作者簡(jiǎn)介：周一帆 男 1988.06.16 湖南長沙 漢族 閩南理工學(xué)院土木工程學(xué)院 助教 碩士研究生，研究方向： 結(jié)構(gòu)工程。

摘要：?jiǎn)螌庸I(yè)廠房是較為常見的廠房結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的抗震主要依靠鋼筋混凝土柱系統(tǒng)。該系統(tǒng)中的排架柱以及柱間的支撐都可以通過加固設(shè)計(jì)的方式，來使得整間單層工業(yè)廠房的抗震性能得到升華。需要注意的是，現(xiàn)階段技術(shù)人員不僅會(huì)使用相應(yīng)的加固設(shè)計(jì)方式來進(jìn)行新建單層工業(yè)廠房的抗震加固設(shè)計(jì)，還會(huì)對(duì)老舊工業(yè)廠房進(jìn)行抗震加固，本文將對(duì)相應(yīng)加固抗震設(shè)計(jì)的完善進(jìn)行深入的研究與分析。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)螌庸I(yè)廠房;鋼筋混凝土柱;抗震加固

引言：想要對(duì)有關(guān)抗震加固設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的了解，首先要對(duì)單層工業(yè)廠房中的鋼筋混凝土柱有一個(gè)更為明確的認(rèn)知，所謂的鋼筋混凝土柱其實(shí)是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中較為重要的抗側(cè)力構(gòu)件，倘若鋼筋混凝土柱發(fā)生了倒塌，那么整個(gè)單層工業(yè)廠房也會(huì)因此而發(fā)生坍塌現(xiàn)象，因此，鋼筋混凝土柱的抗震性能會(huì)直接對(duì)單層工業(yè)廠房的整體抗震性能產(chǎn)生重大影響。為了保障單層工業(yè)廠房的抗震性能，有關(guān)施工人員必須要對(duì)鋼筋混凝土柱進(jìn)行抗震加固設(shè)計(jì)。

一、老舊單層工業(yè)廠房設(shè)計(jì)存在問題分析

我國的工業(yè)廠房建設(shè)歷史由來已久，但在上世紀(jì)五六十年代的單層工業(yè)廠房建設(shè)過程中，大多數(shù)廠房設(shè)計(jì)并沒有進(jìn)行抗震性能的考慮。倘若在相應(yīng)地區(qū)出現(xiàn)了地震等自然災(zāi)害，那么沒有進(jìn)行過抗震性能考慮的單層工業(yè)廠房，很容易出現(xiàn)垮塌現(xiàn)象，最終不僅會(huì)引起大量的人員傷亡，還會(huì)帶來不小的財(cái)產(chǎn)損失。之所以不對(duì)有關(guān)單層廠房建設(shè)進(jìn)行抗震性能的考慮，除了當(dāng)時(shí)的廠房設(shè)計(jì)和建造技術(shù)，尚未達(dá)到相應(yīng)抗震標(biāo)準(zhǔn)之外，還有一部分原因是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的地震烈度區(qū)劃與現(xiàn)階段有所不同。因此在上世紀(jì)五六十年代尚未劃入抗震設(shè)防區(qū)的建筑，在現(xiàn)階段必須進(jìn)行抗震加固建設(shè)。由于有關(guān)房屋仍然未超出使用年限，許多上世紀(jì)建造的單層工業(yè)廠房，目前仍然在進(jìn)行使用。為了保障使用人員的安全，避免出現(xiàn)任何形式的安全故障，技術(shù)人員與施工人員務(wù)必要對(duì)老舊單層工業(yè)廠房進(jìn)行必要的抗震加固建設(shè)。因此，我國逐步進(jìn)入到了廠房新建以及既有廠房維護(hù)和重新加固的廠房修建期，在這一時(shí)期內(nèi)，有關(guān)施工建設(shè)團(tuán)隊(duì)不僅會(huì)對(duì)現(xiàn)階段新建廠房采用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行鋼筋混凝土柱的抗震加固，還會(huì)對(duì)老舊廠房進(jìn)行必要的翻新和抗震加固。

