延安建筑加固公司剖析某钢铁加工车间钢结构加固案例

更新时间: 2025-02-23

延安建筑加固公司介绍了某钢铁加工车间钢结构加固设计。夏季台风季节，山墙墙板频繁损坏，厂房上部立柱靠近山墙倾斜，山墙柱间支撑变形。对该车间结构进行了全面的调查和评估，在此基础上，对该车间进行了全面的修复和加固，消除了结构的隐患，使该车间能够继续生产。

2001年建成了一个剪钢车间。全钢结构厂房，总长度378m，总宽度36m。该工厂分两期建设，其中一期厂房长度为120米。二期厂房在纵向布置上与一期厂房直接相邻，两者之间无伸缩缝。二期车间屋檐海拔10.500米,吊车梁**腿顶海拔6.300米,两个水平,跨度18米,从6米列,吊车梁的长度16.5米,有两种吊装重量在每个十字架100kN的桥式起重机,起重机的工作级别A5,因为使用过程发现起重机频繁咬铁路和停电后,采用方形和吊车起吊重量降至80kn(图1)。厂房横向采用门式框架结构体系，纵向设置柱支撑。工厂在建造时没有正式设计，完工后也没有保留工程图纸和施工记录。由于缺乏对东山墙抗风柱的车间,在2012年台风,山墙的墙壁出现了明显的波浪变形在风荷载下,和业主必须使用大量的竹子撑起整个山墙在紧急情况下勉强抵抗台风。

此外,工厂也显示出更明显的质量问题,如列之间支持完整的一部分,变形塔板支撑钢管,节点之间,领带夹很常见,严重影响植物列平面外稳定,存在咬铁路起重机,轮式起重机变化更加频繁,核电站附近的山墙区域台风后大约4列列明显倾斜的现象。

问题出现后,工厂的用户采取了临时加固措施的山墙上植物本身,添加四个有效列山墙,山墙和简单的维修,但这只是一个片面的治疗,而不是根据植物系统的整体考虑。业主从植物的安全使用的角度来看,委托专业的安全检验工厂的使用现状和图纸的测绘,按照有关国家和地方标准和规范,为国家作出综合评估车间,在评估的基础上,强化车间的设计,以确保工厂安全有效的使用。

在调查中发现山墙附近约有四根柱子沿纵向严重倾斜。经立柱倾角测量，二期厂房山墙附近的几根立柱已达到危险点，存在严重的安全隐患。车间山墙内两柱间距之间设置有上柱和下柱，下柱各区域设置有柱间支座，有两个交叉支座。由于车间纵向长度较长，该区域柱间支架在温度应力作用下有不同程度的变形。从布局上看，整个植物柱支撑系统来看,也存在很多不合理的地方。该厂房分两期建设,一期厂房的柱间支撑设置符合GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》的要求,即在纵向温度区段的两端仅设置上柱柱间支撑,在温度区段的中部依据厂房的长度酌情设置若干道上、下柱柱间支撑；二期厂房的高度略低于一期厂房,且柱间支撑的设置未对两部分厂房进行统筹考虑,柱间支撑的布置显得较为无序和杂乱,两部分厂房之间也没有设置伸缩缝。二期厂房屋面檩条、吊车梁直接与一期厂房相连接,厂房纵向总长达到378 m,远远超过CECS 102∶2002《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》中厂房纵向温度区段长度不得超过300 m的规定。此外,二期厂房在纵向的两端均设置了下柱柱间支撑,使纵向温度应力无法释放,转而积聚在结构内部,经过多年冷热膨胀和收缩变形的往复作用,很多柱间支撑和纵向系杆均出现整体屈曲的现象。

二期厂房的东侧山墙在台风期间出现重大险情,是本次勘察的重点之一。勘察中发现,使用方虽然对山墙采取了临时加固措施,增加了4根抗风柱,并在山墙局部布置了山墙柱间支撑,但是山墙柱的布置并不与山墙的长度相匹配,山墙柱的定位并未处于厂房柱之间的等分点上,很多山墙柱由于柱距较大,檩条的跨度也较长,在夏季台风季节仍会出现风荷载作用下墙面变形的可能。山墙柱的柱顶直接与屋面梁的下翼缘连接,在风荷载的作用下屋面梁受到抗风柱施加的扭矩作用,而屋面的水平支撑节间由于和抗风柱的位置错开,从而使得由山墙柱传给屋面的集中力不能直接传递给屋面的水平支撑系统,整个山墙区域的结构布置不能达到受力合理、传力直接的效果,这是加固改造的重点部位之一。

对吊车梁进行了承载能力和正常使用状态的计算复核,计算结果发现吊车梁的承载能力不能满足两台吊车位于同一柱距内的工作状态；当1个柱距内仅有1台吊车工作且吊车的起重量达到100 kN时,吊车梁强度和变形均不能满足相关规范要求；当1个柱距内仅有1台吊车工作且吊车的起重量达到80 kN时,吊车梁强度能满足,跨中变形不能满足相关规范要求。由于吊车梁的加固需要通过在已有的吊车梁本体上焊接型钢或钢板的方式来增强其承载能力,其现场的焊接量巨大且会影响到车间正常的生产运行,故进一步限制吊车的起吊重量或许更切合实际。

4　结束语

通过对该钢材加工厂房进行全面而细致地勘察和测量,并在此基础上对厂房的整体结构进行计算分析,从厂房的结构体系入手,找出影响结构正常承载和安全使用的主要问题,进而深入地分析和寻找厂房构件及节点构造中存在的安全隐患,由此顺利制定出对结构进行加固和修复的一整套全面、合理的实施办法,解决了山墙抗风能力不足、纵向支撑体系不能为厂房提供足够刚度的问题,确保该厂房能够安全、正常的生产运行。

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