鋼結(jié)構(gòu)廠房建筑的加固設(shè)計(jì)措施

張秋榮

摘要：隨著國際經(jīng)濟(jì)市場的不斷發(fā)展，我國有越來越多的廠房開始采用鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)來進(jìn)行廠房設(shè)計(jì)。此種設(shè)計(jì)一方面能夠使得廠房由于擴(kuò)大生產(chǎn)而進(jìn)行改建擴(kuò)建，而另一方面在廠房的施工過程當(dāng)中，也會造成一些竣工以后存在的問題和缺陷，這是由于施工的不合格等問題導(dǎo)致的，那么這些問題都會涉及到給廠房加固的問題，所以我們必須要通過對廠房的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，以比如單層多跨門式鋼架、輕鋼結(jié)構(gòu)廠房屋頂、增設(shè)太陽能充電板為例，分析廠房要如何對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)的架構(gòu)設(shè)計(jì)。本篇文章已經(jīng)結(jié)合在項(xiàng)目工程當(dāng)中應(yīng)用到的實(shí)例，并對鋼結(jié)構(gòu)的廠房加固改造的設(shè)計(jì)工作進(jìn)行了重點(diǎn)的探討，并且已經(jīng)通過對方案的比較選擇工作最優(yōu)的加工方案進(jìn)行改造，為類似工程的研究提供著一定程度的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu);廠房加固;設(shè)計(jì)措施

引言：

近年來我們不難發(fā)現(xiàn)，我國的城市化進(jìn)程正在不斷的加快著，對于城市工業(yè)的廠房以及高層建筑等相關(guān)的類似的建筑物的數(shù)量，也在不斷的增加。這一發(fā)展不僅對建筑物的結(jié)構(gòu)質(zhì)量以及安全提出了更加高標(biāo)準(zhǔn)的要求，還對建筑的質(zhì)量提出了高標(biāo)準(zhǔn)的要求。作為以鋼制作的主要結(jié)構(gòu)形式之一，鋼結(jié)構(gòu)是具有造價(jià)低廉，整體剛性較好、自重較輕、強(qiáng)度較高以及施工速度較快等優(yōu)點(diǎn)，它比較適用于建造超重型的建筑物或建造跨度較大和高度較高的建筑物。可是就目前一些鋼結(jié)構(gòu)廠房在對其檢測過程當(dāng)中依舊存在結(jié)構(gòu)體系不合理、鋼梁承載能力不足、或者節(jié)點(diǎn)做法出現(xiàn)錯(cuò)誤的問題，以及不滿足規(guī)范的現(xiàn)象存在，這些問題都嚴(yán)重威脅到鋼結(jié)構(gòu)廠房在質(zhì)量上的安全。此類鋼廠房一旦發(fā)生事故，甚至可能會造成一些無法挽回的人員傷亡或嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失。正是因?yàn)槿绱?，相關(guān)的施工從業(yè)人員必須要加強(qiáng)對鋼結(jié)構(gòu)廠房加固改造設(shè)計(jì)工作的研究力度，加大研究強(qiáng)度，并采取相關(guān)的合理的加固改造方案，對其進(jìn)行最優(yōu)解的改造，以達(dá)到最大限度的確保到鋼結(jié)構(gòu)廠房整體的質(zhì)量安全。

一、對建筑物進(jìn)行加固改造的意義

（一）在對建筑物進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，我們必須要根據(jù)要求的功能以及相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來作為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)和施。在現(xiàn)有的建筑物情況下，我們的建筑物都已經(jīng)經(jīng)過多年的使用，并且隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人們生活水平的一定程度上的提高，現(xiàn)在的建筑物有可能已經(jīng)完全不能滿足人民的生活質(zhì)量和生產(chǎn)的需求，或者從社會體制以及設(shè)備工藝上都無法滿足。那么當(dāng)經(jīng)歷過社會體制以及生產(chǎn)工藝的變革之后，在設(shè)計(jì)之初所產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)和用途都已經(jīng)不再適應(yīng)當(dāng)今時(shí)代。當(dāng)然也有可能是因?yàn)榻ㄖ锏南嚓P(guān)設(shè)備以及生的相關(guān)設(shè)備已經(jīng)過時(shí)，并且使用了荷載的相關(guān)變化，我們必須要求增加設(shè)備以及負(fù)荷才能改變建筑物在某一部位的結(jié)構(gòu)能夠滿足均勻，且按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行生產(chǎn)的，那么對現(xiàn)有的建筑物進(jìn)行改造與加固就變得尤為重要。

