钢结构厂房加固方法有哪些
根据泰大创新的加固经验,根据加固的对象,厂房钢结构的加固可分为钢柱的加固、钢梁的加固、钢屋架或托架的加固、吊车系统的加固、连接和节点的加固、裂纹的修复和加固等。
根据损害范围,钢结构的加固可分为两大类:一是局部加固,一般只对某些承载能力不足的杆件或连接节点进行加固。二是全面加固,是对整体结构进行的加固。
A、从设计的角度来讲,钢结构的加固主要可分为两大类:
(1)改变结构计算简图的加固方法:采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质、边界条件、增设附加杆件或支撑、施加预应力、考虑空间协同作用等措施对结构进行加固的方法。
(2)不改变结构计算简图的加固方法:在不改变结构计算简图的前提下,对原结构的构件截面和连接进行补强的方法。此时对构件的加固又称为加大截面法。
B、从施工的角度来讲,钢结构的加固也分为两大类:
(1)卸载或部分卸荷加固:结构损伤较严重或构件的应力很高,或者补强施工不得不临时削弱承受很大内力的构件及连接时,需要暂时减轻其负荷。对某些主要承受移动荷载的结构(如吊车梁等)可限制移动荷载,这就相当于部分卸荷了。当结构损坏严重或原结构构件的承载能力过小,不宜就地补强时,还需考虑将构件拆下补强或更换。此时,应采取措施使结构构件完全卸荷。
(2)在负荷状态下加固:这是加固工作量小、简便的方法。但为保证结构的安全,应要求原结构的承载力应有不少于20%的富余,并且构件应没有严重的损伤。
根据泰大创新的加固经验,
一、对钢结构厂房的材料性能以及体系进行整体了解
在对钢结构厂房进行加固的过程中,首先需要了解该厂房建筑的可靠程度,包括钢结构材料的性能、结构体系以及存在的结构问题和损伤。组织有经验、有技术的专业人士对这些问题进行统一研究,分析出钢结构厂房的受力现状和持力水平,为下一步的加固优化设计奠定基础。
二、选择经济、合理、可靠的加固措施
钢结构厂房的加固设计的方案选择需要充分考虑结构的承重现状以及加固后的受力特点。从确保整理结构合理性和可靠性的角度出发,选择经济合理以及便于施工的加固措施。例如采取新旧结构或者材料的连接技术,结合现有的加固施工水平,尽量考虑综合技术指标。此外,在对钢结构厂房加固方案的优化设计方面,还需要采取有效的措施减少对周围环境和相邻建筑物所带来的负面影响,缩短施工周期。
三、尽量使用原有结构的承载力
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为了避免对原有结构造成损伤,在进行加固过程中需要尽量使用原有结构的承载力。对厂房自身的承重结构件进行可靠性鉴定分析以及检测,整体了解其现有的承载能力,然后根据检测报告,保留利用更多的原有承载部件。因为对钢结构厂房进行大规模的拆卸,很容易给部件带来严重的损伤,而且新旧结构的连接难度较大,对加固效果会造成一定程度的影响,从而给钢结构厂房后期的使用埋下了巨大的安全隐患。
四、加固施工过程中的质量控制
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钢结构厂房加固施工过程中,需要加强对实际结构的检测,准确掌握现有结构的实际情况和损伤状况,实时减少安全隐患。加固质量控制的技术措施包括钢结构的制作、焊接、安装、螺栓连接、防腐和防火涂料的涂装以及压型钢板的安装。在钢结构的加固过程中,要对使用的结构件进行质量检验,发现与检测结果不符或者检测时未发现的问题,应该采取及时的补救措施,相当大限度的确保加固方案的可靠性和有效性。
厂房加固改造属于二次组合结构,因而涉及到厂房新旧结构共同受力的问题,厂房的加固效果主要取决于厂房加固改造公司实力水平,因此厂房加固改造应满足以下几个基本要求:
1.厂房加固设计应有专业人士负责;在厂房加固设计之前需要找相应的鉴定部门对厂房进行鉴定,而鉴定结果是厂房加固设计的重要依据之一。厂房加固设计需要面对很多不确定因素,要比新建厂房要复杂的多,并且还需要综合考虑业主的需求因而,厂房加固设计不仅要具备较强的结构理论,而且还需要具备丰富的实践经验才能够更好的处理好厂房加固问题,提出科学合理的加固方案,从而实现预期加固效果。
2.加固设计应综合考虑构件与结构、局部与整体关系;如果厂房的某些构件不能满足安全使用要求时就需要进行加固处理,但容易忽略结构体系的加固,因而在厂房加固设计时应综合考虑整个结构体系的安全。如果部分构件加固不影响整体结构的受力性能,即可进行局部加固如果整体结构不能满足安全使用要求时就要进行整体加固。另外一点就是在厂房加固时应尽量避免对工作和生活产生影响。
3.厂房加固应科学有序的进行;对于厂房加固改造时,应先治理后加固如果由温度应力、收缩应力、地基不均匀沉降等原因对结构造成损坏时,在加固时应采取有效地加固措施,从根本上消除安全隐患,然后再确定加固处理时机,使其不会再加固后对结构造成二次伤害。
在厂房加固时应先卸载或部分卸载,卸载后按一定顺序实施加固通常情况下,应先加固后拆除先加固后开洞先基础后柱、梁和板先重要构件,后次要构件,最后做好保护与防护。
在进行厂房加固设计时,应和施工紧密结合,在厂房加固施工之前应讨论加固设计中的构造做法和施工要求,从而确保加固效果和降低成本。
