通过实际案例 ,讲解如何对厂房进行改造和加固 ,包括改造前的检测 ,改造设计 ,以及具体加固方法 。
——工程概况——
该工业厂房始建于1991年 ,建筑面积约为3000m2 ,主体结构为框架结构 ,单层10m高 。
原地耐力设计值:10t/m2 ,
混凝土:110#(相当于c9) ,
钢筋屈服极限:2500kg/cm2(相当于Q235) ,
围护墙:75#粘土砖和15#混合砂浆 。
由于业主生产规模扩大 ,原有厂房不能满足新的设备布置需要 。
但由于厂房使用年久 ,多处出现裂缝 ,整体结构不能满足改造后强度要求 ,故需对该厂房进行改造加固设计 。
——检测鉴定——
为改造加固提供设计依据 ,对该工业厂房进行检测鉴定 。
1、原始资料的检查核实
包括原有地质勘察报告、竣工图、竣工验收资料、隐蔽工程记录、工程改造记录等 。
2、现场材料检测
包括混凝土强度检测 ,混凝土构件碳化深度检测 ,钢筋腐蚀以及保护层厚度检测 ,框架柱垂直度检测等 。
3、结构现状检查
包括墙体裂缝检查 ,地基基础开挖检查 ,粉饰层剥落检查等 。
4、结构变形检测
包括整体不均匀沉降检测和倾斜检测 。
5、改造方案调查和未来使用荷载调查
根据现场检测鉴定的结果 ,该工业厂房主要存在以下问题:
1)通过回弹法检测混凝土强度 ,并对在相应部位钻取混凝土芯样做抗压试验 ,对回弹法检测混凝土强度的结果进行修正 。
对检测数据进行计算分析后得出:该厂房主要结构构件混凝土抗压强度推定值为19~22Mpa 。
梁柱表面出现不同程度粉饰层剥落 ,钢筋外露及锈蚀现象 。
2)通过变形检测 ,采用水准仪 ,测量了房屋的相对不均匀沉降趋势(含施工误差) 。
根据现场检测条件 ,测量时以底层墙脚勒脚线为相对水准面 ,采用电子全站仪对厂房的整体倾斜情况进行了检测 。
通过测量外墙转角处上下两端的相对三维坐标(含施工误差)推算厂房整体倾斜率 。
结果显示:该厂房沉降率为2.0‰ ,基本符合相关要求;相对倾斜为5.0‰ ,不符合相关要求 。
3)厂房荷载不能满足后续使用要求 。
厂房改造过2次 ,改造过程中任意在楼板上增加细石混凝土找平找坡现象多 ,造成局部地面厚度达300mm 。
——改造加固设计——
1、厂房改造
废弃设备基础全部铲除 ,露出结构层 ,减轻厂房负荷 。
外墙墙体受雨水及废气侵蚀 ,若在原基层上进行装饰修补 ,难度大 ,预期效果差 ,短期内仍可能出现粉刷层脱落 ,得不偿失 。
鉴于此 ,原外墙砌体、窗户全部拆除 ,重新砌筑轻质砌块1.5~2m高 ,除获得良好的通风作用和装修效果 ,同时降低结构荷载 。
加固施工完成后 ,施工楼地面、外围护、设备基础等 ,外立面采用面砖装饰装修 。
2、加固设计
为确保厂房使用安全 ,需对原厂房进行结构验算、加固等工作 。
加固设计时 ,根据原有结构形式和受力特点 ,确定合理的加固方案 。
同时 ,还要考虑到进度要求、施工方便性、可实施性、经济性等因素 。
【加大截面加固法】
本厂房柱子截面较小 ,经采用PKPM建筑结构设计软件计算得知 ,该排架柱的轴压比不足 ,对其进行分析比较最后确定采用加大柱子截面法来加固该厂房柱 ,其正截面承载力计算取用《混凝土结构加固技术规范》中的公式 。
【外包钢及粘贴钢板加固法】
采用外包钢加固的钢筋混凝土梁柱 ,其正截面受压、受弯承载力均按《混凝土结构设计规范》规定计算 ,采用等强度代换的原则确定粘钢位置和粘钢量 ,并且按《混凝土结构加固技术规范》规定 ,将外包钢板和箍板乘以强度降低系数0.7 。
【加固效果及抗震验算】
加固后对该厂房按丙级建筑考虑 ,抗震设防烈度取8度 ,Ⅳ类场地 ,设计地震分组为第一组 ,设计基本地震加速度为0.2g ,采用PKPM列工程软件对加固后的结构进行承载力验算验算结果表明 ,加固后结构的承载力与变形均满足现行规范要求 。
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