使用性等级进行评级，统计结果如表 4 所示。根据评级结果，该原料车间围护构造使用性等级为 B,综合可靠性评级为 B 级。【4】 4 综合鉴定评级 工业建筑物的可靠性综合鉴定评级，可按所划分的鉴定单元进行可靠性等级评定，综合鉴定评级结果列入表 5.【5】 5 结论及建议 1 鉴定结论。根据 GB 50144-2008 工
11、业建筑可靠性鉴定标准的有关规定，介休市向明碳素实业有限公司原料车间现有构造的可靠性等级为二级，该车间现有构造的安全性和使用性能能够知足正常使用的要求。 2 建议。a. 对有缺陷损伤的构造构件尽快采取补修措施，如存在开裂及碰损的墙体和壁柱，破损较为严重的窗户及室外散水。b. 对采用轻型钢拱桁架承重，上覆轻型彩钢板的临时性屋面围护构造，建议定期进行检查，及时维修更换。 以下为参考文献： 1 GB 50009-2020,建筑构造荷载规范S. 2 GB 50017-2003,钢构造设计规范S. 3 JGJ 7-2018,空间网格构造技术规程S. 4 GB 50023-2018,建筑抗震鉴定标准S. 5 GB 50011-2018,建筑抗震设计规范S.