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        新聞動態/ NEWS

        某選煤廠主廠房改造加固設計

        時間:2019-07-08 作者 :管理員

        摘要:介紹了廠房鋼筋混凝土框架結構加固的改造要求和技術要點,對結構加固改造方案的選擇和確定進行較為系統的分析討論,闡述了該加固改造方法在技術上和經濟上的優點,分析了建筑加固設計的主要過程和方案選擇,以完善建筑加固設計。 
        關鍵詞: 框架結構 加固 改造方案 優點 加固設計 

        1 概述 
          隨著近年煤炭行業形勢的好轉,某公司選煤廠洗、選煤產量不斷提高,有許多洗、選煤設備已經不能滿足生產要求,需要進行新設備的更換、新流水線的上馬和技 改項目的實施,通過對該公司選煤廠主廠房的結構進行驗算,發現原有廠房的許多梁柱承載力已不能滿足要求而需進行加固處理。 
        1.1工程概況 
          選煤廠主廠房1981年建成,結構形式為鋼筋混凝土框架結構,建筑物總高度為28.5m,建筑總尺寸為101 m×28m,地上8層,柱下獨立基礎?;炷翗颂?基礎、梁、板、柱混凝土強度等級C20。 
          根據某大學建筑工程學院提供的《安全檢測和評價報告》:廠房主體結構整體情況良好,檢測部位鋼筋混凝土承重結構系統項目可靠性等級為:大部分b級,部分c級。本工程屬于由于設備更換或布局變化而對主廠房相應部位承重結構構件進行局部補強工程。 
        改造要求: 
          1)選煤廠應市場要求,在加固處理期間每次停產時間不能超過3天; 
          2)改造施工過程中,高低壓配電間、實驗室設備用房不能影響正常使用; 
        1.2技術要點 
          1) 工程加固的目的就是要通過加固施工,提高結構構件的強度、穩定性、剛度及耐久性,達到修復、補強、提高承載力、增強使用功能、滿足使用要求,因此,選擇加固方案要以提高加固工程質量為根本目的。 
          加固工程常采用的方法有加大截面加固法、外包鋼加固法、預應力加固法和改變結構傳力途徑加固法等,采用過時的加固方法需要大量的人力、物力和時間,已不 能滿足當前加固工程質量、工期、安全、經濟的要求,而化學灌漿法、粘鋼錨固法、碳纖維加固法應運而生,以其施工方便、施工速度快、不占用空間、技術可靠, 能取得良好的加固效果及經濟效益的明顯優勢成為加固工程中的優選方案,廣泛應用于各類加固工程中。 
         2)對原有高低壓配電室、變電所、實驗室要采取必要的保護措施。 
          實驗室設備龐大,屬于精密儀器,不得移動,嚴禁灰塵及較大的震動;供電用房地下、天花板處電纜交錯縱橫,不得潮濕見水,且要求保持清潔干燥;特殊的環境設計、施工要全力配合,需做詳細周密的計劃. 

