既有厂房改造项目结构加固设计及施工研究

既有厂房改造项目结构加固设计及施工研究

王成李元鹏

中国汽车工业工程有限公司，天津 300113

摘要：随着我国工业化进程的加快和产业结构的转型升级，大量既有厂房面临着改造和更新的需求。既有厂房的改造和再利用逐渐成为一种重要趋势。在既有厂房改造项目中，结构加固设计及施工是确保工程安全性和可靠性的核心环节。本文主要分析既有厂房改造项目结构加固设计、施工的过程及关键问题。

关键词：厂房改造；结构加固；设计；施工

引言

随着社会经济的发展和产业结构的变迁，许多既有厂房面临着更新换代的需求。在既有厂房改造项目中，结构加固是其中一个核心的技术环节。结构加固设计与施工对于保证既有厂房的稳定性、提高抗震能力和承载能力至关重要[4]。既有厂房结构加固设计技术研究是一项十分重要的工作，它直接关系到工厂建筑的安全性和稳定性。通过对厂房结构加固设计技术的深入研究，可以有效提高既有建筑的抗震性能、承载能力和结构稳定性，延长使用寿命，消除安全隐患。

1、厂房结构加固设计的流程

既有厂房结构加固项目的工作流程一般包括：建设方提出委托要求，现场踏勘，收集资料（包含工程设计及变更图纸、使用条件、使用环境、使用期间的历次维修、检测、评定、加固和改造等资料），明确鉴定加固目标，结构检测鉴定（包含可靠性及抗震性能评估），提供鉴定报告及改造方案，加固施工图设计，加固施工，验收。

既有厂房结构需要加固的原因一般有两个方面，一是因使用不当或达到了设计使用年限，存在安全隐患，不经处理，不能继续使用；二是改变使用用途，需要提升结构的承载能力。结构的加固设计，首先要明确改造的目标，这可能涉及到增加结构的承载能力、提高抗震性能、修复损坏部分或者其他安全相关目标。明确的目标将为后续的设计和施工提供指导。

2、厂房结构加固设计及施工方面的关键问题

对既有结构进行检测鉴定是加固设计的关键环节。通过对既有结构进行全面的检测和评估，可以为后续的加固设计提供可靠的依据，确保加固设计方案的科学性和合理性[2]。结构加固设计时，需要充分考虑既有建筑的现状和问题，包括结构构件的材料状况、裂缝情况、受力性能等方面的分析。这一步通常分为可靠性鉴定和抗震鉴定两个方面。可靠性鉴定是对既有建筑的安全性、使用性所进行的调查、检测、分析、验算和评定等技术活动。安全性包括承载能力和整体稳定性等，使用性包括适用性和耐久性。是对结构现状进行评估，确定结构的受力性能、材料状况和存在的问题；抗震鉴定通过检查现有建筑设计、施工质量和现状，按规定的抗震设防要求，对其在地震作用下的安全性进行评估。是评估结构在地震作用下的性能，包括抗侧向承载能力和变形能力等。根据鉴定报告及改造需求，进行结构改造加固设计。这一阶段需要综合考虑结构的现状、改造目标、可行方案以及技术经济性等因素，确定最优的加固方案。设计方案应进行仔细审查，确保设计方案符合相关规范和标准，能够满足加固工程的需求，尤其注意设计参数的准确性和合理性，同时应注意计算模型的简化应符合实际情况。

在施工阶段，需要严格按照设计要求执行加固工艺，确保施工质量，同时密切监测结构变形，及时处理施工中可能出现的问题，以确保加固设计能够达到预期的效果[3]。

既有厂房结构改造加固施工，是在既有建筑结构中施工，关键的问题是要根据结构现状和加固设计方案，选择合适的施工工艺，确定合理的施工顺序，尤其是拆除作业，应对结构进行施工模拟验算，确定合理的拆除顺序，以保障结构的安全性。选择适合的加固材料，如碳纤维布、钢板等，保证其质量和性能符合标准要求，同时考虑材料的可获得性和施工成本等因素。

3、厂房结构加固设计及施工过程

3.1改造加固设计之前的准备工作

3.1.1改造前加固设计

在进行厂房改造前的结构加固设计阶段，首先应对既有厂房结构进行全面评估，包括结构材料、构件状况、承载能力等方面的检测，了解现状的结构强度、稳定性和耐久性情况。根据结构评估结果和改造需求，制定相应的加固方案，可以采用增大截面、增加梁柱或加固钢板、增加支撑等方式，以提升结构整体性能和抗震性能。根据加固方案选择适合的加固材料，如碳纤维布、钢板、预应力钢筋等，保证材料质量符合相关标准要求，并满足设计强度和耐久性要求。