二、相應(yīng)抗震加固技術(shù)研究

為了保障人民群眾的安全以及公共財(cái)產(chǎn)安全，相應(yīng)施工人員應(yīng)當(dāng)采取先進(jìn)的抗震加固技術(shù)，來對(duì)單層工業(yè)廠房的鋼筋混凝土柱進(jìn)行抗震加固設(shè)計(jì)，下文將對(duì)較常使用的抗震加固方法進(jìn)行必要的研究與分析。

1.進(jìn)行截面的增大與加固

所謂的進(jìn)行截面增大和加固，有的是在進(jìn)行單層工業(yè)廠房的建設(shè)過程中，需要在原鋼筋混凝土構(gòu)件截面的基礎(chǔ)上，進(jìn)行面積的進(jìn)一步擴(kuò)大或通過進(jìn)行鋼筋增配的手段來令新增配的鋼筋原鋼筋共同工作，這樣一來，原本的混凝土構(gòu)件截面剛度就獲得了較為良好的提升，其承載力也獲得了一定的提升。當(dāng)相應(yīng)的截面增大和加固工作完畢后，原本構(gòu)件截面的自振頻率就得到了有效的改善，這樣一來整個(gè)單層工業(yè)廠房的安全性能也會(huì)因此而得到明顯的提升相比較其他的抗震加固方法而言，這類抗震加固方法的技術(shù)使用準(zhǔn)入門檻較低，并且不需要花費(fèi)過多的費(fèi)用，因此是現(xiàn)階段較為常見的加固方法，此外這類架構(gòu)方法還能夠有效的提升原本構(gòu)件的抗剪能力和抗彎能力，使得受到損傷的構(gòu)建，能夠進(jìn)行使用質(zhì)量的恢復(fù)，延長使用壽命，但需要注意的是該類使用方法的養(yǎng)護(hù)周期較長，需要花費(fèi)較長的時(shí)間才能夠完成加固設(shè)計(jì)。并且加固設(shè)計(jì)一旦完成，雖然整個(gè)單層工業(yè)廠房的看重性能得到了一定的提升，但有效使用空間和面積也會(huì)明顯減少，因此該使用方法有利有弊。

2.進(jìn)行外包鋼的加固

外包鋼加固方法也是一種較為常見的抗震加固手段，這種加固方法指的是在原本的構(gòu)件外部，包上型鋼，使得型鋼與原本的構(gòu)建成為一個(gè)整體，共同進(jìn)行抗震性能的負(fù)擔(dān)。在制作過程中，技術(shù)人員需要使用到環(huán)氧樹脂，以及乳膠水泥等物品來對(duì)型鋼和原本固件進(jìn)行必要的焊接和灌漿。而使用這種方法進(jìn)行抗震加固設(shè)計(jì)的過程中，需要注意新舊材料之間的粘合性，只有新舊材料之間的契合較為完美，才能夠更好的展開協(xié)同工作，使得構(gòu)件的承載力獲得較為明顯的提升。一旦使用該方法成功的進(jìn)行外包鋼的加工，那么原本夠賤的，延性和剛度都能夠得到有效的改善，這類方法的使用并不會(huì)增加構(gòu)件的截面面積，并且不需要花費(fèi)大量的工期來進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，也無需進(jìn)行大量的詩作，也因此相比較截面增大與加固方式而言，這類方式有施工方便，工期不長等優(yōu)勢(shì)，但需要注意的是，這類方法的使用需要耗費(fèi)大量的鋼材，因此需要花費(fèi)一定的資金成本才能夠完成。

