旧厂房改造项目结构加固设计研究

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［摘要］文章先分析了旧厂房改造项目结构加固设计的主要问题及设计方案的确定，随后介绍了施工过程中的主要问题及解决方法，最后介绍了结构加固的具体施工要点，希望能给相关人士提供有效参考。

［关键词］旧厂房改造；结构加固；设计及施工

随着经济社会的进步以及建筑业的发展，人们对建筑物的功能要求日益增多。但因为既有建筑物的使用寿命一般较长，且某些建筑物具有特殊的历史意义，拆除新建不仅会造成人力物力等的资源浪费，也会造成历史人文等精神内涵的流失。因此对既有建筑物进行富有适应性的改造，成为延长既有建筑物使用寿命，增加既有建筑物的使用功能，延续既有建筑物历史精神内涵的首选途径。

1工程概况

位于成都市青羊区的某厂房项目，始建于1961年，因即将达到设计使用寿命，故对厂房及配套的三层附楼进行结构加固改造。其中厂房为单层钢筋混凝土排架柱厂房，采用预应力钢筋混凝土多边形屋架，屋架下弦高度约为6.2m，顶标高约9.7m，柱间距为6.0m，跨度为18m，共10跨，每跨均有天窗。附楼为内框架砖混结构，内框架柱间距为3.6m，进深为8.4m，一层层高3.6m，二层层高3.3m，三层层高3.1m，通过设置两道变形缝将附楼分成三个部分。本次改造总建筑面积约14313m2，工程的主要结构改造情况如表1所示。

2结构加固工程设计研究

2.1结构加固工程设计存在的问题。原结构加固改造设计时存在的主要问题有以下方面。（1）厂房排架柱竖向主筋和箍筋的配筋情况不满足抗震条件的安全性要求，且未设置柱间支撑，不满足《建筑抗震设计规范》要求。（2）附楼二层楼板为木楼板，不满足《建筑设计防火规范》要求。（3）附楼一、二、三层局部采用独立砖柱承重，不满足《建筑抗震设计规范》中“不得采用独立砖柱”的要求。（4）附楼二、三层，因现有走道的布局规划不合理，为改善其使用功能，需对走道位置进行调整，涉及到承重墙的开洞。2.2结构加固工程设计方案。确定（1）对厂房混凝土排架柱，采用增大截面加固法进行加固设计，并保证柱子下端嵌固于基础顶面。屋面桁架局部增设水平和竖向支撑体系，增加屋面的整体刚度，保证地震及风荷载水平力的有效传递。厂房外围护墙增设圈梁和构造柱，用于满足主厂房承载力和现行抗震规范的构造要求。采用在主厂房内新增独立的钢框架，悬挂建筑新增功能性房间的吊顶、设备及内隔墙，且钢框架与原有厂房主体结构完全脱开，保证主体结构的安全。（2）对附楼采用混凝土围套加固原有独立砖柱，以增加独立砖柱的刚度及延性；局部增设抗震横墙，以满足《建筑抗震设计规范》对抗震横墙的间距不超过11m的要求。在西侧墙体、楼梯间对应的墙体采用钢筋网水泥砂浆面层加固法，以增加墙体的整体性及延性。在东侧外纵墙增设构造柱，以解决独立砖柱与后砌承重墙之间的竖向通缝问题。在承重墙楼层标高下增设混凝土圈梁，圈梁与构造柱连接为整体。对于在承重墙上新增的门洞，采用增设钢筋混凝土托梁的方式加固。

3结构加固工程施工过程中的主要问题及解决方法

3.1柱增大截面加固施工过程中的主要问题及解决方法。本工程厂房柱增大截面加固施工时，首先，加固厚度均为8cm，其中包含钢筋保护层及箍筋，操作空间小且对空间排布要求很高。其次，钢筋箍筋的焊接工程量大，影响整个加固工程的施工工期。最后，柱加固时采用C30细石混凝土，在内部充满钢筋的情况下，容易造成混凝土蜂窝麻面，影响浇筑成型质量。解决方法。（1）在施工前对需要加固的柱的节点进行钢筋翻样，在施工过程中使用成品垫块，保证钢筋绑扎后的保护层厚度。（2）箍筋在加工厂内进行预弯曲试验，调整成品尺寸，在外加工的钢筋到场后由专人进行箍筋二次弯曲，保证箍筋完整性，减少焊口，提升效率。（3）使用小型泵送机对细石混凝土进行泵送，并采用小型振捣器振捣密实，保证混凝土浇筑质量。3.2钢筋混凝土托梁施工过程中的主要问题及解决方法。附楼二、三层走道位置为砖混结构，结构承重材质为黏土实心砖，钢筋混凝土托梁施工时必然涉及到墙体开洞，此位置墙体开洞施工时会削弱现有的结构强度和局部墙体的承载能力，处理不当会导致砖混结构松散型破坏，且破坏时间短，不易补救，存在安全风险。解决方法。从承载能力和结构抗震方面分别计算开洞对于原砖混结构的整体影响，并对新加托梁位置的局部楼板进行临时支撑，具体施工时应严格控开洞的大小、位置和数量，确保结构安全。3.3木楼板拆除施工过程中的主要问题及解决方法。附楼二层木楼板拆除时，一方面，如果一次性拆除一个房间的木楼板，木檩条拆除时产生的孔洞会削弱砌体墙体竖向受力面积，影响砌体墙竖向受压时的承载力，另一方面，木檩条及木楼板拆除后，墙体失去了楼板的支撑作用，会影响墙体的稳定，存在结构安全隐患。解决方法。（1）木楼板拆除前设置相应的水平、竖向支撑以及斜撑等加固措施，以保证砌体墙体的整体稳定性，并需要制定相应的专项施工方案。（2）木楼板及檩条拆除时，不能大力敲打，尽量避免振动，应分房间分段拆除，待钢楼板安装完成后才能进行下一段的拆除。（3）钢梁安装完成后，应立即用C30细石混凝土对墙体上的孔洞进行封堵，待混凝土达到设计强度，再进入下道施工工序。