3.1.2选择合适的加固材料和技术

根据结构现状和改造目标，合理选择钢筋混凝土加固、纤维增强复合材料加固、钢结构加固等不同的加固材料和技术手段，以满足结构加固设计的要求，同时考虑成本和实际施工可行性。在进行改造加固设计之前，进行与相关政府部门的沟通和审批工作也是必要的准备工作。根据当地建筑法规和标准的要求，及时向有关部门提交申请，获得相应的设计审批和施工许可，确保改造加固设计符合法律法规的要求[1]。

3.1.3确定专业的工程团队和技术人员

结构改造加固设计涉及到复杂的工程技术和计算，需要专业的工程团队和技术人员共同合作，共同制定出科学有效的改造加固设计方案，确保施工质量和工程安全。进行厂房结构改造加固设计之前，需要进行综合的准备工作，包括结构检测评估、确定改造目标、选择加固材料和技术、与相关部门沟通审批和确定专业工程团队等，这些准备工作是保障改造加固设计顺利进行和取得实际效果的关键步骤。各项工作均应由具备相关资质的单位及人员进行开展。

3.2加固工艺与方法

3.2.1钢筋混凝土加固

该方法通过在现有结构表面增加新的钢筋混凝土层或采用纤维混凝土、高强混凝土等新型材料进行加固，以提高原有结构的承载能力和抗震性能。这种方法技术成熟、施工便捷，是一种常用的加固工艺，适用于需增强结构承载力的情况，。

3.2.2纤维增强复合材料加固技术

通过在结构表面粘贴或缠绕玻璃纤维、碳纤维等材料，利用其高强度、轻质、耐腐蚀等特点，提高结构的受力性能和抗震性能。这种方法是通过碳纤维与构件的协同工作，来提高结构或构件的承载力和延性的一种加固技术方法。现场施工方便: 占用场地小，没有明火施工和湿作业，需要大型施工机具，因此施工简便、工效高、施工质量容易得到保障。可用于混凝土梁、板、柱的补强加固。

3.2.3钢结构加固

通过向原有结构添加钢框架、钢板、钢支撑等钢制构件，以增强结构的整体稳定性和承载能力。这种方法适用于需要提高结构承载能力和变形能力的情况，具有施工周期短、可靠性高等优点，广泛应用于不同类型的建筑结构加固工程中。

钢梁、钢柱类构件，拉、压承载力不足时可采用增大截面法，稳定承载力不足时可采用增加支撑减小构件计算长度的方法进行加固处理。

3.2.4混凝土喷射加固技术

通过喷射加固混凝土浆液或聚合物改性材料到结构表面，填充裂缝、修复损坏部分，提高结构的整体强度和耐久性。这种方法适用于处理结构表面的缺陷和损坏，可以有效修复混凝土表面开裂或脱落的情况，具有施工简便、效果显著等特点[5]。

3.3施工质量控制

施工质量控制在厂房结构加固工程中具有至关重要的作用，直接关系到工程的安全性、可靠性和耐久性。科学有效的施工质量控制可以确保施工过程中各项工作符合相关规范和标准，提升工程的质量水平，预防和纠正施工质量问题，保障工程的顺利进行和顺利竣工。施工所需的材料进行严格审查和选型，选择符合要求的高质量材料，确保其性能、质量和规格符合设计要求，提供合格的材料证明文件。施工人员进行技术交底和专业培训，明确施工要求和操作规程，使施工人员了解工作内容和要求，做到心中有数。严格按照设计方案和技术要求进行施工操作，保证施工过程中各项工序和工艺步骤的合规性和准确性，特别是在施工中各道工序都必须符合规范要求。加强对施工现场的质量检验与监督，确保施工质量符合设计标准，及时发现问题并进行调整，保障施工进度和质量。做好施工过程中的质量记录和相关报告，包括质量检测报告、工程日志等，为后续的验收和评估提供依据。进行施工质量的终验，根据设计要求和相关规范进行验收，确保施工质量达到预期目标，无遗留质量问题[2]。

结束语

在研究中，我们强调了结构加固设计与施工的科学性和合规性，强调了施工期间的质量监督和管理的重要性，以确保工程的安全性和稳定性。希望本研究能够为既有厂房改造项目的结构加固设计与施工提供新的思路和方法，促进我国工程建设领域的可持续发展，为经济社会的进步做出贡献。

参考文献：

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.砖混结构加固与修复：15G611[S].北京：中国计划出版社，2019.

[2]任高鹏.旧厂房改造设计研究[D].湖北工业大学，2018.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑抗震设计规范（2018年版）：GB50011—2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2018.

[4]中华人民共和国住房和城乡建设部.混凝土结构加固设计规范：GB50367—2018[S].北京：中国建筑工业出版社，2018.

[5]基于视知觉理论下的广州旧厂房改造策略研究[J]. 邓燕红;陈薇薇.城市建筑,2019