工业厂房技术规范更新变化与加固措施的选择

王晔霞　和发波　孙学军　蒋彦刚

【摘要】我国的工业厂房的发展历程，从无到有，设计、施工从直接套用苏联规范到现在的自主体系；从六、七十年代的钢筋混凝土结构厂房，发展的现在的钢结构厂房；时代在变化，国家相应的规范、安全标准也在不断的更新、替换和完善中，这就导致许多厂房需要进行鉴定、加固或适应性改造。

【关键词】钢筋混凝土结构；钢结构工业厂房；可靠性；鉴定；评估

1 我国建筑规范、标准发展概况

1.1 我国建筑规范、标准的发展历程

我国1949年成立，当时工业建筑领域，是一片空白、人才缺乏，很多是直接翻译苏联的建筑结构理论，直接引进和应用。而苏联建筑结构理论，十月革命以后进入社会主义计划经济建设，由于贫穷，缺乏钢材、水泥，政府要求快速建设的结构设计理论和建造方法，在19世纪30年代末，苏联建筑结构提出了按破损阶段极限状态设计结构的理论，1942年前后形成了国家强制建筑标准。以钢筋混凝土受弯构件为例，传统容许应力法受压区混凝土按三角形应力分布控制最大应力；而按破损极限状态设计法受压区混凝土按矩形应力分布控制最大应力，这样的设计理论中设计承载能力大幅提高，但设计标准中，极限安全系数由容许应力的3～3.5降到破损极限状态的2～2.5，国家短时期内工业厂房是快速发展建设起来了，但从此前苏联结构规范理论、安全尺度与西方资本主义国家相比，拉开了距离。

1.2 我国50年代这些规范、标准的特点，与特点

这一破损极限状态规范、理论，在1958大跃进时，土木建筑界掀起了敢想敢干的热潮，一度不执行规范、标准设计，1964年又提出了设计革命，口号是“革秦砖汉瓦深基重盖的命”，此后，出现了大批非标准设计，这一阶段工业建筑结构类型很乱，如：大型槽瓦、钢丝网大型屋面板、自防水屋面板、9m柱距结构体系、离心管柱、轻型组合屋架、带孔工字型柱、鱼腹式吊车梁（GB108、G110）、折线形吊车梁、钢轨吊车梁、薄壳基础……这些构件受力性能、抗震性、耐久性很差，这些工业厂房在莱钢大量存在，近年来部分拆除，但由于生产发展需要，不能拆除的，如炼钢混凝土结构老厂房，是大家熟悉的“混凝土工字型柱、鱼腹式吊车梁、薄壳基础”等厂房结构形式，针对这些特点，进行了多次的鉴定、评估、并投入巨额资金实施加固维护。

1.3 我国上世纪60-70年代，自行规范的编制与特点

可以认为这是我国土木发展的第二阶段，这一时期标准图构件的主要特点是：

我国自行编制设计规范是60年代中期开始的，直到1974年颁布了系列GBJx-xx与TJx-xx规范，及标准图G3-5xx系列，这套74规范采用中老K安全系数表达方式，结构安全系数变化不大，结构可靠度指标比较低，尤其是1978年以前量大面广的结构是不考虑抗震的！

1.4 我国钢筋混凝土结构向钢结构厂房的转化

上世纪80年代改革时期，可以认为是我国土木发展的第三阶段，这一时期的主要特点是：

国营企业改革开放初期（1978～1990），部分效益归企业所有，企业为了增加产量、扩大再生产、追求经济效益，开始了挖潜改造，引进大型生产线，厂房结构逐渐向大跨度、大柱距钢结构转移，如：莱钢当时的铁区改扩建的大量工业项目建筑物、构筑物，钢结构标准构件应用的比较多，多层工业厂房则向全现浇混凝土结构通用厂房转移，导致这一时期的厂房成为钢筋混凝土与钢结构的混合结构，有的观点认为，将钢筋混凝土结构中的易損坏的构件替换成钢构件，这是一个严重的认识误区。