4加固工程具体施工要点

4.1柱增大截面施工要点。4.1.1混凝土表面处理。为了使新旧混凝土能更好的结合，施工前应剔去原结构结合面的风化层、油污层，直至露出坚硬基层，并将新旧混凝土结合面进行凿毛，凿毛深度不小于6mm，同时将柱角磨平。凿毛后用压力清水清除结合面的碎渣、粉末，并涂刷一道界面结合剂。4.1.2钢筋工程施工。当施工所需的钢筋原材到达现场之后，应对其质量进行检验，确保材料符合建筑设计的要求。在钢筋到达现场之后，应存放于指定的库房，并做好防锈保护措施。在钢筋材料进行扎绑时，应按照图纸要求的间距将主筋进行分离，并套好箍筋，并对箍筋的位置及其间距进行相应的调整。4.1.3模板工程施工。模板选材时应选择表面光洁，硬度好，周转次数较高的模板，在模板支撑搭设时，采用双排脚手架搭设支撑架体，其中，脚手架立杆间距800mm，步距1800mm，并在四周设置斜撑及剪刀撑，防止架体失稳造成加固结构的偏移。所有模板拼缝应当采用泡沫胶填充紧密，避免出现浆液渗漏的现象。4.1.4混凝土工程施工。本工程加固柱高度为6.12m，混凝土采用C35细石混凝土，用搅拌站混凝土罐车负责混凝土运输，场内使用斗车进行二次转场运输，混凝土浇筑采取分段浇筑法浇筑，第一次浇筑2m，第二次浇筑2m，第三次浇筑完成，混凝土振捣采用小型振捣棒，并保证振捣密实，使柱体成型后，表面光洁，无蜂窝麻面及烂根的现象。4.2钢筋混凝土托梁施工要点。4.2.1托梁支撑施工。对新加托梁位置的局部楼板进行临时支撑，临时支撑采用间距800mm的双排钢管脚手架进行支撑，支撑时从底到顶，并保证所有支撑在同一竖向位置，以防止受力不均所导致的对原结构楼板的破坏，临时支撑在施工过程中不得拆除，待钢筋混凝土托梁施工完毕，且混凝土达到设计强度时，方可拆除。4.2.2托梁施工。临时支撑搭设完成并验收后，在钢筋混凝土托梁位置局部打孔，安装钢支撑以支撑上部墙体传来荷载，钢支撑间距500mm，孔高250mm，钢支撑选用16号工字钢，并采用楔形钢板将支撑和墙体顶紧，顶紧后，先将楔形钢板焊接，保证支撑在施工过程中一直处于垂直、顶紧状态，并确保其稳定。钢支撑支设完毕后，采用静力拆除支撑间局部墙体，对托梁进行施工。拆除工字钢支撑之间的砌体，使工字钢支撑来直接支撑上部墙体传来的荷载，最后绑扎钢筋，支设模板，并浇筑混凝土，钢支撑浇筑在混凝土中，不取出。具体详见图1。4.2.3门洞拆除施工。待钢筋混凝土托梁混凝土达到设计强度的100%之后，方可拆除临时支撑，并沿新开门洞边线采用切割方式拆除墙体，施工过程中不得损伤原结构，拆除后的建渣应及时清理，不得堆积在楼层板上，防止因荷载不均导致结构破坏。4.3木楼板拆除施工要点。4.3.1临时支撑设置。二层木楼板拆除前，在一层搭设满堂支撑脚手架，以保证墙体的稳定性。脚手架间距1500mm，步距1800mm，并设置水平及竖向剪刀撑，脚手架横杆支撑到两侧墙体上，从而形成稳定的整体。木楼板拆除过程中不得拆除此满堂支撑脚手架，待木楼板拆除完成并且钢楼板安装完成后方可拆除。4.3.2木楼板拆除施工。为保证施工的安全性，本工程钢楼板的钢梁间距与原木楼板木檩条的间距设计为一致，均为500mm。木楼板以一个房间为单位采用分段拆除，木檩条拆除后产生的孔洞，立即安装钢梁及钢楼板并用C30细石混凝土对墙体上的孔洞进行封堵，待孔洞内的混凝土强度达到设计强度的100%后再进行下一段木檩条的拆除。

5结束语

旧厂房改造项目，往往因原设计与现行的规范要求不符，或原始布局因功能需要而进行调整等影响，导致加固工程的设计及施工存在诸多困难，本文以某工程为例，首先介绍了旧厂房改造项目结构加固工程设计时的存在问题及方案的确定，其次分析了结构加固工程施工过程中的主要问题及解决方法，最后列举了加固工程具体施工要点，给类似项目的设计及施工提供了参考。

参考文献

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.砖混结构加固与修复：15G611[S].北京：中国计划出版社，2015.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑设计防火规范（2018年版）：GB50016—2014[S].北京：中国计划出版社，2018.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑抗震设计规范（2016年版）：GB50011—2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2016.

[4]中华人民共和国住房和城乡建设部.混凝土结构加固设计规范：GB50367—2013[S].北京：中国建筑工业出版社，2014.

[5]任高鹏.旧厂房改造设计研究[D].湖北工业大学，2016.

作者:毛无际 刘富成  单位:中国建筑西南设计研究院有限公司