3.進(jìn)行混凝土的置換

進(jìn)行混凝土的置換也是一種較為常見的抗震加固方法，該類方法的原理是將原單層廠房結(jié)構(gòu)中，鋼筋混凝土柱構(gòu)件上破損的部分進(jìn)行剔除，使用強(qiáng)度更高的新混凝土進(jìn)行重新澆灌，讓原本質(zhì)量受損的混凝土構(gòu)件與新混凝土進(jìn)行高度粘合，共同進(jìn)行抗震性能的負(fù)擔(dān)。不過單層工業(yè)廠房本身的承重構(gòu)件混凝土柱所受到的強(qiáng)度較低，便可以使用這種方式來進(jìn)行抗震加固。當(dāng)然，如果目標(biāo)單層工業(yè)廠房，承重構(gòu)件本身在承壓上具有較為嚴(yán)重的缺陷，那么也可以使用該類方法來進(jìn)行承重構(gòu)件，承壓能力的提升，使用這種方法能夠在很大程度上恢復(fù)承重構(gòu)件的原貌，并且不會(huì)對(duì)原本的使用空間進(jìn)行占用。但這類方法也有一定的缺點(diǎn)，那就是需要進(jìn)行原有混凝土的剔除，這是一項(xiàng)較大的工程，需要花費(fèi)較長的時(shí)間，并且該方法的使用需要花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行濕作業(yè)，在這一時(shí)期內(nèi)這一單層工業(yè)廠房便不能繼續(xù)進(jìn)行使用。

4.進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力的改變

進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力的改變，也能夠有效的幫助單層工業(yè)廠房進(jìn)行抗震性能的加固。其工作原理是通過結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的增加，來改變地震事故災(zāi)難發(fā)生過程中的結(jié)構(gòu)受理方式，使得地震事故發(fā)生過程中所釋放的能量能夠通過新增構(gòu)件來進(jìn)行承擔(dān)，原有的結(jié)構(gòu)構(gòu)件只需要承擔(dān)小部分的地震能量，這樣一來單層工業(yè)廠房的主體結(jié)構(gòu)便不會(huì)輕易變形，整體廠房的抗震性能也能夠得到較為明顯的提升。但需要注意的是進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力體系的改變，不僅需要進(jìn)行框架的增設(shè)和加固，新增構(gòu)件還需要進(jìn)行攜程的增設(shè)和加固同時(shí)技術(shù)人員和施工人員還需要進(jìn)行剪力墻的設(shè)計(jì)和翼墻的設(shè)計(jì)，并根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行剪力墻和翼墻的補(bǔ)充和加固。該方法的使用，能夠從根本上，提升原單層工業(yè)廠房所具備的抗扭剛度，使得原本可能存在的層間位移得到了控制，導(dǎo)致整間工業(yè)廠房的抗震性能得到進(jìn)一步的提升，這種通過新增預(yù)制構(gòu)件來進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力體系，改變的方式，不需要進(jìn)行太過復(fù)雜的施工，也不需要花費(fèi)太漫長的時(shí)間來進(jìn)行工程改造，因此是一種現(xiàn)階段所能夠做到的，較為切實(shí)方便可行的抗震加固方法，但需要注意的是，在使用該方法進(jìn)行單層工業(yè)廠房抗震性能加固的同時(shí)，需要對(duì)新增構(gòu)件和原構(gòu)件之間的連接堅(jiān)固程度進(jìn)行必要的關(guān)注。倘若原構(gòu)建和新增構(gòu)件無法很好的兼容，無法進(jìn)行穩(wěn)固的連接，那么該方法的使用就不能算得上是成功的。

