工業(yè)建筑加固改造可行性探討

鄧凌

摘 要：本文認(rèn)為工業(yè)建筑的加固改造必須遵循安全、經(jīng)濟(jì)、可行的基本原則，同時結(jié)合某工業(yè)建筑加固改造實際案例，認(rèn)為需要在對既有建筑材料與損傷進(jìn)行檢測評價的基礎(chǔ)之上，針對主要承重構(gòu)件的承載能力進(jìn)行科學(xué)驗算，然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全性的評估，最終在多個加固改造方案當(dāng)中綜合比選，證實加固改造的可行性。本文即結(jié)合某工業(yè)建筑實際案例，圍繞其加固改造可行性方面的關(guān)鍵問題展開分析與探索。

關(guān)鍵詞：工業(yè)建筑；加固改造；原則；可行性

1 工業(yè)建筑加固改造基本原則

（1）工業(yè)建筑加固改造必須遵循安全性原則：即工業(yè)建筑加固改造方案的設(shè)計與選擇都需要以確保生產(chǎn)安全為最主要的目的，以安全生產(chǎn)為基本前提，從而發(fā)揮工業(yè)建筑在擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模方面的重要價值；

（2）工業(yè)建筑加固改造必須遵循經(jīng)濟(jì)性原則：即在對工業(yè)建筑加固改造的可行性進(jìn)行研究時，必須考慮到加固改造的目的是活動額更大的利潤，因此在方案制定中，改造成本同樣是需要高度重視的問題之一，必須引起足夠的重視；

（3）工業(yè)建筑加固改造必須遵循可行性原則：簡單來說，工業(yè)建筑加固改造需要將外遷改造給企業(yè)所帶來的影響控制在最低限度內(nèi)。正常生產(chǎn)中的企業(yè)若停產(chǎn)進(jìn)行加固改造，則勢必會對職工以及企業(yè)造成非常大的影響，也會對生產(chǎn)要素市場造成不利后果。因此，所選擇的加固改造方案必須充分契合工業(yè)建筑的實際需求。

2 工業(yè)建筑實例分析

以某煤礦企業(yè)工業(yè)建筑實例作為本次研究對象，依據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB 50011-2010）附錄A.0.21-2，本區(qū)的抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計基本地震加速度值為0.05g（第一組）。本工程設(shè)計服務(wù)年限為50年。本礦井地面工程總的設(shè)計原則為：“安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、實用”。主要由輔助生產(chǎn)系統(tǒng)、原煤生產(chǎn)系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、給排水和水處理系統(tǒng)、通風(fēng)、壓風(fēng)系統(tǒng)及與礦井同規(guī)模的選煤廠組成。

（1）輔助生產(chǎn)系統(tǒng)的建、構(gòu)筑物主要包括礦井機(jī)修車間、材料庫、棚、油脂庫、消防器材庫等建筑物和構(gòu)筑物。礦井機(jī)修車間采用鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，柱下單獨基礎(chǔ)，屋面結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)屋架、大型屋面板；材料庫、棚、綜合樓采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，柱下單獨基礎(chǔ)；其余庫房均采用磚混結(jié)構(gòu)，毛石條形基礎(chǔ)。

（2）原煤生產(chǎn)系統(tǒng)的建、構(gòu)筑物主要包括原煤倉、產(chǎn)品倉、篩分動篩車間、塊煤倉、轉(zhuǎn)載點、矸石倉、矸石翻車機(jī)房、連接各建、構(gòu)筑物之間的皮帶輸送機(jī)棧橋以及煤泥沉淀池和儲煤廠等。基礎(chǔ)根據(jù)場地情況采用人工挖孔樁或柱下獨立基礎(chǔ)。

（3）其它主要包括通風(fēng)機(jī)配電間、壓風(fēng)機(jī)房、瓦斯抽放泵站、35/10KV變電所、各種庫房和各種水池、泵房。壓風(fēng)機(jī)房、變電所、瓦斯抽放泵站等采用鋼筋混凝土框架或排架結(jié)構(gòu)，柱下單獨基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)；各種水池均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

3 加固改造可行性研究

3.1 構(gòu)件材料與損傷檢測評價

結(jié)合當(dāng)前工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)要求，同時參照混凝土回彈碳化強(qiáng)度檢測標(biāo)準(zhǔn)中的具體規(guī)范，針對本案例中的建筑結(jié)構(gòu)材料以及損傷情況進(jìn)行檢測評估，按照如下標(biāo)準(zhǔn)對損傷進(jìn)行分級：

