某工業(yè)廠房加固改造的方案設(shè)計(jì)與施工

1、某工業(yè)廠房加固改造的方案設(shè)計(jì)與施工 劉曉玲 魏敬東 焦?。ㄉ綎|萊蕪鋼鐵集團(tuán)）摘 要 舊有工業(yè)廠房的加固和改造是近年來建筑加固和改造行業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)，本文通過一具體工程實(shí)例，介紹如何運(yùn)用新的技術(shù)和方法對(duì)舊有工業(yè)廠房進(jìn)行加固和改造，對(duì)今后此類問題的處理提供一些參考。關(guān)鍵詞 舊有工業(yè)廠房 加固 改造1 工程概況山東萊鋼股份特殊鋼廠一煉鋼車間建于1970年，分一期、二期工程。未進(jìn)行過重大土建技術(shù)改造。一、二期工程廠房總建筑面積11000m2。廠房結(jié)構(gòu)類型以獨(dú)立基礎(chǔ)、鋼筋混凝土柱、鋼筋混凝土屋面梁、鋼筋混凝土屋架、鋼屋架、鋼天窗架、鋼筋混凝土大型屋面板體系為主。一期廠房屋架為24m、18m鋼屋架，鋼天窗架

2、；二期采用24m、18m鋼筋混凝土拱形屋架，鋼筋混凝土天窗架。屋面體系均為鋼筋混凝土密肋板、大型屋面板。廠房投產(chǎn)至今26年來分別作過三次可靠性檢測(cè)鑒定。主跨吊車由原設(shè)計(jì)30t升級(jí)為40t。原有鋼筋砼吊車梁部分更換為鋼吊車梁。為滿足生產(chǎn)節(jié)奏的日益提高，保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行，據(jù)2003年八月“山東省建筑工程質(zhì)量監(jiān)檢驗(yàn)測(cè)試中心”的檢驗(yàn)報(bào)告，總公司于2003年9月決定對(duì)該廠房進(jìn)行加固和維修，施工工期為二個(gè)月。2 加固范圍及方案 根據(jù)“山東省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心”2003年八月的檢驗(yàn)報(bào)告，經(jīng)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)查看及查閱有關(guān)加固工程，從安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理的角度出發(fā)，首先確定加固范圍，并對(duì)主要構(gòu)件提出一下加

3、固方案。2.1 鋼屋架對(duì)鋼屋架個(gè)別受壓桿件承載力不足，采用粘貼鋼板加固技術(shù)。因建筑物已經(jīng)使用近30年，鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力場(chǎng)已經(jīng)形成，如采用焊接方法，將破壞原結(jié)構(gòu)應(yīng)力場(chǎng)，可能會(huì)對(duì)整個(gè)建筑帶來隱患。所以最后決定采用粘鋼加固技術(shù)，其加固范圍及技術(shù)要求如下：1） 根據(jù)我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ17-88），復(fù)核鋼屋架上弦CD與支座斜桿Ba的承載力不足（0.90R/os<0.95），在目前使用條件下，雖沒發(fā)生安全問題，但安全度較低，應(yīng)采取加固措施，加固范圍為全部24m跨鋼屋架。2） 跨中下弦柔性系桿TC-35的長(zhǎng)細(xì)比低于國家規(guī)范要求，宜采取加固措施。3） 鋼屋架的可靠性低于國家規(guī)范要求較多，不允許在鋼

4、屋架上懸掛附加重量，副跨車間現(xiàn)有的懸掛荷載應(yīng)該撤除。確因生產(chǎn)需要而不能撤除者，近期可分散懸掛于下弦節(jié)點(diǎn)，不允許懸掛于上弦和其他桿件中央。從長(zhǎng)期來看，應(yīng)在屋架加固時(shí)同時(shí)考慮生產(chǎn)所必需的懸掛荷載。4） 鋼屋架錨栓普遍松動(dòng)，所有鋼屋架支座螺栓應(yīng)全面緊固一次，個(gè)別支撐連接螺栓漏擰，也應(yīng)緊固。5） 所有銹蝕部位均應(yīng)除銹補(bǔ)刷油漆。2.2 鋼筋混凝土密肋板、大型屋面板建筑物使用時(shí)間較長(zhǎng)，混凝土構(gòu)件的炭化深度基本上已達(dá)到混凝土保護(hù)層的厚度，并且產(chǎn)生細(xì)微的裂縫，固使得構(gòu)件強(qiáng)度有所降低。考慮構(gòu)件承載力下降不多，以及施工條件，工程造價(jià)等因素，并考慮構(gòu)件的耐久性決定選用粘貼碳纖維進(jìn)行加固。因?yàn)樘祭w維布本身就具有很好的