5.進(jìn)行碳纖維的粘貼

碳纖維的黏貼是一種新興的單層工業(yè)廠房鋼筋混凝土柱抗震加固方式，這種方式的使用，能夠?qū)⑻祭w維材料粘貼至需要進(jìn)行加固的構(gòu)件表面，在黏貼完畢后，碳纖維連貼片會(huì)發(fā)揮較為明顯的抗拉作用。這種抗拉作用能夠增強(qiáng)原構(gòu)件的約束作用，使得原構(gòu)件的抗堿性能得到較為明顯的提升，進(jìn)而達(dá)到抗震性能提升的目標(biāo)。之所以碳纖維黏貼片能夠發(fā)揮如此明顯的效果，是因?yàn)樘祭w維黏貼后的墻體，一旦出現(xiàn)斜裂縫，碳纖維的強(qiáng)抗拉作用能夠有效的抑制裂縫的延伸，促進(jìn)構(gòu)件受力狀態(tài)的改進(jìn)。雖然有一些材料也具備較為良好的抗拉作用，但不如碳纖維那樣，具有較強(qiáng)的粘合性和抗腐蝕性，因此相比較其他的材料而言，碳纖維復(fù)合材料無疑是進(jìn)行構(gòu)件表面粘貼的首選材料。這一材料的使用會(huì)對(duì)單層工業(yè)廠房的空間進(jìn)行過度侵占，也不需要使用太過專業(yè)的施工技術(shù)來進(jìn)行加固，更不需要通過濕作業(yè)來進(jìn)行相應(yīng)加固方式的完成，因此相比較其他的抗震加固設(shè)計(jì)方式而言，這類加固方法具有諸多的優(yōu)點(diǎn)。但需要注意的是，碳纖維黏貼片本身的造價(jià)高昂，因此在使用過程中需要進(jìn)行大量的資金投入，并且進(jìn)行碳纖維制作的高強(qiáng)度樹脂本身具有一定的毒性，如果大量使用，很可能會(huì)對(duì)人體的身體健康造成危害。此外，倘若再進(jìn)行碳纖維連接片使用的過程中基底處理出現(xiàn)了問題，或使用的膠黏劑質(zhì)量無法達(dá)到核定標(biāo)準(zhǔn)，那么已經(jīng)連接完成的碳纖維片也很可能會(huì)出現(xiàn)剝離現(xiàn)象，最終導(dǎo)致目標(biāo)加固構(gòu)件無法進(jìn)行抗震性能的提升。因此該方法的使用仍然需要進(jìn)行慎重的考慮。

三、待解決問題分析

雖然現(xiàn)階段有關(guān)部門和施工人員已經(jīng)對(duì)單層工業(yè)廠房的抗震加固問題引起了足夠的重視，并且嘗試通過各類技術(shù)手段來對(duì)單層工業(yè)廠房鋼筋混凝土柱進(jìn)行抗震加固設(shè)計(jì)。但由于技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新無法得到進(jìn)一步的突破，現(xiàn)階段的抗震加固設(shè)計(jì)仍然存在著一些亟待解決的問題。

1.新方法、新工藝無法得到普及

由于對(duì)單層工業(yè)廠房進(jìn)行鋼筋混凝土柱的抗震加固設(shè)計(jì)，成為了現(xiàn)階段廠房建設(shè)的重要關(guān)注點(diǎn)，因此許多研究者都嘗試對(duì)該問題進(jìn)行深入的研究與探討，并由此而生發(fā)出了許多新方法和新設(shè)計(jì)工藝，但這些新方法和新設(shè)計(jì)工藝，是否能夠在具體的抗震加固設(shè)計(jì)中起到實(shí)際效用，仍然需要進(jìn)行不斷的研究和討論，但相關(guān)的研究事業(yè)需要通過大量的資金投入來進(jìn)行完成。就目前而言，大部分研究者有關(guān)單層工業(yè)廠房鋼筋混凝土柱的抗震設(shè)計(jì)加固方式的改進(jìn)與完善，仍然停留在理論層面。但倘若不進(jìn)行相應(yīng)方式與方法的嘗試和研究事業(yè)，那么與之相對(duì)應(yīng)的抗震加固設(shè)計(jì)就無法取得實(shí)質(zhì)性的突破和進(jìn)展，因此有關(guān)研究試驗(yàn)人員應(yīng)當(dāng)采取措施和手段，將理論化的方法，通過實(shí)踐研究的方式進(jìn)行證實(shí)，只有如此，有關(guān)抗震加固設(shè)計(jì)的新方法，才能夠在實(shí)際建設(shè)中得到較為良好的運(yùn)用。