（二）所謂建筑物的改造，其實(shí)指的是改善建筑物的固有資產(chǎn)以及提高對具有固定資產(chǎn)的建筑物進(jìn)行再次擴(kuò)大，或再次生產(chǎn)的建筑活動(dòng)。那么，我們其實(shí)也可以從另一個(gè)角度來講，及可以說是改善或提高已有的現(xiàn)階段建筑物的原有設(shè)計(jì)功能，以及原有的標(biāo)準(zhǔn)的建筑活動(dòng)，我們可以稱之為建筑物的改造。在建筑工業(yè)的改造過程當(dāng)中，其實(shí)就是使已經(jīng)擁有的工業(yè)建筑滿足現(xiàn)代工業(yè)建筑標(biāo)準(zhǔn)以及現(xiàn)代的建筑工業(yè)生產(chǎn)條件的功能相關(guān)要求。用以改造以后的建筑物，其功能以及標(biāo)準(zhǔn)都與原來相比進(jìn)行了一定程度上的提高，同時(shí)從現(xiàn)今階段角度來看，現(xiàn)在經(jīng)過改造后的建筑物，也更加能夠符合當(dāng)代的審美以及人們的需求。

（三）但工業(yè)的建筑相關(guān)改造工程其實(shí)還是與新建的工業(yè)工程是有所不同的，那么以上兩者其實(shí)主要具有以下幾個(gè)特殊性能的差別：

首先，在設(shè)計(jì)與施工上，已經(jīng)受到了原廠房的空間地下結(jié)構(gòu)以及相關(guān)的地下布局和生產(chǎn)條件的限制，使得新廠房與原廠房之間產(chǎn)生了一些不可磨滅的聯(lián)系。其次，在改造過程當(dāng)中，通常情況下我們的改造工程一般都是在一邊生產(chǎn)一邊施工的條件下進(jìn)行的，施工的條件是極為刻苦的，施工的面積也是較為狹窄的，并且施工并不安全。最后，為了要了解原廠房的設(shè)計(jì)資料以及廠房當(dāng)下的使用情況，還有其地下的隱蔽工程，并且要清晰的知道埋設(shè)物的價(jià)值和改造的可能性，以及具體的位置都是需要重點(diǎn)考慮的。當(dāng)然，我們必須要考慮在生產(chǎn)工藝的近期與生產(chǎn)工藝的遠(yuǎn)期的發(fā)展需求，我們需要對確定的原有的工業(yè)建筑改造的價(jià)值以及改造以后可能造成的可能性以及改造的范圍進(jìn)行了解。也正是因?yàn)檫@樣，根據(jù)目前階段，我國對大量的改造工程進(jìn)行實(shí)踐所得到的結(jié)果以及經(jīng)驗(yàn)來看，將工業(yè)的相關(guān)建筑進(jìn)行改造規(guī)劃納入到整個(gè)相關(guān)的企業(yè)技術(shù)改造過程當(dāng)中是對于我們的改造工程性質(zhì)以及施工的具體內(nèi)容是極為有利的。其實(shí)其有利于的主要方向，包括拆除后進(jìn)行重建，以及就地改造，或?qū)υ械墓こ探ㄖM(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固，這些都是極為有利的改造工程。若能合理的對施工力量以及施工材料，包括其中的施工機(jī)具和施工場地進(jìn)行合理的布置，那么我們的改造工程最大經(jīng)濟(jì)效益就可以得到保障。

