二手钢结构厂房的加固

【摘 要】钢结构是现代化建筑的主要结构类型之一，应用

广泛。然而在检测过程中发现，单层钢 结构厂房存在很多

不符合规范的现象，因此，文 章就施工周期、经济指标、

可操作性以及对工厂生产的影响等多个不同方面综合考

虑，确定出最优的加 固方案。

【关键词】钢结构 检测 加固

我们在检测过程中发现，存在一些结构不合理 、 钢梁承载力不足和节点做法错误等不符合规范的钢 结构厂房，其质 量安全得不到保障，容 易造成安全 事故。经过对某生产车间单层轻型钢结构厂房的检 测之后发现有许多不合规范的地方，具体表现在以 下四个方面：(1)檩条之间没有撑杆、拉条的设置；

(2)屋架问缺少支撑和系杆；(3)缺少柱间支撑 ；

(4)虚、实轴处的排架柱因撞击而部分扭曲。 、 屋盖加固设计

1．方案对比

方案一：将厂房原有 的彩钢板拆卸，换成大型 混凝土屋面板，屋面板与屋架焊接，面板之 间的缝 隙用混凝土来处理。大型混凝土面板的尺寸为1．5m ×6m，另外需要做混凝土面板的防水和隔热层，屋 面的荷载在 2．8kN／m2左右，屋盖 的承重结构截面尺 寸偏大。

方案二：原厂房屋面设施不拆除，增加支撑结 构系统。

从整体性来说，方案二比于方案一更具优势。 原因是大型屋面板在水平荷载力的传递上能起到很 好的作用，而屋面的荷载变化明显时 (增大 )，排架 柱以及屋架等受力体就面临荷载压力，这时需要对 受力体进行加固处理才能满足受力体因荷载加大而 承受的压力要求，这样做 势必会造成成本的增加以 及加固时间的延长。若采用方案二，即原厂屋面设 施不拆除，增加支撑结构系统不仅加固时间可以缩 短，成本也可以得到有效的控制，同时整个厂房结 构的稳定性可以得到同步提升，空间刚度也能得到 相应提高。此种加固方法可相应减小屋面荷载，降

2．加固操作

(1)屋面檩条受力体系的稳定 屋面檩条想要形成一个稳定的受力体系，檩条

间的撑杆、拉条设置就必不可少。缺少这些设置， 屋面檩条间受力体系的稳定性必然会受到影响。

在加固施工过程中，由于存在施工节点荷载加 上檩条自身的挠度等各种因素，檩条上翼 缘受压， 给安装带来很多不便，更 有甚者可能引起檩条上翼 缘侧向失稳，因此，拉条 布置在靠近上翼缘处比较 合适，以防止檩条发生扭转而失稳。

(2)设立屋面水平支撑和系杆 如果生车间不设置屋面水平支撑和系杆，就

会使得各钢架无法组成稳定空间体系、房屋纵向刚 度不足，同时包括水平风荷载无法有效传递的 问题。 因此应该设立屋面水平支撑和系杆，水 平支撑采用

(2)柱间支撑的截面形式 在上文之中，我们也说过，务必要将便 于翼缘

与斜杆施工、受力双片支撑在两个柱肢之上的平衡 作用考虑进去，所以，上、下两段柱子之间的支撑 选取的是双片支撑，截面形式则采用的是不等边或 等边的角钢。

3．计算假定 在进行荷载组合的时候，我们就得对永久荷载、

风荷载、积灰荷载、活荷载、单轨吊车刹车作用、 水平地震作用、雪荷载来进行相应的组合。来有效 地检验其结构在各类施工情况相互组合的情况之下 所发生的变形与位移，将各个构件之 中排架柱与最 不利于内力组合位移的最大数确定出来。进而通过 比较，在有无地震参与的条件之下，确定其 中主要 构件的内力。进而来分析出来地震对于厂房受力控

二、 柱间支撑加固设计 L 柱间支撑加固方案

在钢结构厂房之中的各个纵向柱子来增加支撑

加固，使其可以充分地满足钢结构厂房的纵向稳定 与空间刚度的分类需求，最终完全保障柱子之间可 以支撑来自纵向的水平荷载压力达到基础的部分。 我们为了可以使厂房的纵向稳定性得到保障并在此 基础之上进行提高，从而就可以使得厂房屋盖的横 向水平支撑和柱间支撑形成一个体系，同时还要保 障在同一个柱子上的每一个柱子的上下两段要相应

地来设置三道柱间的支撑，在此期 间，我们务必要 将便于翼缘与斜杆施工、受力双片支撑在两个柱肢 之上的平衡作用考虑进去，所 以上、下两段柱间的 支撑利用的是双片来进行支撑。

2．柱间支撑的计算

(1)荷载计算

1)风荷载：其源自厂房山墙与天窗架端壁的风 荷载 R，我 们在计算的时候，还要依据山墙的结构 形式，涵盖了所布置的抗风柱与抗风桁架，分别地 计算作用在吊车梁顶面处的风荷载 R，以及作用于 屋架下弦端支座处的风荷载 R。

2)下面则是单轨吊车的纵向刹车荷载公式 ：

： Pmax

10

式中，s指的就是在吊车梁上由其中起重量最 大的两台单轨型吊车刹车轮的最大轮压的和。

3)在进行支撑内力的计算的时候 ，通常我们就

是假设节点就是铰接，且 一般都是将偏心的影响忽 略不计的，在相 同的温度区域之内，同样的柱列在 由最少两个柱间支撑的时候，那 么该柱列所有水平

纵向荷载都由该柱列的全部支撑共同来承担。

(1)利用增加支撑构件来使得计算简图发生变 化的方式，最终就会使其始终占据着该排架柱和邻 柱之间的所有空间，日后就会差产生诸多的不便； 托梁换柱或者是托梁截柱的办法，工作量大、施工

工序也是相当的复杂，且此排架柱也仅仅是局部的 屈曲，假如我们更换整根柱或者是直接截断就势必 会造成一些没有必要的浪费。

(2)在柱身的周围采用的方法就是钢筋混凝土 加固，该方案可以在最大程度之上来将柱身的承载 力加大，但是其 中还会关系到其他被加固柱四周的 使用空间，且在加固之后的刚度会发生显著的变化， 最终造成节点板等连接之处受力不匀称的后果。

(3)对于排架柱来说 ，其受到撞击的部位四周 的加焊钢板，就是用来对柱截面来进行补强的，这 样一来就会使得钢柱的承载力增大。

这种方案操作简单、施工周期短，基本不影响 固后与邻柱的空间。因此，方案三可以被采用。

四、 结语

通过放置屋面支撑及系杆来进行屋盖的加固， 在检测之后就可以发现我们可以有效地通过科学、 合理地加大屋面支撑，最终保障厂房整体 的稳定性。 然而单层厂房的纵向主要依靠的就是柱间支撑，因 此只要我们可以相应地增加柱间的支撑力，就可 以

使得纵向的水平荷载通过柱间的支撑传递到基础，

最终使得钢结构厂房的纵向稳定与空间刚度的符合

要求。

参考文献 [1]李杰．某单层钢结构厂房的检测和加固优化设计 研究[D]．上海：同济大学，2008：44+54．

[2]李凯文．某钢结构厂房加固优化设计 [J]．建筑技

术，2011(07)：649 652．

(作者单位：河北新烨工程技术有限公司，张家口

075100)