5、耐腐蝕性，且加固方法更簡(jiǎn)便快捷。對(duì)部分損壞嚴(yán)重的密肋板進(jìn)行更換處理。因?yàn)槎趶S房的大型屋面板混凝土炭化深度基本上已達(dá)到鋼筋保護(hù)層。如再不采取保護(hù)措施，炭化深度就可能繼續(xù)增加，從而造成鋼筋銹蝕破壞，導(dǎo)致整個(gè)構(gòu)件破壞。同時(shí)考慮到需要處理的屋面板面積較大，更換時(shí)間、工藝都有困難及資金投入較大，結(jié)合檢測(cè)報(bào)告和實(shí)際情況，決定采用價(jià)格比較經(jīng)濟(jì)的粘貼玻璃纖維布進(jìn)行加固耐久性處理。不僅可以修補(bǔ)混凝土裂縫隔離混凝土與大氣的接觸，而且可以起到加固板的效果。在結(jié)構(gòu)膠的選型上選用了“大連東方膠粘劑廠”的JC-86型強(qiáng)力結(jié)構(gòu)膠。加固范圍及要求如下：1） 屋面開孔附近的d級(jí)板不能繼續(xù)使用，必須立即更換或加固。其他部位的c

6、、d級(jí)板雨漏部位應(yīng)立即進(jìn)行耐久性處理。2） C級(jí)板及鋼筋混凝土屋面梁下弦桿應(yīng)根據(jù)使用情況采取粘貼碳纖維加固，加固簡(jiǎn)圖如圖1。3） 換密肋板后的重量不允許超過現(xiàn)有屋面重量。屋面改造或加固時(shí)，要進(jìn)行鋼屋架和天窗架等結(jié)構(gòu)與連接的承載力復(fù)核。4） 必須防止密肋板、大型板處于潮濕甚至雨漏環(huán)境，避免長(zhǎng)時(shí)期的有害氣體（如（CO2和SO2等）侵蝕。5） 屋面板不允許超載。3 加固施工加固施工的具體步驟和要求如下：1） 沿梁長(zhǎng)度方向，在混凝土3個(gè)面粘貼碳纖維布，再在梁端粘貼碳纖維箍，其作用是增強(qiáng)抗剪能力和增加梁底碳纖維布的錨固。2） 根據(jù)碳纖維加固施工方法與要求，先對(duì)混凝土表面缺陷（蜂窩、麻面、空洞、漏筋、裂縫

7、、混凝土脫落等）進(jìn)行檢查、修補(bǔ)，再用底膠進(jìn)行混凝土面處理，待底膠少干后用修補(bǔ)膠進(jìn)行修補(bǔ)，最后用粘結(jié)膠把碳纖維粘于處理好的混凝土構(gòu)件表面。嚴(yán)格按碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（CECS146：2003）要求進(jìn)行施工。3） 粘鋼加固施工方法與要求：除去混凝土表面浮灰，用鋼絲砂輪片打磨出結(jié)構(gòu)本體，同時(shí)除去鋼板表面油漆、銹跡，新舊鋼板均打磨至漏出金屬光澤，并用丙酮進(jìn)行擦洗。4） 粘鋼加固時(shí)，在鋼板表面均勻涂抹結(jié)構(gòu)膠，通過擰緊C形卡具的緊固螺栓，對(duì)粘貼的鋼板加壓，來保證粘貼質(zhì)量。同時(shí)嚴(yán)格按混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范（CECS25：90）進(jìn)行施工。5） 加固好的構(gòu)件進(jìn)行防銹處理。4 工程竣工情況該加固工程于

8、2003年9月12日開工，于2003年11月20日完工，施工期間未停產(chǎn)。加固粘鋼共計(jì)560m2，碳纖維450 m2，玻璃纖維布980 m2 ，加固共投資46.6萬元。在工程竣工后通過有關(guān)部門驗(yàn)收，加固后的各項(xiàng)指標(biāo)均符合規(guī)范要求，各構(gòu)件均能滿足加固后的使用要求。使用情況良好。5 結(jié)論本工程實(shí)例說明粘鋼及粘貼纖維布增強(qiáng)復(fù)合材料加固可以增強(qiáng)構(gòu)件的抗彎、抗剪能力，提高構(gòu)件的承載能力；提高原構(gòu)件的延性，增強(qiáng)抗震能力；提高構(gòu)件的抗裂性，延長(zhǎng)構(gòu)件的使用壽命。同時(shí)又具有施工工藝簡(jiǎn)便不影響生產(chǎn)，不增加結(jié)構(gòu)的截面尺寸和重量，為舊工業(yè)建筑改造提供了一條好的途徑。而且隨著社會(huì)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，加固用材料也從最初進(jìn)口到現(xiàn)在我國加固企業(yè)自主生產(chǎn)，所以粘鋼及粘貼纖維布增強(qiáng)復(fù)合材料加固的應(yīng)用也會(huì)越來越廣泛。參考文獻(xiàn)1 萊鋼特鋼一煉車間結(jié)構(gòu)安全性鑒定檢驗(yàn)報(bào)告。2 混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范（CECS25）。3 碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（