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摘要：随着我国科技不断的发展，对于厂房钢结构建筑结构提出了更高的要求，尤其在厂房钢结构建筑结构的加固设计及施工方法方面更是广受关注。因为只有做好厂房钢结构建筑结构的加固设计，才能确保建筑物具备良好的承载能力和安全稳定性。在本文中，对常用的厂房钢结构建筑结构加固方法进行汇总分析，针对其对厂房钢结构建筑施工方法及相关注意事项进行系统研究，望能为厂房钢结构建筑行业的健康发展做出贡献。
关键词：厂房钢结构；建筑结构；加固设计；加固方法
引言
伴随着时代的进步，人们对于厂房钢结构建筑的功能要求越来越多，厂房钢结构建筑规模越来越大，厂房钢结构结构也越来越复杂。在这种情况下，厂房钢结构建筑结构的加固设计及其施工技术就突显出了重要性，成为厂房钢结构建筑结构安全性与稳定性的重要保障。在厂房钢结构建筑行业的未来发展，依然要对对厂房钢结构建筑结构的加固设计及对施工技术进行不断改进与完善，最大限度的发挥出它在厂房钢结构建筑质量中的积极作用。
1、钢结构厂房的加固的意义
作为厂房，其主要功能在于维护生产，更重要的在于保障生产操作人员的人生安全。钢结构厂房有着众多优点，但在一定程度上存在负荷能力差容，易发生变形等缺陷，尤其是轻钢厂房。这些缺陷如果不及时发现并补救则会对生产以及人员安全带来危害，对于存在缺陷的厂房就需要进行加固处理。另一方面，随着生产能力规模的扩大，往往会有厂房改扩建的情况发生，厂房跨度增大负荷变大也会需要对原厂房进行加固。除此之外，近年来我国大力推广光伏太阳能发电，很多已经投入生产的厂房都在屋顶增加太阳能电池板，以达到节约能源及环保的目的。但太阳能电池板的增加使屋顶荷载增加，对于钢结构厂房而言，往往会超过原设计屋顶最大的承载力，于是就需要进行加固设计。基于以上等原因，钢结构厂房的加固也越来越多的被们所关注。
2、厂房钢结构建筑结构加固的必要性
（1）保持建筑功能完整性。由于地基沉降、超载以及火灾等突发情况，使得厂房钢结构建筑结构的稳定性会不同程度的造成影响，通过厂房钢结构建筑结构的加固，能够有效保障厂房钢结构建筑功能的完整性，将建筑结构不良影响降至最低，延长厂房钢结构建筑的使用寿命。（2）提升厂房钢结构使用耐久性。厂房钢结构建筑的安全使用离不开稳固的结构支撑。通过结构加固能够有效维护厂房钢结构使用过程中产生的损耗，提升厂房钢结构使用的耐久性。（3）提高厂房钢结构抗灾能力。地震等地质灾害直接影响厂房钢结构的建筑结构安全性，通过厂房钢结构建筑结构加固能够提升厂房钢结构抗击自然灾害的能力。
3、加固设计优选技术方案
（1）通过加设刚性系杆或者是在柱间加设辅助支撑杆件等，达到减小受压杆件的计算长度的效果。（2）改变梁、柱节点的连接方法，改善结构内力的分布特点，从而加强梁、柱节点的承受能力。（3）加设中间支柱或者斜撑从而减少梁的跨度，达到提高梁的承载力的效果。（4）施工空间受到限制时，采用预应力技术使构件获得与荷载效应相反的内力，可以在不增减加载面面积的情况下优化构件的内力分布，实现结构加固的目的。（5）减轻原结构的受力，如增加维护结构使原结构共同受力，和承重结构共同工作。（6）增加构件自身的承受能力，如改变梁截面、柱截面的几何参数。
4、厂房钢结构加固方法分析
4.1改变结构计算图形
