某铸钢厂房钢屋架加固设计与施工

李明伟

摘要：近几年，老建筑加固项目越来越多，如何进行即快又省钱的加固成为大家关注的问题。目前，粘贴碳纤维板和粘钢等加固技术因施工简单、工期短、造价低等优势被大量使用，本文以某车间钢屋架粘贴碳纤维板加固为例进行详细阐述，希望对后续同类项目提供参考。

关键词：工业厂房；钢屋架；加固；碳纤维板

1.工程简介

我国做为工业大国，工业厂房众多，除了门式钢架结构厂房外，多数还是采用钢筋混凝土排架结构配合钢屋架形式的厂房，在七八十年代表现尤甚。这些厂房经过多年的使用和老化，多数钢屋架已经出现锈蚀氧化、变形、开焊等现象，无法满足建筑安全性要求。以某大型集团公司铸钢厂房为例，该厂房建于上世纪六七十年代，建筑面积1650平米，长84米，跨度18米，高13.5米，厂房采用钢筋混凝土排架结构，上方为鱼腹式钢屋架、混凝土大型屋面板。厂房内有炼钢电炉及浇筑生产线，生产环境非常恶劣，钢屋架长时间受高温和腐蚀性气体侵蚀，锈蚀严重。与此同时，公司正计划2年内对该车间进行升级改造，拆除现有老旧厂房、原址建设新厂房，在拆除前需保证正常使用。因此，本次加固设计应优选造价低、施工简单的加固设计方案。

2.加固设计

2.1现有钢屋架现场检测

钢屋架形式及尺寸如图1所示：

经专业机构对现有的结构进行实际检测和安全评价后，得出结论如下：

（1）钢屋架无明显变形。

（2）其中10榀钢屋架下弦腐蚀严重，强度已低于原设计最低标准，必须进行加固处理。

2.2设计加固方案

根据钢屋架的受力特点，屋架下弦为受拉构件。如何增加屋架下弦的截面面积是加固设计的关键因素。因该厂房2年内即将拆除，所以应优选施工简单、造价低廉的简易加固或临时加固方案。依据《建筑结构荷载规范》、《建筑抗震设计规范》、《建筑抗震加固技术规范》、检测数据及原有设计图纸，综合考虑厂房处于生产使用状态、加固空间受限、加固材料需耐高温腐蚀、施工工艺简单、总体造价低等因素，决定采取树脂胶粘贴高强度碳纤维条形板并缠绕碳纤维布方式进行加固，设计使用寿命2年。该方案不仅施工简单还能避免焊接变形或钻孔损伤原结构的问题。经计算，碳纤维板尺寸为50ram宽×1.4mm厚，其中纤维体积含量不小于65%、层间剪切强度不小于50Mpa、伸长率不小于1.7%、受拉弹性模量不小于1.6×105Mpa、抗拉强度标准值不小于2400Mpa、长度同屋架下弦。碳纤维布为0.167mm厚、抗拉强度标准值不小于3000Mpa、弹性模量不小于2.1×105Mpa、伸长率不小于1.4%。具体加固方式如图2、图3所示：

3.加固施工

依据设计文件并结合本工程为高空作业及厂房内设备众多等特点，采取在厂房内现有的桁车上搭设临时脚手架进行施工的施工方案，利用桁车搭设脚手架不仅可以节省时间和材料，又能利用桁车进行移动，施工便利，节省了工期和造价，计划总工期15天。具体施工步骤如下：

3.1脚手架搭设完毕后，对钢屋架下弦下表面进行打磨除锈，除去表面杂质、锈蚀层及油污等，直至完全漏出结构新面。

3.2按设计要求的尺寸裁剪碳纤维板，按产品供应商提供的工艺规定配制粘结樹脂并在规定的温度和时间内使用；将碳纤维板表面擦拭干净；涂刷粘结树脂，厚度不小于2mm，中间厚边缘薄；将涂有粘结树脂的碳纤维板用手轻压贴于钢屋架下弦下表面；粘贴好立即用固定卡夹紧、结构胶找平。如图2所示。

3.3待碳纤维板与屋架下弦角钢粘接牢固后，延跨度方向环形缠绕碳纤维布3层。每缠绕一层刷一遍胶。如有搭接时，其搭接长度不小于200mm，环向搭接宽度不小于碳纤维布宽度的1/3。如图3所示。

4.结语

随着时间的推移，越来越多的老旧建筑需要进行加固处理。如何进行省时、省钱、且对生产影响较小的加固成为建设方最关心的问题。本工程通过该方案进行加固处理，解决了钢屋架承载力不足的问题，并经第三方结构检测鉴定合格、满足建筑结构安全陛要求，且具有工期短、对生产经营活动影响小、投资低等诸多优势。