工业建筑加固改造可行性探讨

邓凌

摘 要：本文认为工业建筑的加固改造必須遵循安全、经济、可行的基本原则，同时结合某工业建筑加固改造实际案例，认为需要在对既有建筑材料与损伤进行检测评价的基础之上，针对主要承重构件的承载能力进行科学验算，然后进行结构安全性的评估，最终在多个加固改造方案当中综合比选，证实加固改造的可行性。本文即结合某工业建筑实际案例，围绕其加固改造可行性方面的关键问题展开分析与探索。

关键词：工业建筑；加固改造；原则；可行性

1 工业建筑加固改造基本原则

（1）工业建筑加固改造必须遵循安全性原则：即工业建筑加固改造方案的设计与选择都需要以确保生产安全为最主要的目的，以安全生产为基本前提，从而发挥工业建筑在扩大生产规模方面的重要价值；

（2）工业建筑加固改造必须遵循经济性原则：即在对工业建筑加固改造的可行性进行研究时，必须考虑到加固改造的目的是活动额更大的利润，因此在方案制定中，改造成本同样是需要高度重视的问题之一，必须引起足够的重视；

（3）工业建筑加固改造必须遵循可行性原则：简单来说，工业建筑加固改造需要将外迁改造给企业所带来的影响控制在最低限度内。正常生产中的企业若停产进行加固改造，则势必会对职工以及企业造成非常大的影响，也会对生产要素市场造成不利后果。因此，所选择的加固改造方案必须充分契合工业建筑的实际需求。

2 工业建筑实例分析

以某煤矿企业工业建筑实例作为本次研究对象，依据《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）附录A.0.21-2，本区的抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g（第一组）。本工程设计服务年限为50年。本矿井地面工程总的设计原则为：“安全、经济、美观、实用”。主要由辅助生产系统、原煤生产系统、供配电系统、供热系统、给排水和水处理系统、通风、压风系统及与矿井同规模的选煤厂组成。

（1）辅助生产系统的建、构筑物主要包括矿井机修车间、材料库、棚、油脂库、消防器材库等建筑物和构筑物。矿井机修车间采用钢筋混凝土排架结构，柱下单独基础，屋面结构采用钢结构屋架、大型屋面板；材料库、棚、综合楼采用钢筋混凝土框架结构，柱下单独基础；其余库房均采用砖混结构，毛石条形基础。

（2）原煤生产系统的建、构筑物主要包括原煤仓、产品仓、筛分动筛车间、块煤仓、转载点、矸石仓、矸石翻车机房、连接各建、构筑物之间的皮带输送机栈桥以及煤泥沉淀池和储煤厂等。基础根据场地情况采用人工挖孔桩或柱下独立基础。

（3）其它主要包括通风机配电间、压风机房、瓦斯抽放泵站、35/10KV变电所、各种库房和各种水池、泵房。压风机房、变电所、瓦斯抽放泵站等采用钢筋混凝土框架或排架结构，柱下单独基础或条形基础；各种水池均采用钢筋混凝土结构。

3 加固改造可行性研究

3.1 构件材料与损伤检测评价

结合当前工业建筑可靠性鉴定标准中的相关要求，同时参照混凝土回弹碳化强度检测标准中的具体规范，针对本案例中的建筑结构材料以及损伤情况进行检测评估，按照如下标准对损伤进行分级：

（1）立柱结构：本案例中，厂房柱除乙列上柱为焊接工字型钢小柱外，其余立柱的下柱和上柱为钢筋混凝土柱。因此，实际工作中可以通过对回弹-取芯法的应用，测评立柱混凝土强度取值，结果表明本案例中立柱混凝土强度可符合C30等级要求。

同时，损伤检测结果发现，立柱不同程度上的存在钢筋锈蚀以及柱脚主筋外露方面的问题。本案例中4列立柱中包含有45根存在不通损伤问题的立柱，构成比为30%，立柱外观质量综合评定结果为C级。在此基础之上，检测认为部分立柱的偏斜高于H/100。期间共抽样检查13根立柱，共4根立柱出现明显偏斜，构成比为30%，综合评定立柱变形等级B级。立面结构如下图所示。

（2）吊车梁系统：本案例中，经过检查发现，所有吊车梁焊缝以及连接性能均比较稳定，仅个别吊装梁上翼缘与柱连接有脱焊以及松动的问题，梁体油漆存在麻点状脱落现象，同时，考虑到抽柱区的螺钉部分松动问题比较严重，因此综合质量评定为C级。

（3）地基基础：本案例中，地基基础包括地基以及基础这两个部分。地基基础属于地下结构，由于其受场地以及环境的限制影响，故而不直接检查，采取观察上部结构的方式判断其工作状态。检查中未发现立柱存在明显偏斜或沉降的现象，说明本案例中地基基础并未出现不均匀性沉降现象，由此判断此区域的地基基础承载力能够满足实际要求。

3.2 构件承载能力验算

根据本案例中厂房现行状况以及受力特性的综合分析，按照现行规范对本工业厂房的排架系统承载能力以及吊车梁进行验算。验算结果显示：对于排架结构而言，在现有环境条件下，其承载力可满足要求；对于吊车梁而言，有12m跨吊车梁正应力不满足要求，但考虑到该区域增加有支座进行加固，故评级B级，其余跨吊车梁均满足要求。

3.3 安全性评估

综上可知，在现行使用环境条件下，吊车梁直接相关结构承载能力满足现行规范要求，但结构损伤较为严重，综合评定为B级。结构主要的子项满足或略低于国家现行规范要求，应采取适当措施。

3.4 加固方案比选

根据以上分析认为，本案例中对工业建筑进行加固改造的关键在于解决吊车梁承载力存在的问题，传统的加固方案为加大上下翼板截面，由于本方案需要停产加固，因此可行性较差。针对实际情况，最终选择方案为将钢支柱与吊车梁顶紧，消除其挠度。由于所有加固作业均在吊车梁下翼进行，不必拆除轨道，实现不停产加固，以满足安全且经济的要求。

4 结束语

工业建筑是整个企业生产经营过程当中最关键性的结构之一，对企业生产的安全性有着非常重大的影响。特别是对于煤矿企业而言，工业建筑如何通过加固改造的方式提高其生产能力与水平是非常重要的。本次研究中为了最大限度的确保工业建筑使用的安全性与稳定性，重点围绕工业建筑加固改造方面的原则与操作方法展开了分析与探讨，以上研究望能够引起各方人员的高度关注与重视。