工業(yè)廠房加固改造設(shè)計(jì)不僅需考慮原始建筑物的結(jié)構(gòu)安全、房屋整體穩(wěn)定性和后續(xù)使用年限等結(jié)構(gòu)要求，同時(shí)需考慮改造技術(shù)的可行性、改造設(shè)計(jì)和施工工期等客觀要求，是一項(xiàng)比新建項(xiàng)目更為復(fù)雜的工作。本文將以某工業(yè)老廠房改造分析為例，介紹工業(yè)廠房改造設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，著重強(qiáng)調(diào)老廠房加固改造的技術(shù)可實(shí)施性和所涉及的各種主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固方法。

　　1 工業(yè)廠房工程概況

　　本工業(yè)廠房為板柱結(jié)構(gòu)體系，平面近似呈矩形，總層數(shù)為三層(房屋總高度15.390m)，總建筑面積約為11341㎡(東西向總長(zhǎng)為70.240m，南北向總寬為54.740m)，房屋基礎(chǔ)采用柱下錐形獨(dú)立基礎(chǔ)。

　　2 工業(yè)廠房工程現(xiàn)狀問(wèn)題

　　由于該工業(yè)廠房建造年代久遠(yuǎn)，受當(dāng)時(shí)建造技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)條件等實(shí)際情況限制，且長(zhǎng)期受潮濕環(huán)境影響，臨江一側(cè)房屋主體梁、柱顯著風(fēng)化嚴(yán)重，梁、柱、板均不同程度存在橫向、縱向裂縫。房屋三層疑似為后期加建，柱子內(nèi)縱筋為圓鋼，一二層柱子均為方鋼，且東側(cè)部分內(nèi)八角柱縱筋未伸入柱帽，部分柱子內(nèi)存在鵝卵石、木炭等。

　　經(jīng)檢測(cè)，房屋原混凝土強(qiáng)度等級(jí)統(tǒng)一取C15;方鋼、圓鋼設(shè)計(jì)強(qiáng)度均按HPB235 鋼筋考慮。在此檢測(cè)基礎(chǔ)上，對(duì)不滿足承載力要求的梁、柱、板進(jìn)行加固。梁、柱采用加大截面、外包鋼板箍進(jìn)行加固，板底、板面新增混凝土疊合層，對(duì)受損不嚴(yán)重區(qū)域采用板底粘貼碳布等多種方式結(jié)合進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)加固。

　　3 工業(yè)廠房加固改造目標(biāo)

　　改造后該工業(yè)廠房為新老結(jié)構(gòu)共同作用，保留原始結(jié)構(gòu)板柱體系，盡量減少對(duì)原廠房結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)。房屋裝修改造后主要作為辦公使用(局部商業(yè))。房屋原中庭樓梯、及西側(cè)室外樓梯拆除，在室內(nèi)D~E 軸、L~M 軸東、西樓分別增設(shè)樓電梯間及衛(wèi)生間。一樓東側(cè)為商鋪，一樓西側(cè)及二~三層均為辦公，屋面為上人屋面，部分種植小型綠化。房屋新屋面為原三層屋面拆除重建，新屋面標(biāo)高為14.810m，新屋面采用鋼梁，壓型鋼板組合樓板形式。

　　4 工業(yè)廠房工程特色

　　1)該工業(yè)廠房為歷史建筑，房屋結(jié)構(gòu)體系為板柱結(jié)構(gòu);

　　2)西側(cè)新加一跨鋼結(jié)構(gòu)，采用通長(zhǎng)槽鋼與原結(jié)構(gòu)柱鉸接，減少對(duì)原結(jié)構(gòu)柱破壞;

　　3)拆除原屋面，二層以上柱子原設(shè)計(jì)為接長(zhǎng)900mm，后因現(xiàn)場(chǎng)原柱子破損嚴(yán)重，采用二層以上至屋面柱子重新澆筑;

　　4)廠房部分原始內(nèi)八角柱為后期加固，鋼筋與原始柱帽未見(jiàn)可靠連接;

　　5)本工程依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，柱、梁內(nèi)有木炭、鵝卵石等，鋼筋級(jí)別有方鋼、圓鋼，種類(lèi)比較多，疑似為幾次后期加固施工等多重原因形成;針對(duì)此情況加固計(jì)算時(shí)考慮內(nèi)部空心柱模型進(jìn)行計(jì)算。

　　5 工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)安全計(jì)算分析

　　設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算模型假定如下：1)西側(cè)新增鋼結(jié)構(gòu)與原結(jié)構(gòu)柱鉸接;2)新增梁柱節(jié)點(diǎn)鉸接;3)對(duì)損壞嚴(yán)重柱采用空心柱模型;4)假定地基承載力提高10%，核算基礎(chǔ)荷載時(shí)采用荷載增減對(duì)比原則，增減整體未超過(guò)10%，不考慮基礎(chǔ)加固。

　　整體結(jié)構(gòu)計(jì)算采用SATWE軟件進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，本工程地震抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)地震分組第二組，場(chǎng)地類(lèi)別Ⅳ類(lèi)，后續(xù)使用年限30年(即A類(lèi)建筑)。