在建筑加固中,加大截面加固法是很常用的一种。加大截面加固法施工工艺简单、适应性强,并具有成熟的设计和施工经验适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固。在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层,可增加截面有效高度,扩大截面面积,从而提高构件正截面抗弯,斜截面抗剪能力和截面刚度,起到加固补强的作用。加大截面后会影响厂房建筑的净空。
2、粘贴碳纤维加固法
碳纤维加固法是一种新型的加固方法,而且适用性很强。外贴纤维加固是用胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的受拉区域,使它与被加固截面共同工作,达到提高构件承载能力的目的。具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点,但需要专门的防火处理,适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。
3、粘钢加固法
粘钢加固是将钢板采用高性能的环氧类粘接剂粘结于混凝土构件的表面,使钢板与混凝土形成统一的整体,利用钢板良好的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度的目的。该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业,对生产和生活影响小,且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响,但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。
钢结构厂房加固的方法有减轻荷载、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。
这几种都是钢结构厂房较为常用的方法,当然钢结构厂房的加固方法多种多样,具体的加固方法还需要看客户的选择以及工程公司的建议,具体的加固放放还是需要根据实际出发。
2、外包钢加固法;外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边,外包钢加固钢筋混凝土梁一般应采用湿式外包法,即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固构佣粘结成一整体,加固后的构件,由于受拉和受压钢截面面积大幅度提高,因此正截面承载力和截面刚度大幅度提高。
3、粘钢加固法;粘钢加固是将钢板采用高性能的环氧类粘接剂粘结于混凝土构件的表面,使钢板与混凝土形成统一的整体,利用钢板良好的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度的目的。该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业,对生产和生活影响小,且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响,但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平;适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。
4、粘贴碳纤维加固法;外贴纤维加固是用胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的受拉区域,使它与被加固截面共同工作,达到提高构件承载能力的目的。具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点,但需要专门的防火处理,适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。
5、置换混凝土加固法;此方法主要用于混凝土强度偏低、混凝土有缺陷的。 例如受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件。 该法的优点与加大截面法相近,且加固后不影响建筑物的净空,但同样存在施工的湿作业时间长的缺点。
加固技术介绍
依据《混凝土结构加固技术规范》,混凝土结构加固方法有:加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法、改变结构传力加固法、外部粘钢加固法、碳纤维布加固法等。
(一)加固工作程序
针对结构可靠性等级,提出加固方案。根据加固方案进行加固设计,考虑适当的施工方法及合理的构造措施。
(二)加固技术介绍
1、加大截面加固法
即采取增大混凝土结构或构筑物的截面面积,以提高其承载力和满足正常使用的一种加固方法。在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层,可增加截面有效高度,扩大截面面积,从而提高构件正截面抗弯、斜截面抗剪能力和截面刚度,起到加固补强的作用。在适筋范围内,混凝土受弯构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下,增大主筋面积可有效地提高原构件正截面抗弯承载力。
