工业建筑结构加固改造与设计要点

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【内容摘要】工业建筑结构的加固改造设计是现代建筑施工的重要内容之一，人们对建筑结构质量的要求越来越高，带动了建筑结构加固改造技术的发展，以混凝土结构为主的加固改造技术已成为了现代工业建筑加固的主要选择。

【关键词】工业建筑;混凝土结构;加固改造技术

一、工业建筑结构加固改造原则

工业建筑的加固改造一是要遵循安全性原则，设计具体的加固改造方案时要将保障生产安全性放在首位，在安全生产的基础之上拓展工业建筑的可利用空间，完善工业生产设施建设。二是应遵循经济性原则和可行性原则，建筑加固的主要目的是要提高工业生产安全性，谋求更加广阔的利润空间，在设计改造方案时要将改造成本控制考虑在内，选择更为经济可行的设计方案。我国的工业厂房一般由屋盖、柱和制动梁等部分进行支撑，主要有横向框架、屋盖结构和支撑体系等集中框架支撑结构，单层厂房的承重结构主要采用横向框架结构，由屋架、屋盖和柱等部分组成，可以承担工业厂房自重、恶劣天气等带来的负荷，起到加固厂房的作用。设计工业建筑加固改造方案时要考虑建筑本身的优缺点，有针对性地进行重点加固或者全面加固改造，将加固改造给企业带来的影响降到最低限度，结合工业建筑的改造目的和实际需求设计加固方案，针对不同的工业厂房的应用条件，考虑不同厂房结构设计的因素。

二、混凝土结构设计相关内容

工业厂房加固主要应考虑其框架支撑体系、框架体系和混合支撑体系等三个方面的加固设计，其中框架支撑体系是将支撑体系中横向的部分设计成钢接框架，纵向的部分设计为柱形支撑体系，可以提高建筑物对水平方向的承载力，但不适用于所有的工业建筑结构。框架体系是将建筑原本的横向结构和纵向结构都设计成钢接框架，不需要柱间支撑作为辅助，采用截面施工形式，在实际施工应用中受空间的影响较小但原材料的用量较多，施工建设成本也较高。混合支撑体系采用的是钢架和支撑体系混合的加固改造设计模式，可以有效地减少柱间的纵向弯矩，对工业建筑的刚度有一定的要求，在保证楼面刚度需求的基础上，能够有效地实现工业建筑柱间支撑。工业厂房的混凝土加固改造设计不仅要满足企业的生产发展要求，同时要保证建筑的施工成本，在成本控制和满足工业发展要求的基础上实现建筑加固改造，选择工业建筑结构加固改造设计方案时要考虑企业长久的发展目标，不仅要从空间上扩大厂房利用面积，还应为企业未来发展创造弹性空间，保证建筑结构加固改造设计的合理性和有效性。

三、工业建筑结构加固改造设计

工业建筑的加固改造设计应结合工业发展利用建筑新技术进行加固设计，很多工业建筑的加固改造都存在混凝土结构强度不够、建筑延展性较弱、改造成本过高且工程周期较长等问题，导致工业建筑在功能便利性和安全性方面都存在一定的问题，设计加固改造方案时应综合考虑建筑现有的混凝土结构、桩基础和厂房功能建设需求，有针对性地进行综合改造。下面主要介绍几种工业建筑加固改造技术。

(一)增大截面加固技术。

增大截面加固方法在建筑梁、柱、板和墙结构加固设计中运用较广，通过钢筋网砂浆层或者钢筋混凝土结构增加原有的建筑结构截面，可以有效地提高建筑物的承载能力，在新旧建筑混凝土混合面可通过配置锚固件或剪切摩擦筋连接新旧两部分，保证建筑结构承载力的同时保持结构整体一致。具体施工时若只有梁的单面或者双面配置有钢筋，应选择和原受力钢筋相近的受力钢筋，通过焊接短筋的方式进行连接，焊连的短筋直径不能小于原有的受力钢筋的直径，间距应控制在50厘米以内。如果工业建筑梁的单面或者双面采用的是钢筋混凝土，应保证现有的受力钢筋和增加的受力钢筋距离较远，通过焊接或者U形箍筋连接新旧受力钢筋，焊接弯起的短筋直径应小于原受力钢筋的直径，间距保持在50厘米以内。如果需要同时增加建筑梁的配筋和截面，可采用化学植筋连接新增的梁纵筋和原有建筑的柱形结构，利用U形箍筋穿过楼板焊接成封闭箍筋，设置拉结筋保证工业建筑的加固部分和原有建筑部分之间能够有效地协同工作。

(二)粘钢板加固技术。

该方法主要运用在钢筋混凝土结构受损部位的表面粘贴钢板进行加固处理，工业建筑的空间较小无法扩大截面尺寸时可以采用粘钢板加固技术进行加固，将钢板粘在建筑梁的底部，增加梁体的强度提高建筑梁体的抗弯承载力，通常除了底部粘钢板以外，还可在梁的两边增加钢箍以提高梁的抗剪承载力，但要根据梁体本身的截面尺寸和受力情况确定钢板的尺寸，固定钢箍时要在梁的两侧保持一定的距离，间隔一定距离将钢箍粘在梁的两侧并用铆钉固定，钢板和钢箍之间要紧密焊接在一起，之后用混合砂浆涂在钢板外面作为保护层，粘钢板加固技术可以在一定程度上降低工业建筑空间体积的限制，有效地提高建筑的承载力和抗剪承载力。

(三)置换混凝土加固技术。

置换混凝土加固技术就是利用高强度等级的混凝土置换原有的工业建筑结构中的混凝土，一般主要是在原有的建筑结构受压区强度差异影响，或者建筑局部损坏严重时使用此方法，当工业建筑的承重构件缺失时采用局部混凝土置换加固，虽然能够节省一定的人力资源和施工成本，但必须注意保证新旧混凝土结合部分的加固效果。

(四)粘贴纤维复合材料加固技术。

该方法是在工业建筑结构中钢筋混凝土受弯、受拉构件等粘贴碳纤维或者玻璃纤维等复合材料进行加固，粘贴的纤维复合材料要能够承担主要的应力作用，并在复合材料的表面进行特殊的防护处理，和粘贴钢板加固技术相似，高温环境或者特殊条件下可以使用无机胶粘贴剂，这种方法在近年来的工业建筑结构加固处理中使用较为广泛，通过实际的研究和工程实践证明，该方法已经成为了一种安全可靠的建筑结构加固技术。

(五)增设支点加固技术。

该方法主要是在建筑结构内增设支点以减小建筑结构的跨度或位移程度，提高工业建筑结构的受力状况，是一种传统的间接加固技术，一般运用于对工业建筑结构的外观或者内部功能影响较小的部件如梁、板、桁架等进行加固施工，根据支点支承结构和建筑构件受力能力的不同，可以将该技术分为刚性支点加固技术和弹性支点加固技术，使用该技术之前要在详细了解原有的工业建筑构件的基础上，根据建筑构件的变形状况选择不同的支点加固法。

四、结语

现代工程建筑结构的发展过程表明，工程结构的维修改造技术已经成为了建筑维护的重要环节，进行建筑结构加固改造设计之前，要对原有的建筑物结构进行详细的鉴定，根据建筑实际情况选择合适的改造加固技术。

【参考文献】

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作者：李晓琴 单位：中核第四研究设计工程有限公司