二、結(jié)構(gòu)加固與改造的原則和方法

（一）充分了解原結(jié)構(gòu)的材料和結(jié)構(gòu)體系：在確定結(jié)構(gòu)加固方案之前，必須對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，并對其進(jìn)行可靠性評估分析。應(yīng)充分了解現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的材料性能、結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)體系等結(jié)構(gòu)信息以及結(jié)構(gòu)缺陷和損傷。對結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)和承載水平進(jìn)行分析，為加固方案的確定奠定基礎(chǔ)。

（二）結(jié)構(gòu)技術(shù)方案應(yīng)技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工方便。結(jié)構(gòu)加固方案的選擇應(yīng)充分考慮既有結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況和加固結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性。對整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，確保加固結(jié)構(gòu)體系的傳力線清晰，結(jié)構(gòu)可靠，應(yīng)采取措施確保新舊結(jié)構(gòu)或材料的可靠連接。應(yīng)盡量考慮綜合技術(shù)指標(biāo)，考慮鋼筋施工的具體特點(diǎn)和鋼筋施工的技術(shù)水平。在加固方法的設(shè)計(jì)和施工組織上應(yīng)采取有效措施，減少對使用環(huán)境和相鄰建筑結(jié)構(gòu)的影響，縮短施工周期。

（三）減少對原有建筑物的破壞，充分利用原有結(jié)構(gòu)的承載力：在確定加固方案時(shí)，應(yīng)盡量減少對原有結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的拆除和破壞。對既有結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，經(jīng)過結(jié)構(gòu)試驗(yàn)和可靠性鑒定分析，對其結(jié)構(gòu)組成和承載能力有了全面的了解。在此基礎(chǔ)上，我們應(yīng)該盡量保留和利用它們的功能。大量拆除原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件可能對保留的原有結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重破壞。新舊構(gòu)件連接困難，不經(jīng)濟(jì)，可能給加固結(jié)構(gòu)留下隱患。

（四）加固過程中應(yīng)加強(qiáng)對實(shí)際結(jié)構(gòu)的檢查，隨時(shí)消除隱患：無法掌握現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況、結(jié)構(gòu)損壞和缺陷。因此，在加固過程中，應(yīng)加強(qiáng)對實(shí)際結(jié)構(gòu)的檢測。如發(fā)現(xiàn)與鑒定結(jié)論不符或在檢查鑒定中未發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)缺陷和損壞，應(yīng)及時(shí)采取措施消除隱患，以保證加固效果和最大限度地提高結(jié)構(gòu)可靠性。從設(shè)計(jì)角度看，鋼結(jié)構(gòu)的主要加固方法有：

（1）減載：采用輕質(zhì)材料或其他方法來降低荷載。例如：工業(yè)廠房的屋架可以通過在下弦桿處增加臨時(shí)支柱或形成支撐結(jié)構(gòu)來卸載。上述方法也可用于卸載支架。吊車梁可作為卸載支架的支點(diǎn)。臨時(shí)支撐通常用于屋架和吊車梁的卸載。由于平臺結(jié)構(gòu)高度不高，一般采用臨時(shí)支撐卸荷。

（2）對原結(jié)構(gòu)的截面和連接進(jìn)行了加固。該方法是鋼結(jié)構(gòu)加固中常用的一種方法，由于其涉及范圍窄，施工相對簡單，特別是在一定的前提條件下，可以在荷載狀態(tài)下進(jìn)行加固，對車間生產(chǎn)影響不大。

三、結(jié)語

綜上所述，我們不難發(fā)現(xiàn)，在與傳統(tǒng)的廠房結(jié)構(gòu)相比較鋼結(jié)構(gòu)的廠房還是具有十分多的優(yōu)勢的，比如成本低，施工快，壽命長等各種原因鋼結(jié)構(gòu)廠房也存在一定的優(yōu)勢，所以我們一定要做好鋼結(jié)構(gòu)廠房的加固設(shè)計(jì)，保障生產(chǎn)的安全。

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哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院