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钢结构厂房的加固意义及加固方式

发布时间:2022/01/11 点击量:
目前,厂房的主要功能在于维护生产环境,给厂房工作人员提供良好的工作环境。钢结构在使用过程中有着众多优点,但是也存在一定缺陷。如果不能及时补救钢结构厂房中的隐患,会给人员设备造成伤害。随着工厂不断扩建,厂房的负荷加大,以及钢结构的慢慢老化,工厂领导必然注重厂房钢结构的加固工作。
 
现阶段厂房设计工作,普遍采用钢结构来搭建,减少建设周期,有效节约了企业成本。为提高原有厂房建筑的整体质量,需要对厂房建筑结构进行加固。本文简要概述了钢结构厂房加固的意义,先容了厂房加固设计布置工作,提出了四种有效措施加固厂房,供相关领导借鉴分析。
 
一、钢结构厂房的加固意义
 
目前的厂房建设,使用钢结构可以有效提高建筑效率。由于钢结构厂房具备自重轻、抗震性好、自身受力合理且拥有较高的经济性,在施工阶段不用做施工支模等,故在建筑中受到广泛应用。
 
在钢结构厂房的建设中,各构件之间采用焊接、螺栓或者铆钉的方式来进行连接,与传统建筑相比,这种建筑具有强度高、强重比大、施工速度快等优点,在现代化企业建设中,发挥着重要作用。
 
钢结构厂房在建设和使用阶段利用钢材作为承重构件,发挥着自身重要作用。钢结构厂房在建筑中自身优势不断明显,相对于混凝土材料,这种结构能够发挥更大的作用。为提高钢结构厂房的使用寿命,企业对厂房进行加固十分重要。在使用过程中,采取科学有效的加固方式,来提高整体建筑的稳定性,减少企业支出,增加企业自身效益。
 
厂房企业管理人员要注重钢结构厂房的维护与加固工作,将安全问题放在首位,引导企业安全生产。在企业生产过程中,出现钢结构厂房结构安全问题时,及时做好钢结构厂房的加固工作,促进企业生产工作有序进行。所以加固钢结构厂房,提高企业相关管理人员安全责任意识特别重要,以确保企业建设工作稳步推进,为企业长久发展打下坚实基础,促进企业资源有效利用。
 
二、钢结构厂房加固设计布置工作
 
钢结构厂房在建设阶段,各种相关技术已经成熟,企业注重钢结构在企业内部的应用,以企业效益为导向,有效使用钢结构来节约企业成本。目前钢结构厂房在建设中注重整体设计,采取有效的加固方案来加固整体建筑。为确保加固工作有条不紊地进行,需要对设计过程提高重视,仔细推敲之后,再进行实际操作。
 
(1)随着厂房钢结构使用的时间延长,整体建筑存在一定老化现象,部分结构连接部位松动,造成钢结构建筑之间不稳定。为解决问题,设计人员需要对厂房钢结构所在的环境充分考虑,对整体建筑的不同部位进行加固,提高工程质量,发挥自身重要作用。为有效提高整体建筑的稳定性,为了明确责任意识,加固设计工作前,需要检测单位对厂房使用环境以及整个厂房钢结构展开有效检测,将需要加固的部分详细列出,并且充分考虑厂房中现有设备,避免加固工作对企业生产设备造成不良影响,供设计人员制定符合规定的厂房初步加固方案。
 
(2)设计人员在完成初步加固方案之后,需要与建设单位及时联系沟通,听取建设单位的意见,完善初步加固方案。在整个加固方案的设计阶段,如果条件允许,可同时与施工单位保持紧密联系,科学制定加固方案,提高整体建筑加固工作的效率。
 
(3)加固厂房在施工时,施工单位必须先做好现场与加固设计图纸的比对工作,如发现不符以及在施工过程中遇到问题时,及时与设计单位和建设单位沟通,使加固厂房项目施工安全、平稳的进行。
 
三、钢结构厂房加固方式
 
1、改变结构计算图形
 
改变结构计算图形的应用,将厂房的受力结构有效改变,分担钢结构荷载,以提高整体建筑的稳定性。在实际应用中,对钢结构的受力构件进行有效分析,适当更改杆件,通过增加支撑等方式进行加固,当原截面承载力过小时,可以设置临时支撑,使被换构件完全卸荷,并保证整个结构的安全性。为现阶段厂房的加固工作有效开展,借助现有结构,对整体建筑展开有效分析,制定符合工作需求的加固方案。
 
在钢结构厂房中增加支撑,形成稳定的空间结构,提高整体钢结构的刚度。及时调整整体厂房的自震频率,对结构的受力构件进行加固,以提高整体建筑的承载力,同时与企业生产机械的振动频率错开,避免厂房钢结构与机械生产频率相互共振,影响到整体建筑的稳定性。目前钢材质量不断提高,在整体钢结构厂房加固阶段,通过结构的改变,有效提高整体建筑的稳定性,延长使用寿命。在钢结构厂房内部,将负荷有效转移,有利于整体设计的合理性。
 
例如:①对钢结构厂房原屋面桁架梁增设辅助杆件使桁架梁构件的长细比减少以提高其稳定性;②对钢结构厂房原屋面桁架梁增加水平支撑和纵向支撑;③在钢结构厂房加固过程中,将内部结构中的铰链接改为刚接,同时增加中间支座的方式;④将构件转化为撑杆式结构;⑤对钢结构施加预应力等。
 