这种方法的应用，实际上就是对结构的传力体系进行改变。当前很多建筑的钢结构在进行改扩建大时，要求其内部不能不停产，因此在对结构进行调整时也受到多种因素的限制。通常改变结构计算图形的加固方法，在钢结构的改扩建工程中得到了普遍的应用，属于一种较为常见的加固方法。但在对其进行应用的过程中，则需要对施工的难度、经济效益及工艺要求以及使用需要等多个方面进行综合考虑。需要注意的是，在进行加固设计时，不仅要对被加固的结构承载力及正常使用的极限状态开展相关的计算以外，还要能够关注到其对于相关结构构件承载的能力与使用功能所产生的影响，考虑其在结构、构件与节点、支座中的内力重分布，从而实现对于结构与基础的补充验算，最终对最合理的构造措施进行选择。
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4.2构件截面的加固方法
构件截面加固方法的应用是通过增加构件截面积来提高构件的刚度，从而保证整个钢框架具有较高的承载能力。一般来说，构件截面的加固方法有：将工字形截面改为箱形截面，外法兰加钢板，外贴钢板和碳纤维板，采用大截面补强法对钢结构进行补强时，所选择的截面形式应能满足补强技术的实际要求，并应考虑存在的缺陷和损伤情况。而且这些方法不能适用于所有的钢结构加固，因此需要了解不同加固方法的特点，以便选择最合适的加固设计方案。例如，如果存在几何缺陷，需要对预应力钢柱进行加固，则需要考虑截面塑性区的发展。通过引入降低钢柱截面抗弯刚度的修正系数，采用外贴焊接钢板的加固方法，但要保证其残余应力能够促使钢柱屈曲承载力的降低。
4.3连接节点加固方法
此加固方法是在钢结构改扩建中最为复杂环节，其技术措施通常是：焊缝加固、粘钢加固、碳纤维加固等方法。而在对其具体的方法进行选择的过程中，要首先对钢结构加固的原因、目的及受力状态和施工条件进行考虑，同时思考钢结构原本的连接方式，对于加固方法进行确定。若在同一受力部位的连接加固过程中，不适合对刚度差异较大的加固措施进行选择。而对于钢管结构的相贯节点而言，其所应用的加固方法一般为：主管加套管或加内隔板，以及主管加劲环等加固方法。而在对钢结构的相贯节点进行研究后发现，构件加厚及设置加劲板的方法能够避免止节点出现脆性破坏的情况，从而实现对于节点延性的有效改善。此外，碳纤维布的加固方法的应用，在保证其构件承载力得到提升的情况下，也能够有效防止焊接残余的应力对于其原有的结构造成严重的损伤。
5、施工注意事项
制订了加固措施后，设计方和施工方需详细编制施工方案，以确保加固施工中的人员安全及工程质量。（1）由于待加固厂房大部分都是已经进行正常生产的，因此需要分别对车间生产人员和加固施工人员制订安全防护措施，如安全帽、安全带的配置、灭火器的宣传使用等。如果有条件可以安排加固施工与车间生产交错进行。（2）如果在厂房内有易燃易爆物品堆放区域，应采取防护措施并配置专门的人员看护以避免焊接时掉落的火星引起失火。由于钢材并不具有耐火性，如果在钢结构厂房中失火很容易引起重大事故。（3）焊接工艺需控制焊接变形和防止应力集中。（4）加固设计中所选用的结构支座、角钢等主要构件在加工完成以后需直接送到施工平台上使用。
结束语
钢结构厂房不管是由于施工缺陷造成需要加固的情况，还是因为改扩建需要进行加固，都力求使不拆除原有的建筑物，就可以改变其承载力而满足新情况的需求。在进行钢结构厂房的加固设计时，原设计单位一定要有专业结构设计人员进行复核计算，并结合结构专业的设计规范，以及相关专业知识分析内因、外因，综合考虑安全性、经济型以及未来发展需求等状况做出合理的加固设计措施。
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论文作者:肖江奇,弓卫
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/17
标签：钢结构论文; 厂房论文; 方法论文; 结构论文; 建筑结构论文; 截面论文; 构件论文; 《建筑学研究前沿》2018年第31期论文;