2、外包钢加固法
该加固技术是在混凝土构件表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板,以提高结构承载力的一种加固方法。适用于使用上不允许增大混凝土截面尺寸,而又需要大幅度地提高承载力的混凝土结构的加固,要求承受静力作用的一般受弯、受拉构件,且环境温度不大于60℃,相对湿度不大于70%,以及无化学腐蚀影响,否则应采取措施。优点是简单、快速、不影响结构外形,施工时对生产和生活影响较小。但是,粘钢存在着应力滞后现象。施工时原构件的负载越大,应力滞后越多。此外,施工质量和粘结剂质量对加固有较大影响。
3、低压注浆法
该方法适用于裂缝宽度在0.2~0.3mm的混凝土缝修补,它是在裂缝中注入树脂或水泥类材料,以提高其防水性及耐久性。对于未贯通的裂缝,注浆法难以将浆液注入到内部,注入压力太大时,还有可能使裂缝宽度扩大。所以,目前多采用低压低速注入法。
4、预应力加固法
即采用外加预应力的钢拉杆或撑杆,对结构进行加固的方法。适用于要求提高承载力、刚度和抗裂性及加固后占用空间小的混凝土承重结构。此法不宜用于处在温度高于60℃环境下的混凝土结构,否则应进行防护处理,也不适用于混凝土收缩量变大的混凝土。
5、改变结构传力途径加固法
主要可分为两种:
(1)增设支点法:该法是以减小结构的计算跨度和变形,提高其承载力的加固方法。按支承结构的受力性能分为刚性支点和弹性支点两种。刚性支点法是通过支承构件的轴心受压将荷载直接传给基础或其他承重结构的一种加固方法;弹性支点法是以支承结构的受弯或晰架作用来间接传递荷载的一种加固方法。上述方法适用于房屋净空不受限制的大跨度结构的加固。
(2)托梁拔拄法:该法是在不拆或少拆上部结构的情况下拆除、更换、接长柱子的一种加固方法。按其施工方法的不同可分为有支撑托梁拔拄、无支撑托梁拔柱及双托梁反牛腿拔柱等方案,适用于要求厂房使用功能改变,增大空间的老厂改造的结构加固,其中双托梁反牛腿托梁拔拄,则适用于保留上柱的型钢结构的加固。
6、外包钢加固法
即在混凝土构件包以型钢的加固方法。适用于使用上不允许增大混凝土截面尺寸,而又需要大幅度地提高承载力的混凝土结构的加固。当采用化学灌浆外包钢加固时,型钢表面温度不应高于60℃。当环境具有腐蚀性介质时,应有可靠性的防护措施。
1、施工期短
老厂加固改造的建设周期一般都是严格限制的,需要大修改造的车间产值高,老厂改造期间生产任务多,不能停产,即,即使停工时间很短,也需要加固和生产,因此,加固和改造所需的时间越短越好。
2、设计和施工中存在许多障碍
原有厂房有旧设备基础、旧管道设备、吊车等产品,在设备加固改造过程中,许多设备和产品无法移动,各种对象在施工过程中经常相互接触,因此在设计和施工之前,我们应多次深入现场,仔细观察记录,找到切实可行的加固设计和加固施工方案。
3、工程内容多,施工难度大
施工作业中各专业工种之间会有立体交叉作业和平行流水作业,加上车间内有工人,工作面狭窄,作业空间狭小,施工难度大。
4、高安全要求
如果工厂无法停止施工,则应同时进行建筑加固施工和生产。工厂内有许多有价值的精密生产设备和产品,这些设备和产品在施工过程中具有较高的价值,我们必须注意防火和高空坠物,以保护设备和人员的安全。
5、大型施工设备难以使用
在加固改造过程中,厂房内设备产品、管道、电线电缆较多,一般厂房屋顶不高,大型施工起重机无法发挥作用,多数情况下只能依靠小型机械施工。
6、根据新规范进行加固和改造
规范一般每隔几年修订一次。新规范更严格、更安全、更全面。新规范必须在旧电厂加固改造期间实施。
7、加固前应进行测试
厂房长期使用,混凝土出现碳化,钢屋架及钢筋锈蚀,预应力混凝土预应力降低,可能导致原结构及构件不安全,因此在设计前应进行钢筋试验,加固试验数据是加固改造的基础数据。
二:厂房加固施工方案
由于厂房使用时间较长,部分大型屋面板混凝土碳化严重,灰落在屋面板接缝处,小片混凝土掉落,对厂房工人的安全构成极大威胁,因此必须对屋面进行加固。
板加固方案如下:
清理板缝,清除损坏部位的混凝土和浮渣,用聚合物砂浆修补,具体程序如下:
1、外露钢筋除锈,混凝土表面凿毛,刷一层纯水泥浆,内掺胶聚砂浆修补找平,外贴钢板或碳纤维布。
2、顶板采用双向粘结碳纤维布加固,双向粘结碳纤维布为单向编织碳纤维布,碳纤维胶粘结。
厂房砌体外墙要么嵌砌在柱中间,要么贴砌在柱外面,都是通过拉墙筋拉结的额。装配式夹芯板的话,通过自攻螺丝连接,建议构造参考薄壁型钢设计规范。螺栓竖向间距小于500。
1、结构粘贴面的处理必须按照有关《规范》进行,以保证粘结效果。
2、粘结剂的配置必须满足有关《规范》规定的技术要求。
3、由于该桥施工时难以封闭交通,因此建议在交通量最小的时段进行施工,以减少扰动影响,同时建议施工期间限制车速,宜控制在40km/h以下。
4、为保证工程质量,施工应由具有粘贴加固资质的、有丰富经验的专业施工队伍进行施工,工程质量及验收标准按《混凝土结构加固技术规范》的要求进行。
5、施工过程中发现实际情况与设计不相符地方请及时与设计单位取得联系。
6、施工的工具应定期检查性能状况,特别是受力工具应完整,以防因滑脱、打滑等意外造成伤人、伤己。此外,严格执行《建筑机械使用安全技术规程》和《施工机械设备安全管理规定》。