某工業廠房二次改造結構加固設計與實踐

顧吉慶

中車大連機車車輛有限公司 遼寧大連 116000

隨著經濟社會的進步以及建筑業的發展，人們對建筑物的功能要求日益增多。但因為既有建筑物的使用壽命一般較長，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，也會造成歷史人文等精神內涵的流失。因此對既有建筑物進行富有適應性的改造，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，延續既有建筑物歷史精神內涵的首選途徑。

1 工程結構加固技術應用現狀

1.1 增大截面加固法實際操作難度較大

對鋼筋混凝土建筑構件進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，應用廣泛，但是在實際應用過程中仍然存在精準度不夠、施工時間過長、實際操作困難等問題。這些問題限制了改造工程的施工進度，不利于建筑改造工程結構加固的快速推廣與發展。

1.2 結構加固前期準備工作不充分

當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，缺少相關的數據收集；也沒有對建筑所處的自然環境和人為因素進行充分的調研，缺乏科學合理的分析和探討，只是憑經驗和構件現狀盲目進行加固。使得建筑的結構加固位置不合理，采用的加固方法不合適，進而破壞了建筑原有的美觀性和功能性，既浪費了人力、財力、物力，又破壞了建筑構件，得不償失。

2 結構加固工程設計方案確定

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

3 工廠結構改造加固方法

3.1 置換混凝土加固法

置換混凝土加固法是一種強化技術，在此技術中，對于結構中約束不足或質量嚴重缺陷的混凝土構件，將移除壓力厚度較低或質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力。如果無法執行此操作，請考慮梁的頂部以進行卸載。因此，此強度方法適用于壓力區域中混凝土結構較大的建筑，或存在嚴重缺陷（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強法，是指用專用膠結劑把薄鋼板與混凝土構件表面粘貼在一起，使薄鋼板與混凝土協同工作的加固方法。其主要優點在于不需要破壞被加固的原有結構物且幾乎不會增大原有結構物的尺寸，可以提高構件的剛度，限制其裂縫的開展，且施工工藝簡單，施工周期較短，一般構件加固3d后即可受力使用，適用于應急的加固工程。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錨桿需放置在設計制定位置，嚴禁鋼板打眼時撕裂損傷鋼板。③涂膠粘劑后將鋼板按設計位置布置并固定，專用結構膠結劑的膠層強度應高于混凝土的強度，膠結劑層與加固鋼板的厚度不超過10mm，保證粘結的鋼板能夠與混凝土協同工作，共同承擔荷載。④維修保養：該鋼板加固長期使用的環境溫度應該不高于60℃，后續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、結構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。構造塊相對簡單，工作量較小，但鋼的使用非常廣泛，花費較高的費用。因此，此強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構。

3.4 膠帶的魯棒性

碳纖維混凝土構件的插入原理是，纖維在加固沖擊結構中具有拉伸應力，提高構件的承載力，增加剪力，限制裂縫的產生和發展，提高抗御能力，恢復抗御能力。設計時，請注意以下四點：①材料準備。碳纖維織物、JGN-P底膠、JGN-C粘浸膠。②利用機械打磨消除混凝土構件被粘貼接面上的灰漿、油污、松散的沙粒等，轉角部位要倒角。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，當指觸干燥時即可立即進行下步施工。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碾壓，不得留有氣泡，外層碳纖維布表面應均勻涂刷一道粘合劑。

3.5 體外預應力加固法

體外預應力加固法是通過施加體外預應力，使原結構、構件的受力得到改善或調整的一種間接加固法。該法可改變整個結構的內力分布，降低結構自身應力，消除新加桿件的應變滯后現象，對于采用一般方法加固效果不理想的工程，比如大型結構的加固時也會使用這種方法。缺點在于如果在有生產性熱源并且表面溫度在60℃以上時，很難進行防護處理，實際應用時預應力加固法需花費較高的費用。

4 結語

舊廠房改造項目，往往因原設計與現行的規范要求不符，或原始布局因功能需要而進行調整等影響，導致加固工程的設計及施工存在諸多困難，本文介紹了舊廠房改造項目結構加固工程設計時方案的確定，其次分析了結構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，給類似項目的設計及施工提供了參考。