工业厂房加固改造设计要点

　　工业厂房加固改造设计不仅需考虑原始建筑物的结构安全、房屋整体稳定性和后续使用年限等结构要求，同时需考虑改造技术的可行性、改造设计和施工工期等客观要求，是一项比新建项目更为复杂的工作。本文将以某工业老厂房改造分析为例，介绍工业厂房改造设计的要点，着重强调老厂房加固改造的技术可实施性和所涉及的各种主要结构构件的加固方法。

　　1 工业厂房工程概况

　　本工业厂房为板柱结构体系，平面近似呈矩形，总层数为三层(房屋总高度15.390m)，总建筑面积约为11341㎡(东西向总长为70.240m，南北向总宽为54.740m)，房屋基础采用柱下锥形独立基础。

　　2 工业厂房工程现状问题

　　由于该工业厂房建造年代久远，受当时建造技术水平、经济条件等实际情况限制，且长期受潮湿环境影响，临江一侧房屋主体梁、柱显著风化严重，梁、柱、板均不同程度存在横向、纵向裂缝。房屋三层疑似为后期加建，柱子内纵筋为圆钢，一二层柱子均为方钢，且东侧部分内八角柱纵筋未伸入柱帽，部分柱子内存在鹅卵石、木炭等。

　　经检测，房屋原混凝土强度等级统一取C15;方钢、圆钢设计强度均按HPB235 钢筋考虑。在此检测基础上，对不满足承载力要求的梁、柱、板进行加固。梁、柱采用加大截面、外包钢板箍进行加固，板底、板面新增混凝土叠合层，对受损不严重区域采用板底粘贴碳布等多种方式结合进行主体结构加固。

　　3 工业厂房加固改造目标

　　改造后该工业厂房为新老结构共同作用，保留原始结构板柱体系，尽量减少对原厂房结构的扰动。房屋装修改造后主要作为办公使用(局部商业)。房屋原中庭楼梯、及西侧室外楼梯拆除，在室内D~E 轴、L~M 轴东、西楼分别增设楼电梯间及卫生间。一楼东侧为商铺，一楼西侧及二~三层均为办公，屋面为上人屋面，部分种植小型绿化。房屋新屋面为原三层屋面拆除重建，新屋面标高为14.810m，新屋面采用钢梁，压型钢板组合楼板形式。

　　4 工业厂房工程特色

　　1)该工业厂房为历史建筑，房屋结构体系为板柱结构;

　　2)西侧新加一跨钢结构，采用通长槽钢与原结构柱铰接，减少对原结构柱破坏;

　　3)拆除原屋面，二层以上柱子原设计为接长900mm，后因现场原柱子破损严重，采用二层以上至屋面柱子重新浇筑;

　　4)厂房部分原始内八角柱为后期加固，钢筋与原始柱帽未见可靠连接;

　　5)本工程依据现场实际情况，柱、梁内有木炭、鹅卵石等，钢筋级别有方钢、圆钢，种类比较多，疑似为几次后期加固施工等多重原因形成;针对此情况加固计算时考虑内部空心柱模型进行计算。

　　5 工业厂房结构安全计算分析

　　设计时计算模型假定如下：1)西侧新增钢结构与原结构柱铰接;2)新增梁柱节点铰接;3)对损坏严重柱采用空心柱模型;4)假定地基承载力提高10%，核算基础荷载时采用荷载增减对比原则，增减整体未超过10%，不考虑基础加固。

　　整体结构计算采用SATWE软件进行分析和设计，本工程地震抗震设防烈度为7度，设计地震分组第二组，场地类别Ⅳ类，后续使用年限30年(即A类建筑)。

　　6 工业厂房结构改造方案

　　该项目为新老结构共同作用，加固时保留原始结构板柱体系，以尽量减少对原厂房的扰动为原则，选择最合理的加固方案。

　　针对该厂房的特点，加固方案如下：

　　6.1 西侧新加跨加固

　　厂房西侧新增一跨钢结构，为减少对原结构的扰动，采用通长槽钢与原结构柱铰接，减少对原结构柱破坏。

　　6.2 新增梁板区域抗剪键加固

　　新增梁区域凿开后发现部分原楼板钢筋锈蚀严重，且板内无横向钢筋，考虑到结构稳定性及安全性，采用梁板连接处设置抗剪键方式进行加固。

　　6.3 板面、板底叠合层加固

　　6.3.1板面叠合层加固

　　依检测报告显示，部分区域柱底地面空鼓、钢筋锈胀，因原结构为板柱结构体系，楼板厚度为300mm，采用凿除板面空鼓部分，替换原锈蚀严重钢筋。

　　6.3.2板底叠合层加固

　　依检测报告显示，部分区域板底混凝土剥落、露筋，加固时继续采用原结构体系，凿除板底空鼓部分，对原锈蚀严重钢筋进行植筋替换，配筋采用与原板钢筋等截面代换原则。因原结构体系为板柱结构体系，板底新增配筋继续采用原交叉配筋方式。

　　6.4 柱子斜裂缝加固

　　依检测报告显示，部分框架柱柱头斜向开裂，裂缝长度为800mm~1100mm不等，置换混凝土加固方式工期较长，经讨论研究，采用四周互焊厚度20mm环板，后以加大截面方式对柱进行加固，缝隙及裂缝处灌满胶粘剂，环板上预先焊好栓钉，以保证钢板与加大截面混凝土连接，且加大截面拉筋焊在栓钉上，焊接时栓钉底部裹湿毛巾，防止高温损坏胶粘剂。

　　6.5 梁、柱加大截面加固

　　结合实际加固施工经验，依据业主要求，本次加固设计梁、柱加大截面均采用MR-SC特种加固混凝土，以减少加大截面尺寸(由普通混凝土加大截面至少需100mm减为特种加固混凝土的75mm)和达到缩短工期(普通混凝土拆模需28d达到100%强度减为特种加固混凝土的3d达到80%强度，7d达到100%强度)的需求。

　　6.6 梁、板、柱缺陷加固

　　依检测报告显示，对局部受损不是特别严重的梁、板、柱，做局部修复处理。

　　1)对麻面、露筋的处理：首先是清除混凝土表面的浮渣等酥松部分，用钢丝刷刷净，如是露筋则要除锈，然后用压力水或清水冲洗，充分湿润后在缺陷处涂一层环氧砂浆净浆，分层抹平压层压光。

　　2)对钢筋锈蚀的处理：1.对于锈蚀不严重的钢筋，可采用钢丝刷除锈并清洗干净，用环氧树脂补足缺损截面，涂上一层结构界面;2. 对于锈蚀严重、有效面积减少的钢筋，应增焊相应面积的钢筋进行补强。

　　7 结论与建议

　　本文通过对某老工业厂房改造加固设计的应用研究，介绍了加固设计的思路及所遇到的各种问题和所采用的加固方法，通过对比，采用更加经济有效的新型材料。依据业主实际需求，采用经济、快捷的加固方式，以达到实际可后续使用年限内的最大经济效益。