2.加固不足和加固過度狀況時(shí)有發(fā)生

對(duì)于已經(jīng)在地震災(zāi)害出現(xiàn)后出現(xiàn)損傷的單層工業(yè)廠房而言，倘若想要繼續(xù)進(jìn)行相應(yīng)廠房的使用，就需要對(duì)該廠房進(jìn)行進(jìn)一步的震后修復(fù)加固。有些技術(shù)人員與施工人員為了能夠更好的提升相應(yīng)廠房的抗震性能，往往不顧廠房本身的特質(zhì)以及使用材料的承受極限，對(duì)相應(yīng)廠房進(jìn)行過度加固。這種加固方式非但無法使得相應(yīng)的單層工業(yè)廠房抗震性能得到明顯的提升，甚至?xí)s短其使用壽命，導(dǎo)致其抵抗突發(fā)狀況和事故的能力明顯下降。而有些施工人員在面對(duì)震后需要修復(fù)加固的廠房時(shí)，并沒有對(duì)該類引起足夠的重視，最終導(dǎo)致其抗震加固設(shè)計(jì)最終效果無法達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，使得其最終的抗震設(shè)計(jì)出現(xiàn)了較為明顯的漏洞。這樣一來，相應(yīng)的單層工業(yè)廠房便無法投入到實(shí)際的運(yùn)用當(dāng)中去。

3.無法明確損傷指標(biāo)

在單層工業(yè)廠房出現(xiàn)損傷后，主管單位應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行報(bào)備，并派遣專業(yè)工作人員來進(jìn)行損傷勘查和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，以便進(jìn)行目標(biāo)廠房的損傷評(píng)定，但在實(shí)際的損傷勘察以及等級(jí)評(píng)定過程中，不同類型的專業(yè)研究學(xué)者和工作人員具有不同的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。這樣一來，工作人員和主管單位就無法對(duì)受損傷的工業(yè)廠房進(jìn)行具體受損情況核定，這會(huì)對(duì)未來的抗震性能加固設(shè)計(jì)產(chǎn)生很明顯的負(fù)面影響。

結(jié)束語

總而言之，為了有效的進(jìn)行單層工業(yè)廠房鋼筋混凝土柱的抗震性能加固，相應(yīng)施工人員在抗震加固設(shè)計(jì)的過程中，務(wù)必要根據(jù)廠房的實(shí)際情況較為適宜的加固方式來進(jìn)行加固。并且要具備進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新的意識(shí)，爭(zhēng)取運(yùn)用更為先進(jìn)的抗震加固技術(shù)和手段來進(jìn)行單層工業(yè)廠房使用質(zhì)量的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]占衛(wèi)東. 淺述單層工業(yè)廠房鋼筋混凝土柱抗震設(shè)計(jì)[J]. 建筑知識(shí)：學(xué)術(shù)刊， 2012， （010）：13-14.

[2]李勇. 對(duì)工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)的單層鋼筋混凝土柱抗力分析[J]. 城市建設(shè)， 2012， 000（020）：1-7.

[3]耿玲， 王茂. 淺談混凝土廠房排架柱加固[C]// 工業(yè)建筑2015年增刊Ⅰ.

[4]華慶. 鋼筋混凝土柱實(shí)腹式鋼梁?jiǎn)螌庸I(yè)廠房設(shè)計(jì)研究[D]. 2019.

[5]周海濤. 淺析鋼單層鋼筋混凝土柱工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)抗力[J]. 中華民居， 2014（1）.

閩南理工學(xué)院土木工程學(xué)院 （福建泉州 362000）