2、加大构件截面
 
在钢结构厂房加固阶段,通过加大构件截面,提高建筑自身稳定性。施工人员加大构件截面的时候,充分考虑现有缺陷和损伤情况,对这些需要加固的部位,制定有效的加固方案,在原有加固设计的基础上适当增大受力构件截面。加大构件截面是加固整体结构的一种较为普遍的方式,操作简单,并且不影响生产,能够发挥重要作用,如图1所示。
 
 
对于超静定结构尚应考虑因截面加大、构件刚度改变而使结构体系内力重分布的可能,必要时应分阶段进行受力分析和计算。采用该方法应注意的事项如下:
 
(1)注意加固时的净空限制,使新加固的构件不得与其他
杆件相冲突。
 
(2)加固设计应适应原有构件的几何状态,以利施工。
 
(3)应尽量减少施工工作量。当原有结构钢材的可焊性较好时,根据具体情况尽量考虑用焊接加固,并应尽量减少焊接工作量,以减少焊接应力的影响,避免焊接变形。还应避免仰焊。
 
(4)加大构件截面应尽量使被加固构件截面的形心轴位置不变,以减少偏心所产生的弯矩。当偏心值超过规定值,在复核加固截面时,应考虑偏心的影响。
 
(5)加固后的截面在构造上要考虑防腐的要求,避免形成易于积灰的坑槽而引起锈蚀。
 
(6)加大截面的加固构造不应过多削弱原有构件的承载能力。
 
增大构件截面的常用方法:①对H形、工字形等构件截面翼缘加焊盖板,实现构件截面的增加。②H形截面封口变成箱形截面。③对圆形截面四周焊角钢变箱形等。
 
3、增强连接强度
 
目前钢结构厂房中构件的连接方式很多,较为普通的有铆接、焊接、高强度螺栓连接和焊接与高强度螺栓混合连接的方法,铆接连接的刚度最小(普通螺栓连接除外),焊接连接刚度大整体性好,高强螺栓连接介于两者之间。加固连接方式选用必须满足既不破坏原结构功能,又能参与工作的要求。设计人员需要根据加固目的,对主体建筑展开详细的受力分析,对可能出现问题的部位选择科学有效的加固件的连接方法,来提高主体结构的受力合理性。
 
钢结构厂房加固通常采用焊接连接来提高整体结构强度,在同一受力部位连接的加固中,不宜采用刚度相差较大的加固连接,如焊缝与铆钉或普通螺栓共同受力的混合连接方法,但仅考虑其中刚度较大的连接(如焊缝)承受全部作用力时除外。如有根据,可采用焊缝和摩擦型高强螺栓共同受力的混合连接。
 
如果厂房加固的钢结构之间间隙较小,可以采用焊接连接的方式,来对整体结构进行加固,如果不能采用焊接的方式,则可采用摩擦型高强度螺栓来进行连接。
 
钢结构使用焊接,能够避免在材料上打孔,节约材料。在施工阶段,不需要其他大型辅助工具,就可以直接焊接,施工操作简单,密封性好,能够发挥自身作用,将钢材连接在一起。在加固阶段使用焊接,现场施工环境适应性强,可以节省人工成本,减少材料的使用,但是对材质的要求较高,加固连接所用材料应与结构钢材和原有连接材料的性质匹配,其技术指标和强度设计值应符合《钢结构设计规范》的规定。在钢结构厂房加固的时候,使用高强度螺栓进行连接,施工方便,对构件的有一定的削弱,能够承受相应的负载,但是这种结构的施工需要正确的安装工艺,整体造价较高。
 
4、阻止裂纹扩散
 
钢结构厂房在选材、构建等不同时间段,会存在各种不同因素造成的扩展性或脆断倾向性的裂纹损伤,需要施工人员阻止裂纹扩散,避免整体结构出现损伤,造成安全隐患,缩短厂房的使用寿命。
 
钢结构厂房在使用过程中,生产企业为阻止钢结构厂房裂纹扩散,制定相应的工作方案后,施工人员对受损部位展开处理,根据实际情况,对不适宜修复加固的构件,需要施工人员及时拆除更换,对于其他可修复的构件,应该设法即时修复,避免钢结构裂纹扩散,影响到整体建筑的质量。
 
钢结构厂房在使用阶段,会随着时间的流逝出现一定的问题,比如结构出现破损而影响到整体结构的稳定性。工作人员应当对整个厂房结构展开仔细核查,对可能出现问题的地方及时记录,制定相应的解决方案。
 
在对钢结构厂房进行加固时,采取最简洁有效的方法,且针对结构中出现的裂纹,需要施工人员格外关注,将裂纹修复工作,列为加固工程的一项重要工作,采取有效措施,避免裂纹扩散,这样有利于整个加固工作的顺利完成。
 
在钢结构厂房裂纹加固中,常用的方式是堵焊。如果钢结构内部裂隙较大,可以采用附加盖板进行加固。针对热裂纹可以采用控制焊接缝中的含碳量降低热裂纹的敏感性;也可以调整焊接缝金属化学成分,改善焊接组织,控制熔点共晶物的有害影响。针对冷裂纹可以改善焊缝及热影响区域组织状态,在焊缝前预热、控制温度,同时可以采用碱性焊条或焊剂,降低焊缝中的扩散氧量,预防裂纹的产生。
 
结论
 
总而言之,钢结构厂房加固工作开展,需要因地制宜,有效利用现有结构,进行加固,而不应该拆除原有建筑,造成工期延长。在进行加固的时候,需要邀请专业的人员参与设计,制定相应的工作规划,帮助企业延长厂房的使用寿命,提高整体建筑的稳定性,提高企业自身实力。
 
编辑概况:邓章玉(1980-),男,汉族,湖南汝城人,工程师,本科,主要从事结构设计工作。
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