（1）立柱結(jié)構(gòu)：本案例中，廠房柱除乙列上柱為焊接工字型鋼小柱外，其余立柱的下柱和上柱為鋼筋混凝土柱。因此，實際工作中可以通過對回彈-取芯法的應(yīng)用，測評立柱混凝土強(qiáng)度取值，結(jié)果表明本案例中立柱混凝土強(qiáng)度可符合C30等級要求。

同時，損傷檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，立柱不同程度上的存在鋼筋銹蝕以及柱腳主筋外露方面的問題。本案例中4列立柱中包含有45根存在不通損傷問題的立柱，構(gòu)成比為30%，立柱外觀質(zhì)量綜合評定結(jié)果為C級。在此基礎(chǔ)之上，檢測認(rèn)為部分立柱的偏斜高于H/100。期間共抽樣檢查13根立柱，共4根立柱出現(xiàn)明顯偏斜，構(gòu)成比為30%，綜合評定立柱變形等級B級。立面結(jié)構(gòu)如下圖所示。

（2）吊車梁系統(tǒng)：本案例中，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)，所有吊車梁焊縫以及連接性能均比較穩(wěn)定，僅個別吊裝梁上翼緣與柱連接有脫焊以及松動的問題，梁體油漆存在麻點狀脫落現(xiàn)象，同時，考慮到抽柱區(qū)的螺釘部分松動問題比較嚴(yán)重，因此綜合質(zhì)量評定為C級。

（3）地基基礎(chǔ)：本案例中，地基基礎(chǔ)包括地基以及基礎(chǔ)這兩個部分。地基基礎(chǔ)屬于地下結(jié)構(gòu)，由于其受場地以及環(huán)境的限制影響，故而不直接檢查，采取觀察上部結(jié)構(gòu)的方式判斷其工作狀態(tài)。檢查中未發(fā)現(xiàn)立柱存在明顯偏斜或沉降的現(xiàn)象，說明本案例中地基基礎(chǔ)并未出現(xiàn)不均勻性沉降現(xiàn)象，由此判斷此區(qū)域的地基基礎(chǔ)承載力能夠滿足實際要求。

3.2 構(gòu)件承載能力驗算

根據(jù)本案例中廠房現(xiàn)行狀況以及受力特性的綜合分析，按照現(xiàn)行規(guī)范對本工業(yè)廠房的排架系統(tǒng)承載能力以及吊車梁進(jìn)行驗算。驗算結(jié)果顯示：對于排架結(jié)構(gòu)而言，在現(xiàn)有環(huán)境條件下，其承載力可滿足要求；對于吊車梁而言，有12m跨吊車梁正應(yīng)力不滿足要求，但考慮到該區(qū)域增加有支座進(jìn)行加固，故評級B級，其余跨吊車梁均滿足要求。

3.3 安全性評估

綜上可知，在現(xiàn)行使用環(huán)境條件下，吊車梁直接相關(guān)結(jié)構(gòu)承載能力滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，但結(jié)構(gòu)損傷較為嚴(yán)重，綜合評定為B級。結(jié)構(gòu)主要的子項滿足或略低于國家現(xiàn)行規(guī)范要求，應(yīng)采取適當(dāng)措施。

3.4 加固方案比選

根據(jù)以上分析認(rèn)為，本案例中對工業(yè)建筑進(jìn)行加固改造的關(guān)鍵在于解決吊車梁承載力存在的問題，傳統(tǒng)的加固方案為加大上下翼板截面，由于本方案需要停產(chǎn)加固，因此可行性較差。針對實際情況，最終選擇方案為將鋼支柱與吊車梁頂緊，消除其撓度。由于所有加固作業(yè)均在吊車梁下翼進(jìn)行，不必拆除軌道，實現(xiàn)不停產(chǎn)加固，以滿足安全且經(jīng)濟(jì)的要求。

4 結(jié)束語

工業(yè)建筑是整個企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程當(dāng)中最關(guān)鍵性的結(jié)構(gòu)之一，對企業(yè)生產(chǎn)的安全性有著非常重大的影響。特別是對于煤礦企業(yè)而言，工業(yè)建筑如何通過加固改造的方式提高其生產(chǎn)能力與水平是非常重要的。本次研究中為了最大限度的確保工業(yè)建筑使用的安全性與穩(wěn)定性，重點圍繞工業(yè)建筑加固改造方面的原則與操作方法展開了分析與探討，以上研究望能夠引起各方人員的高度關(guān)注與重視。