2 新建筑规范、标准下，旧的已有工业建筑结构鉴定、评估、加固

现在新的工业建筑结构，设计的结构理论、安全度越来越放心，但是，对已有的旧结构厂房却是“鉴定—加固—使用—再加固”这一循环过程。

2.1 对老的工业厂房要会诊治，管理是重点

对不同时期的工业建筑，应区分对待，有重点的把握和区分，结构安全控制问题，提出了工业厂房结构指标a、b、c、d四级结构，构建A、B、C、D厂房和构筑物单元一、二、三、四级，把工业建筑管理起来，如，钢铁行业制定的《钢铁企业工业建筑管理办法》，以及根据结构可靠性原理编制了《钢铁工业建（构）筑物可靠性鉴定规程〉（YBJ219-89），《工业厂房可靠性鉴定标准》（GBJ144-90），以及现在最新的《工业建筑可靠性鉴定标准》（GB50144-2008）等一系列新的规范、标准等，需熟悉理解，熟练运用。

2.2 多数钢铁企业厂房损坏与加固使用的特点

多年工程经验，厂房改造处理，可以有屋面、屋盖、牛腿以上、柱根、基础连根拔，可以有多种选择，有许多成功案例，多年使用效果很好，这在莱钢炼铁、炼钢、特钢等许多厂房中，案例较多，而这一时期建造的厂房，规范要求、安全标准比欧美日本发达国家规范标准要低，特别是抗震，几乎是没有要求。

3 结构检测、分析与加固技术的学习

建国50年来，我国的结构验测与加固技术经历了从无到有、从单项到全面、从局部构件到整体结构的发展过程，结构检验测试技术学习的是“引进—消化—提高”和“借鉴—独创”相结合的方法。

3.1 混凝土结构

混凝土结构的检验与测试技术学习，是“引进—消化—提高”方法。我国六十年代中期，才开始进行混凝土强度的非破损检测方法的研究，直到八十年代中期，第一本全国性检测规程《回弹法评定混凝土抗压强度技术规程》（JGJ23—85）问世，从基本的混凝土强度检测回弹法、超声法、钻芯法、拔出法和灌入法等，到现在的《混凝土结构加固设计规范》（GB 50367—2006），以及碳纤维加固方法等，与发达国家已没有明显差距，在莱钢，如部分结构厂房、混凝土行车梁加固等，实施了很多较好的项目，可供借鉴。

3.2 砌筑结构

砌筑结构的检验与测试，是“借鉴—独创”学习。我国七十年代末，主要是将测定砌筑砂浆强度作为砌筑结构抗震鉴定和加固的评定指标，为改变传统的“眼观手捏”的判断方法，进行了回弹法检测强度等方法的研究，1994年，《砌体结构力学性能现场检测技术规范》编制组将回弹法、电荷法、筒压法、射钉法和剪切法五种砂浆强度检测方法和推剪法、单剪法、轴压法、扁千斤顶和拔出法等五种砌体强度的检测方法纳入规程，这些方法大多数为我国科研人员创造发明的，已达到发达国家的技术水平。

4 经常应用的结构的加固与改造技术

4.1 钢筋混凝土结构

五十年代至七十年代时期的工业厂房，加固较多的是单层工业厂房中的薄腹梁和混凝土柱，常见的薄腹梁的加固方法为体外拉杆方法，混凝土柱加固方法有外包钢法和外包混凝土法或称为增大截面法，还有环氧砂浆修补法，此法常见于掺加氯盐混凝土构件的修复。如混凝土柱的外包钢法加固方法，开始阶段的计算方法是分别计算混凝土柱和外包钢，外包钢按钢结构计算；当外包装的缀板加密并出现湿式的施工方法时，其计算按整体构件考虑；当缀板施加拉力时，可按约束混凝土进行计算。

综上所述，只有对每一栋厂房，以及构筑物，需做到知道它的设计历史年代，知道它的施工水平，当时的规范要求、安全标准，与现在规范对比，才能正确做出评估与加固方案。

参考文献：

[1]林志伸.我国工业建筑诊治问题[M].北京：国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心，2010.

[2]CECS77：96.钢结构加固技术规范.

[3]郭兵，雷淑忠.钢结构的检测鉴定与加固改造[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.

[4]GB 50144-2008.工业建筑可靠性鉴定标准.