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PAGE PAGE 1 工业厂房混凝土框架结构加固改造设计 　　摘要:随着使用年限的增加，老旧工业厂房必然面临结构的加固改造问题。本文结合工程实例，介绍了工业厂房混凝土框架结构加固改造设计的思路，在详细分析原结构的基础上，最终采用梁柱外包钢加固法的加固方案，取得了较好的加固效果，可满足构造要求，对今后类似工程加固改造设计具有一定的参考价值。 　　关键词:混凝土框架结构；外包钢加固法；承载力；加固计算 　　中图分类号：U457+.3文献标识码：A文章编号： 　　在我国现有的工业厂房建筑中，混凝土框架结构因其具有足够的强度，良好的延性和较强的整体性,是最常用和最为普遍的结构形式。但由于工艺改造或设备更新，许多老旧工业厂房在使用功能或者安全性能方面达不到现有要求，因此，对已有厂房进行改造加固是有必要的。在这种情况下，我们建筑结构设计人员不但要熟练新建建筑的设计，还要掌握对旧建筑的加固改造设计。本文结合工业厂房混凝土框架结构改造实例，探讨了加固方案的确定和加固设计的相关问题。 　　1工程概况 　　某工业厂房采用现浇混凝土框架结构，基形式为桩基础。前几年为适应改造的配套要求，已经对原结构①～③轴线进行了一次增量改造。 　　本次改造的目的是总体改造的另一部分，目的是通过改造，满足新增使用要求。改造内容为新增用途，涉及到原结构的④⑤⑥轴线，位置如图1所示。 　　图1平面布置 　　以下是与本次设计有关的框架梁柱尺寸、配筋情况(见表1)。 　　表1原框架柱截面尺寸及配筋 　　原框架安全等级:二级，抗震设防烈度:7度，a=0.10g，地震分组为第一组 　　原混凝土强度等级:梁、柱、承台为C20，板为C20 　　基本风压0.6kPa 　　2确定加固方案 　　由于种种原因，原结构的计算书已经无处可找，委托资料也仅是初次设计时的一部分，加之本次设计需增加的荷重较大，根据仅有的委托资料无法判断何处需要加固和如何加固。 　　为了确定加固方案，首先按改造后荷载，根据现行设计规范，对荷重涉及到的④⑤⑥轴线框架，采用目前国内建筑行业应用较广泛的PK计算程序进行分析。计算结果显示:1)在内力组合中，活载、风载与永久荷载组合效应对梁柱的内力起控制作用，地震作用组合不起控制作用；2)框架柱配筋数值小于原配筋数值，即受力方向原框架柱所配钢筋可满足要求。现将框架梁起控制作用的组合数据与原框架梁允许承载力的比较结果列于表2。 　　表2新加荷载作用下原框架梁所受外力与其允许承载力比较 　　由表2知，框架梁在新增荷载下，支座和跨中弯矩及剪力增加均较多，已无法承受新增荷载的作用，必须进行加固。另外，查看原结构施工图我们发现，原框架柱配筋构造不符合新规范要求：第一，柱侧面纵向钢筋间距350mm，超过抗震时规范规定不宜大于200mm的构造要求；第二，底层柱底箍筋加密区长度及箍筋间距不够。按规范要求，应取矩形截面边长、柱净高的1/6和500mm中的最大值，即Hn/6近似等于1200mm，且满足底层柱刚性地面上下各500mm范围内加密的要求，箍筋间距取纵筋钢筋直径的8倍和100中的较小值。故综合应取底层柱自承台向上H=1700mm范围内箍筋加密，箍筋间距100mm。原设计H仅取950mm，④⑤轴线加密箍筋仅为150mm，为满足新规范要求，即便经计算纵向钢筋满足受力要求，也必须对柱进行构造加固处理。 　　至此，对本结构可供选择的加固方案有:增大截面加固法和外包钢加固法。两种方法各有优缺点。其中，加大截面法是采用同种材料-钢筋混凝土，来增加原混凝土结构构件的截面面积，达到提高结构承载力和满足正常使用的加固方法。此方法工艺简单，适应面广，可广泛用于一般梁、柱、板、墙等混凝土结构加固。但缺点是现场湿作业工作量大，养护期较长，对生产有一定影响，截面增大对结构外观及房屋净高也有一定影响；外包钢加固法是以型钢(一般为角钢)外包于构件四周(或两角)的加固方法，根据施工方法的不同，可分为干式和湿式两种。此法施工简单，现场工作量较小，施工工期短，受力较为可靠。适用于使用上不允许增大原构件截面尺寸，却又要求大幅度地提高截面承载力的混凝土结构加固。与湿式外包钢相比，干式外包钢施工更为简便，但承载力提高不如湿式外包钢有效。 　　改造工程一般都存在施工时间短，条件差，限制多的特点，我们在确定加固方案时结合现场的实际情况，综合考虑方案在现场实施的可能性及经济效果。为不影响生产，甲方将本次改造的施工安排在装置停产检修期间，工期较紧，加之采用加大截面法梁柱刚接的问题也不容易处理，无法采用加大截面法施工，该法被排除。 　　下面分析采用梁柱外包钢加固法的加固方案。由梁柱内力配筋包络图知，原框架梁内力配筋相差较多，⑤轴线底层梁剪力设计值为395kN，已超过《混凝土结构设计规范》中有关梁截面的限制条件V≦0.25βcfc