文档介绍：摘要某钢材剪切加工车间在夏季台风季节出现山墙墙板频临破坏、靠近山墙处厂房上柱倾斜、山墙柱间支撑变形等险情。对该厂房结构进行了全面的勘察和鉴定,并在此基础上对厂房进行全面的修复和加固,排除了结构的安全隐患,使厂房可以继续生产。关键词钢结构;加固;设计1工程概况某钢材剪切加工车间建于2001年,车间为全钢结构厂房,总长378,宽为36。该厂房分两期建设,其中一期厂房长度为120,二期厂房直接紧邻一期厂房沿纵向布置,且两者之间并未设置伸缩缝。二期厂房檐口标高10500,吊车梁牛腿顶面标高6300,横向两跨,跨度均为18,柱距6,,每跨内均设有两台起重量为100的桥式吊车,吊车工作级别为5,后因为使用过程中发现吊车频繁出现啃轨和断电现象,使用方又将吊车的起重量减少为80图1。厂房横向采用门式刚架结构体系,纵向设置柱间支撑。该厂房在建设时未进行正规的设计,且竣工后未保存任何工程图纸和施工记录。由于该厂房东侧山墙未设置抗风柱,在2012年的一次台风中,该山墙的墙面在风荷载作用下出现十分明显的波浪状变形,业主不得不紧急使用大量的毛竹将整片山墙撑住,才勉强抵抗住台风的侵袭。此外,厂房还存在较多明显的质量问题,如部分柱间支撑不完整,柱间支撑钢管、节点板、系杆变形比较普遍,严重影响厂房柱平面外的稳定,吊车存在啃轨现象,行车轮更换较为频繁,并且台风过后厂房山墙附近区域约4列中柱存在较为明显的倾斜现象。问题出现后,厂房的使用方曾自行对厂房的山墙采取了临时性加固措施,在山墙上增设了4根抗风柱,并对山墙墙面进行了简单修复,但此举仅为局部处理,未按厂房各系统进行整体考虑。业主从厂房安全使用的角度出发,特委托专业人员对厂房的安全以及使用现状进行检查及图纸测绘,按照国家及地方相关标准规范,对厂房使用状态作出综合评估,在评估的基础上对厂房进行加固设计,以保证厂房的安全有效使用。 2厂房结构勘察及鉴定为了对厂房进行全面、有效的加固设计,需要对整个厂房结构进行细致的勘察,以检查出结构的安全隐患。因此,不但对厂房的屋面、墙面、吊车梁系统、柱系统、构件的连接节点进行了现场实地勘察和测绘,绘制出能够反映厂房实际现状的图纸,还对厂房的实际承载能力和正常使用状态进行了计算复核。对厂房的横向框架按照柱脚铰接的假定进行计算复核,计算结果发现边柱的下柱平面外应力超过了材料的容许应力,约为容许应力的115倍左右,如采用增大截面的做法则会面临巨大的加固费用和现场的焊接工作。由于厂房柱的柱脚底板较薄,仅为20,刚好满足构造要求,且仅在柱脚两侧翼缘各设置1块加劲肋,这样的柱脚构造仅能视为典型的铰接柱脚。在相同梁柱线刚度比下,柱底刚接比柱底铰接时的长细比更小,而减小长细比有利于降低柱平面外的应力。若将柱脚加固为刚接柱脚,其工作量显然比加大柱截面小得多,对厂房的生产运行的影响也可以降到最低,所以采取在柱脚增设加劲肋的措施,将底板分成若干个小区格,减小柱底板在柱底压应力作用下产生的弯矩,将柱脚加固成刚接柱脚,以减小厂房柱的长细比。厂房原有的柱间支撑杆件采用圆钢管或实心圆钢,其中圆钢用于部分上柱支撑。勘察中发现厂房整个柱间支撑的设置和施工存在诸多隐患1上柱的圆钢支撑基本处于松弛状态图2,而圆钢支撑只有处于张紧状态时才能发挥作用,松弛的圆钢没有轴向刚度,屋面的纵向力无法有效地向下传递。 2部分圆钢管支撑有明显的弯曲变形,有的柱间支撑存在杆件缺失的情况图2,而有的柱间支撑未延续至柱底图2。发生弯曲的支撑其刚度已经退化,不能继续有效地抵抗水平力作用。缺失的支撑杆件以及未延续至柱底的柱间支撑阻断了水平力向下传递的路径,转而通过厂房柱平面外受弯来抵抗水平力。 3支撑节点板厚度较薄且有较为普遍的变形现象,柱间支撑杆件与节点板的连接长度也明显不足,连接焊缝的外观质量比较粗糙,有漏焊现象。 4十字交叉支撑的交叉节点构造不合理。有的采用直接相贯连接;有的在其中一根圆管上外套一段圆管作为加强措施,另一根支撑断开后再与外套管焊接连接。勘察中发现,钢管的相贯节点处已经出现管子凹陷的现象,外套管相贯节点处钢管错边的现象也比较普遍。这些交叉节点由于没有可靠的加强措施,也难以有效地传递结构内力,处于半失效的状态。对厂房的纵向柱间支撑系统进行计算复核,计算结果表明在不考虑温度应力的前提下,现有的柱间支撑和系杆截面尚能满足设防烈度地震、风荷载和吊车纵向刹车力作用下的承载能力。但由于大批量的支撑杆件和系杆发生了明显变形,整个支撑系统已无法继续使用,而且端部的下柱支撑还使得温度应力无法释放。在勘察中发现,靠近山墙约4列中柱沿纵向倾斜严重。后经柱子倾斜测量表明,靠近二期厂房山墙部位的多根柱子已到达危险点,存在严重安全隐患。厂房在山墙处的两个柱距之间均布置了上柱和下柱支撑,并且该柱间支撑在每个下柱区域均设置了两道交叉支