　　6 工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)改造方案

　　該項(xiàng)目為新老結(jié)構(gòu)共同作用，加固時(shí)保留原始結(jié)構(gòu)板柱體系，以盡量減少對(duì)原廠房的擾動(dòng)為原則，選擇最合理的加固方案。

　　針對(duì)該廠房的特點(diǎn)，加固方案如下：

　　6.1 西側(cè)新加跨加固

　　廠房西側(cè)新增一跨鋼結(jié)構(gòu)，為減少對(duì)原結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)，采用通長(zhǎng)槽鋼與原結(jié)構(gòu)柱鉸接，減少對(duì)原結(jié)構(gòu)柱破壞。

　　6.2 新增梁板區(qū)域抗剪鍵加固

　　新增梁區(qū)域鑿開(kāi)后發(fā)現(xiàn)部分原樓板鋼筋銹蝕嚴(yán)重，且板內(nèi)無(wú)橫向鋼筋，考慮到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及安全性，采用梁板連接處設(shè)置抗剪鍵方式進(jìn)行加固。

　　6.3 板面、板底疊合層加固

　　6.3.1板面疊合層加固

　　依檢測(cè)報(bào)告顯示，部分區(qū)域柱底地面空鼓、鋼筋銹脹，因原結(jié)構(gòu)為板柱結(jié)構(gòu)體系，樓板厚度為300mm，采用鑿除板面空鼓部分，替換原銹蝕嚴(yán)重鋼筋。

　　6.3.2板底疊合層加固

　　依檢測(cè)報(bào)告顯示，部分區(qū)域板底混凝土剝落、露筋，加固時(shí)繼續(xù)采用原結(jié)構(gòu)體系，鑿除板底空鼓部分，對(duì)原銹蝕嚴(yán)重鋼筋進(jìn)行植筋替換，配筋采用與原板鋼筋等截面代換原則。因原結(jié)構(gòu)體系為板柱結(jié)構(gòu)體系，板底新增配筋繼續(xù)采用原交叉配筋方式。

　　6.4 柱子斜裂縫加固

　　依檢測(cè)報(bào)告顯示，部分框架柱柱頭斜向開(kāi)裂，裂縫長(zhǎng)度為800mm~1100mm不等，置換混凝土加固方式工期較長(zhǎng)，經(jīng)討論研究，采用四周互焊厚度20mm環(huán)板，后以加大截面方式對(duì)柱進(jìn)行加固，縫隙及裂縫處灌滿膠粘劑，環(huán)板上預(yù)先焊好栓釘，以保證鋼板與加大截面混凝土連接，且加大截面拉筋焊在栓釘上，焊接時(shí)栓釘?shù)撞抗鼭衩恚乐垢邷負(fù)p壞膠粘劑。

　　6.5 梁、柱加大截面加固

　　結(jié)合實(shí)際加固施工經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)業(yè)主要求，本次加固設(shè)計(jì)梁、柱加大截面均采用MR-SC特種加固混凝土，以減少加大截面尺寸(由普通混凝土加大截面至少需100mm減為特種加固混凝土的75mm)和達(dá)到縮短工期(普通混凝土拆模需28d達(dá)到100%強(qiáng)度減為特種加固混凝土的3d達(dá)到80%強(qiáng)度，7d達(dá)到100%強(qiáng)度)的需求。

　　6.6 梁、板、柱缺陷加固

　　依檢測(cè)報(bào)告顯示，對(duì)局部受損不是特別嚴(yán)重的梁、板、柱，做局部修復(fù)處理。

　　1)對(duì)麻面、露筋的處理：首先是清除混凝土表面的浮渣等酥松部分，用鋼絲刷刷凈，如是露筋則要除銹，然后用壓力水或清水沖洗，充分濕潤(rùn)后在缺陷處涂一層環(huán)氧砂漿凈漿，分層抹平壓層壓光。

　　2)對(duì)鋼筋銹蝕的處理：1.對(duì)于銹蝕不嚴(yán)重的鋼筋，可采用鋼絲刷除銹并清洗干凈，用環(huán)氧樹(shù)脂補(bǔ)足缺損截面，涂上一層結(jié)構(gòu)界面;2. 對(duì)于銹蝕嚴(yán)重、有效面積減少的鋼筋，應(yīng)增焊相應(yīng)面積的鋼筋進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

　　7 結(jié)論與建議

　　本文通過(guò)對(duì)某老工業(yè)廠房改造加固設(shè)計(jì)的應(yīng)用研究，介紹了加固設(shè)計(jì)的思路及所遇到的各種問(wèn)題和所采用的加固方法，通過(guò)對(duì)比，采用更加經(jīng)濟(jì)有效的新型材料。依據(jù)業(yè)主實(shí)際需求，采用經(jīng)濟(jì)、快捷的加固方式，以達(dá)到實(shí)際可后續(xù)使用年限內(nèi)的最大經(jīng)濟(jì)效益。