        2 結構加固的方法 
        2.1預選方案 
          1)框架梁的加固: 
          經濟、技術先進的加固方案當屬粘鋼錨固法和碳纖維加固法,前者以造價低,施工簡單,占用空間小,加固效果好,明顯優于加大截面法和預應力加固法,后者則 各種優勢盡顯其中,更具有耐濕耐潮、抗腐蝕強、自重輕、強度高、施工便捷、質量好的特點,主要表現在自重輕,材料自身幾乎不增加重量;強度高,固化后的碳 纖維強度比鋼材高達十幾倍;勞動強度小,一個作業面只需一至兩人操作即可;施工工期短,熟練工人每人每天可完成近200m2左右。 
          2)框架柱的加固: 
          較為常見的加固方法有增大截面法和外包鋼加固法。 
          增大截面法是對需加固的柱在其周圍增加斷面,增加鋼筋以滿足計算配筋量,加大截面部分澆筑混凝土;用這種普通加固方法,費用較低,但施工周期長,拆模板后要達到設計強度所需的時間也較長。 
          外包鋼加固法是在混凝土柱四周包以型鋼進行加固,這樣既不增大混凝土截面尺寸,又大幅度地提高混凝土柱的承載力,施工周期比加大截面法縮短的多。 
          外包鋼加固法具體方法又分干法作業與濕作業法兩種形式: 
          干式加固法是將型鋼(一般是角鋼)直接外包于需要加固的混凝土柱四周,型鋼與混凝土之間無連接,由于與混凝土沒有形成一個整體,所以不能確保結合面傳遞剪力。 
          濕式加固法一是用乳膠水泥漿或環氧樹脂化學灌漿等材料,將角鋼粘貼在混凝土柱上,二是角鋼與混凝土之間留一定間距,中間澆筑混凝土,達到外包鋼材與混凝土相結合。兩種作業方法相比較,干式作業法施工更為簡單,價格低,施工時間短,但其承載力提高不如濕式作業法好。 
          針對選煤廠的改造要求,做了詳細縝密的調查研究,綜合各種施工方案的利與弊,采用以下加固方法。 
        2.2結構加固改造措施 
          1)梁、板配筋不能滿足受力和最小配筋率的情況。 
          經過建筑整體調整計算,大部分梁,板不滿足使用受力要求,對于梁、板可按計算結果采用碳纖維加固措施,依據CECS 146:2003《碳纖維片材加固混凝土結構技術規程》,高強度類碳素纖維布相對于鋼筋有10倍以上的抗拉強度,不但具有耐腐蝕、耐潮濕的優點,還有不增 加結構主體的自重、耐用、維護費較低優點,但在防火方面需要特殊的處理;此工程的碳纖維加固依據了“加固后受彎承載力的提高幅度不宜超過40 %”的原則,進行碳纖維片材一梁抗彎抗剪加固設計。 
        2)框架柱配筋不能滿足受力和最小配筋率的情況。 
          根據此工程的特殊性,依據CECS25 : 90 《混凝土結構加固技術規范》, 對于框架柱加固采取了外包鋼法,補足總體分析的柱配筋不足。 
          加固方式采用環氧樹脂化學灌漿的濕式外包鋼。 
          加固方法,計算時考慮抗震因素鋼材強度乘以降低系數0.7,節點示意見圖2
        a一外包鋼加固柱柱底做法; 
        b一外包鋼加固柱樓層做法; 
        c一外包鋼加固柱頂層做法; 
        d-截面 
        1 - 鋼板;2 - 角鋼;3 - 鋼板與角鋼焊接; 
        4 - 細石混凝土澆搗; 
        5 - 箍筋;6 - 室內地坪;7 - 基礎頂; 
        8 - 原柱寬;9 - 樓層; 
        10 - 屋面;11 - 柱四角角鋼 
        圖2外包鋼加固節點示意 
          3) 對原有高低壓配電室、變電所、實驗室的影響情況。 
          在結構計算過程中,在原有高低壓配電室,變電所,實驗室周邊都存在需要加固的框架柱,梁,板及填充墻體;然而現場要求在施工過程中,配電室、實驗室內保持清潔,周邊維護不得拆除,不能影響設備正常運轉(可短暫停歇)。 
          室內加固的部分,業主內部生產配合,可暫停使用高低壓4~6 h。施工單位準備好加固材料,人力、物力?,F場準備工作就緒后,嚴謹配合,輕拿輕放,支護、遮蓋到位,最大努力縮短施工時間,按照周密的施工計劃,按部就 班,有條不紊,在很短的時間內,很好地完成了特殊環境下的加固施工任務,得到業主高度評價。 
          以上是整個項目改造實施過程中的施工方法。目前,改造后的廠房己投入使用,反映良好。 

          3 結構加固改造應注意事項 
          對于任何一個加固改造項目,在設計任務開始之前,必須對項目的總體要有一個鮮明的認識,明確使用功能的變化,了解工藝的使用要求,且要實地進行周全的考 察,收集詳細的原始地質勘探資料及項目的竣工圖、計算書;除此之外還要請專門機構進行建筑物可靠性的鑒定,做為設計的參考依據。 
          加固改造過程中,不僅僅是使單個構件滿足結構使用要求,還要在結構計算過程中,按現行規范使整體滿足抗震設防要求,主體剛度要分布均勻,避免形成新的薄弱層;但有些建筑物涉及年代久遠,如果按現行規范執行有些困難,具體情況應具體分析,匯集專家意見適當實施。 

          4 結束語 
         科學技術的發展,建筑加固改造的辦法也越來越多,施工也變得容易實施。通過上述改造項目,給設計者們一個很大的啟示。廣義上講,無論工業還是民用建筑, 設計、施工過程中,并不是簡單的結構專業技術的單純累加。要充分結合到施工現場的實際情況,采取有效合理地設計施工方案,是做出一個好項目關鍵。如何因地 制宜,采取合理的實施辦法,值得設計、施工人員去多多的思考。


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