单层钢结构厂房加固解决抗震及安全问题

​单层大空间工业厂房的结构体系

钢结构具有强度高、塑性韧性好、自重小、制作简便、施工工期短、节能环保等优点。随着经济的发展，单层钢结构厂房在工业建筑中得到广泛应用。采用单层工业厂房，生产工艺流程相对简洁，地面上可以放置较重的机器设备和产品，内部生产运输容易组织。但是在强烈地震作用下单层厂房有局部破坏、甚至倒塌现象的事故发生。

对于工业厂房的地震反应，在横向要取一排架或框排架作为计算单元；在纵向要取一个柱列，忽略结构的整体作用。换言之，该结构屋盖的水平刚度可以忽略不计，地震期间各排架、框排架和山墙都是独立振动而互不影响。

有学者根据单层厂房的实测数据，对单层厂房的空间整体工作与变形性质进行了研究，进而提出了空间振动理论。该理论为工业厂房抗震空间分析奠定了理论基础。

根据实测数据所获得的结构厂房整体变形性质，我们可以提出一个简单的简化模型，“用屋盖将一系列排架和山墙联系起来而形成一个空间体系”，同时我们认为，从结构体系的整体来看，主厂房屋盖的横向变形是以剪切变形为主，在结构分析中，可以视屋盖为水平剪切粱，如果将横向排架所起的约束作用简化为沿纵向均匀分布的弹性约束，也就可以将数量较多的弹件支座用符合文克尔假定的弹性地基来代替。

对于单层大空间体系复杂结构，一般采用混凝土组合结构和钢结构等抗震设计、计算和构造以及抗震措施。针对大型工业主厂房结构的特点，重点内容有以下几个方面：

钢筋混凝土结构着重解决高强度混凝土在主厂房结构中的应用及薄弱环节的抗震；组合结构要解决钢管混凝土、外包钢的节点及楼盖等组合结构及其节点连接的抗震性能；钢结构主要解决结构体系和连接节点设计构造及强震作用下钢结构的铰接和刚性节点特性；减震、耗能措施主要侧重于新型材料研制、消能支撑的抗震以及新型减震、消能材料及其在支撑中的应用等。

钢结构厂房常用的加固方法

1、加大构件截面的加固

采用加大截面加固钢构件时，所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况。钢结构厂房的加固需要根据实际除出发，很多时候不同的部位对于加固的质量要求不同，所以钢结构 厂房应选择合适的加固方法进行不同部位的加固。

2、连接的加固与加固件的连接

钢结构厂房的连接方法有焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择，应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件，并考虑结构原有的连接方法确定。钢结构厂房加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接，有依据时亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。

当采用焊缝连接时，应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。钢结构厂房的连接可以分为焊接和非焊接部分，焊接部分可以选择焊缝的加固方法，非焊接部分可以摩擦型高强螺栓的加固方法，如果钢结构厂房是两者都需要进行加固，可以采取混合加固的方式。

3、裂纹的修复与加固

钢结构厂房的结构因荷载反复作用及材料选择、构造、制造、施工安装不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时，应设法修复。

在修复前，必须分析产生裂纹的原因及其影响的严重性，有针对性地采取改善结构实际工作或进行加固的措施，对不宜采用修复加固的构件，应予拆除更换。钢结构厂房因受到不同荷载的压力作用下，很多的钢构件都是不同程度的损坏，所以钢结构厂房对于破损大的钢构件可以采取更换的方式，然后在进行加固，提高钢结构厂房的整体质量。