化工廠房結構檢測鑒定與加固設計探討

張京(貴州東華工程股份有限公司，貴州 貴陽 550001)

0 引言

隨著當今社會經濟的不斷發展，化工行業的發展也十分迅速。在化工生產之中，化工廠房起到關鍵性的作用，因此，人們對于化工廠房的結構檢測鑒定與加固設計也越來越重視。基于這一情況，本文以實際的工程為例，分析了化工廠房結構的檢測鑒定和加固設計。

1 工程概況

某化工廠房屬于混凝土框架結構，地上共有三層，其具體參數如下表1。

表1 某化工廠房具體參數表

該化工廠房的基礎形式屬于柱下獨立基礎，建于上世紀九十年代，目前已使用了二十幾年的時間，因為廠房結構長時間處于腐蝕性環境之中，所以鋼鐵銹蝕膨脹、保護層脫落、混凝土開裂的問題十分嚴重。通過現場的勘查可以看出，該化工廠房之中的很多構件都做過加固處理，但是加固的部位也出現了銹蝕問題。基于這樣的情況，該化工廠房的結構需要得到全面檢測和加固。

2 廠房結構檢測鑒定

在本次的檢測鑒定之中，對構件的尺寸、實際的混凝土厚度、鋼筋的銹蝕情況、混凝土裂縫情況等進行了全面的檢測和分析。首先對各構件的尺寸進行測定，通過現場的檢測發現，該廠房之中只有一部分梁柱上的混凝土保護層脫落，進而導致其尺寸變小，大部分的構件尺寸都基本和原來的設計一致。然后對中柱混凝土抗壓強度進行抽查，經測定得出，其樣芯的強度可以達到31.6MPa，與原來的設計要求相符合。接下來是對鋼筋的數量及其強度進行檢測，經檢測發現，鋼筋數量與原來的設計相符，但是由于銹蝕情況比較嚴重，導致很多鋼筋的直徑明顯變小，已經不能滿足原來設計的強度標準[1]。

本次的工程主要是將GB 50144-2008 工業建筑可靠性鑒定標準作為參考依據，分別對該化工廠房之中的結構構件以及結構系統等級進行評定，見表2。

表2 本次工程的評定結果

根據相關的評定標準，最終評定該廠房承重結構的系統級別為c 級，與我國現行的安全性標準規范不符，對整體安全具有較大影響，因此應采取相應的措施進行加固，尤其是損壞比較嚴重的構建，更應該立刻進行加固處理。

經過現場的基礎沉降檢測發現，兩相鄰柱基之間的最大沉降差可以達到8.3cm，最小沉降差可以達到4.6cm，與GB 50007—2011 建筑地基的基礎設計標準相符，經評定，其地基基礎結構系統的等級為B 級，較我國現行的安全性標準稍低一些，但依然可以與結構的安全性下限水平相符，整體的安全性并未受到顯著影響。

經現場的檢查發現，砌磚墻體與梁交接的位置出現了局部脫裂現象，對墻體穩定性影響較大，經評定，維護結構系統等級為c 級。

綜合以上的具體情況，在本次工程的等級評定之中，該化工廠房的綜合評定等級是三級，與我國現行的可靠性標準不符，對整體安全的影響程度較大，且在目標使用年限之內將會對整體結構的正常使用造成較大影響[2]。由此可見，該化工廠房應該及時得到合理的加固處理。

3 廠房的加固設計

3.1 加固方案

在加固處理過程中，由于a 級構件沒有銹蝕和破損情況，所以無需加固，僅僅對混凝土構件做好阻銹處理即可。

3.1.1 b級構件加固方案

①將出現開裂的混凝土保護層鑿除，并對鋼筋進行除銹和清洗，然后在鋼筋表面涂刷阻銹劑以起到保護作用。

②在混凝土修補過程中，可以將環氧樹脂砂漿作為保護層。

③按照實際的承載力負荷，選擇粘貼碳纖維或者是鋼板的方法加固。

3.1.2 c級構件加固方案

①將原來的混凝土保護層鑿除，使鋼筋露出，然后對鋼筋進行除銹和清洗，并在鋼筋表面涂刷阻銹劑以起到保護作用。

②支模，并用自流平灌漿料的方法進行回澆，使其形成一個保護層，以起到保護作用。

③按照實際的承載力負荷，選擇粘貼碳纖維或者是鋼板的方法加固。

3.1.3 d級結構加固方案

(1)將原來的混凝土保護層鑿除，使鋼筋露出，然后清除鋼筋上的銹，并將其與新加的短鋼筋焊接在一起，最后在鋼筋表面涂刷阻銹劑以起到保護作用。

(2)支模，并用自流平灌漿料的方法進行回澆，使其形成一個保護層，以起到保護作用。

(3)按照實際的承載力負荷，選擇粘貼碳纖維或者是鋼板的方法加固。

3.2 加固計算和節點設計

因為實際施工過程中不可以將廠房之中的設備拆卸重組，所以在混凝土梁正截面的加固處理時應該充分考慮到二次受力的影響，根據加固之前的受力情況來確定碳纖維、鋼板等加固的滯后應變，并嚴格依據GB 50367—2006 標準對加固后受彎構件的相對界限受壓高度進行控制，按照相關規定，在加固之后，正截面的受彎承載力提升范圍應該控制在40%以內，同時也應該對受剪承載力進行驗算， 保障強剪弱彎這一設計原則[3]。在梁底受拉面上粘貼的加固材料應該延伸到支座的邊緣位置，并將U 型的加強箍設置在端部，以此來保障錨固的可靠性。通過外粘型鋼的方法來進行混凝土柱的加固處理，這樣就可以有效降低鋼筋銹蝕所造成的混凝土承載力下降情況。

3.3 防銹阻銹處理

首先，對于已經加固的構件，應先將鋼材表面的銹跡處理干凈，然后涂刷兩道防銹漆，纖維防護層為C35，其厚度為40mm，表面的碳纖維加固層為C35，其厚度是40mm，通過這樣的方式，不僅可以全面提升構件的耐酸堿能力，同時也可以提升其抗裂性和韌性。

其次，對未加固的構件，首先應該清理好混凝土表面，并將污染的混凝土鑿除，然后將其修補完整，最后用滲透性與附著力較強的阻銹劑在混凝土表面涂刷，并做好構建之中鋼筋的阻銹處理。因為阻銹劑可以將鋼筋表面上的氯離子置換出來，并在鋼筋的表面上形成一層保護膜，所以可有效防止鋼筋銹蝕。

4 結語

綜上，本文通過實際的案例對化工廠房結構檢測鑒定及其加固措施進行分析。希望本次的分析可以對今后的化工廠房結構檢測鑒定和相應的加固改造起到一定的幫助作用。