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青岛钢结构多层厂房的加固技术分析

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  钢结构建筑有着强度高、质量轻、构件截面小、有效空间大、材料均匀、塑性、韧性好等优点,但对于多层建筑来说由于构件截面较小、刚度较弱、纯钢结构的侧移较大等原因,对抗力体系、楼板、墙体的要求较高。因此,结构体系、抗震技术、连接节点、楼盖技术等仍需进一步完善理论研究,如何发挥钢结构的优势,为用户创造安全舒适经济的建筑环境,还有很长的路要走。且钢材的耐腐蚀性较差,对钢结构建筑的安全性即耐用性造成了很大的困扰,因此,要确保建筑的经济耐用,必须做好相关的保护及加固措施。
 
  加固补强的原因及原则
 
  (一)钢结构需要加固补强的原因
 
  1、设计或施工过程中造成的结构缺陷,使得结构主体或者局部的承载力达不到设计要求,例如焊缝过长等造成的界面承载力削弱等都需要一定程度的加固。
 
  2、钢结构使用期限太长。由于钢材的耐腐蚀性较弱,使用年限太久有可能产生主体腐蚀、磨损或节点损坏等现象,使得局部的承载力被削弱。
 
  3、使用条件发生变化。许多厂房是利用原有厂房进行改造,这就增加了原有结构的负荷量。
 
  4、如果选用的钢材不符合建筑标准,也会使得钢结构不稳定而需要加固。
 
  5、自然灾害或者意外事故造成钢结构损坏,需要修复和加固。
 
  6、地基下沉也有可能引起结构的变形或损伤,这种情况下的修复工作的重点就是加固补强。
 
  (二)加固补强原则
 
  钢结构厂房尤其是多层厂房的加固是一项比较复杂的工作。为了保证施工的安全有效及经济合理,同时又不影响生产,一般要遵循以下原则:
 
  1、施工方案要确实可行。加固补强施工时尽量做到不减少或者停止生产,以免给工厂带来比加固费用高出许多倍的损失。同时,加固时尽可能采用高强螺栓加固或者焊接。
 
  2、加固材料应尽量选择质量较好的加固材料,以免二次损伤再进行加固,这样既浪费成本,也会给加固工作增加困难。
 
  钢结构多层厂房的加固方法
 
  厂房的补强加固可分为两个两部分:基础部分及上部结构。
 
  对于基础部分,可采用钢筋混凝土灌注桩加强,并采用石灰挤密桩加固地基。
 
  上部结构的补强加固应在基础部分的加固完成一段时间后,等待并确认基体沉降稳定后再进。此外,针对开裂失稳的窗间墙、混凝土构件裂缝、墙体裂缝等都应采取相应的加固措施。现就上部结构综合加固法作一简要介绍,并针对某些常见的问题做具体的分析。
 
  (一)改变结构加固法
 
  1、主体的结构的稳固性决定着整个建筑的稳固性。考虑整体的加固就要考虑增加一定的结构或者构件。根据整体空间考虑,增加结构相应的结构或通过增加构件的刚度来实现加固。也可以增设支撑来提高主体或构件的稳定性,还可以着重加强主要构件的刚度来减轻其他构件的压力而达到整体加固的目的。
 
  2、改变构件的截面承载力
 
  这部分加固技术可以从改变载荷的分布来进行。比如增加中间支撑座或者将独立的支撑结构相互连接,或者改变连接支撑座的位置等来改变构件界面的荷载力。
 
  (二)加大构件截面加固法
 
  增大构件的截面积也能达到加固的目的。由于该方法涉及面较广,且施工方便,广泛用于钢结构加固的加固中。但在施工前,应尽量考察构件的荷载能力及存在的缺陷,避免加固后二次变形、损坏。同时,要根据实际情况制定详细的施工方案,选择符合加固技术要求的截面形式,以便施工的有效进行。
 
  (三)连接加固法
 
  根据厂房的需要加固的原因、损坏情况、基础受力能力、原有结构及施工条件等各方面出发,确定连接加固的具体方法。常用的连接加固有铆接法、螺栓加固法、高强度螺栓连接法以及高强度螺栓与焊接混合连接法等。
 
  铆钉与螺栓的连接加固
 
  原有螺栓松动、损坏或者失效或连接强度不够时应首先考虑选用高强度螺栓连接。其次,如果钢材满足焊接要求,也可以选择焊接的方式。
 
  焊缝连接加固
 
  当原有结构使用过焊缝连接或者需要加固的部分允许使用焊缝连接且相对施工比较方便时可以采用焊缝连接。
 
  3、裂缝的修复与加固
 
  原材料质量不佳、主体结构设计不合理、施工不规范或者钢结构荷载过量等原因导致裂缝时需要修复。裂缝分类较多,采取的方法也不一样。如混凝土构件产生裂缝或墙体裂缝最好采用化学灌浆补强法,而窗间墙开裂则要采用先包后灌加固法。在修复前,必须分析裂缝产生的原因,有针对性地采取加固措施。对于无法修复或者修复后依然存在隐患的构件应予以更换。
 
  此外,还有一些比较突出的问题需采取固定的措施。比如楼板倾斜可能导致门不能正常开启。这时需要去除水泥砂浆的表层和预制板的灌缝混凝土,采用千斤顶加梁的方法将楼板提升到原有的位置,找平后重新灌注水泥砂浆表层。再比如一些厂房的门窗变形后,导致雨水渗漏,长此以往会腐蚀钢结构或产房基础不稳固。此时,对门窗进行修复工作后,还应对厂房整体进行油漆粉刷,改善厂房周围的排水设计,防止渗水、积水,消除安全隐患。
 
  四、加固应注意的问题
 
  1、加固前分析需要加固的原因及加固的可行性
 
  对厂房进行加固前,应实地考察钢结构损坏的程度并分析其需要加固的原因。并了解原有结构的功能及荷载强度,考虑新旧材料之间的功能及性质差异,选择合适的加固材料及加固技术进行加固,以免留下隐患。
 
  2、选择科学合理的加固方案
 
  工程实施前应结合实际情况,综合考虑技术的可行性、经济的合理性及施工的方便性等因素来制定详细的科学可行的加固方案。同时,要保证加固后钢结构的荷载能力要符合设计要求,尽量避免拆除或损伤原有构件,以保证结构的安全可靠。对于新旧材料的连接,应选择适合材料的方法进行加固,并且加固后应采取一定的保护措施以免二次损坏。
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