关于冶金工业厂房扩建设计施工中某些问题的探讨

王 悦

（首钢长治钢铁有限公司设计规划院，山西 长治 046031）

自进入20世纪90年代以来，随着我国改革开放的进一步深化，国民经济水平得到了跨越式的增长，各行业都进入了一个快速发展的时期，由此带来我国建筑用钢材需求量的不断扩大。我国大部分的钢铁冶金企业都建于改革开放以前，生产工艺和生产能力都已无法满足改革开放带来的钢材需求。加上国家淘汰落后产能的要求，最近20年内，我国冶金行业内各企业都在不断地通过新建、改建和扩建项目来扩大钢材产量，以满足市场需求和在激烈的市场竞争中求以生存。

扩建工程的设计不同于新建项目的设计，有以下特点：

（1）从工艺设计上说，既要考虑扩建部分采用新工艺新设备的要求，又要充分利用原厂房的工艺和设备的潜力。因此扩建部分的工艺流程往往是原厂房工艺流程的延续，既有区别又要统一。为此，应将扩建的厂房与原厂房紧靠一起，不能分的太远。

（2）扩建厂房设计要考虑施工时不能影响原厂房的正常生产。设计中对原厂房不能大改大拆。有时为了在整体和立面上求得统一或创造优美的生产、生活环境，设计时也只能在不影响上述要求的前提下对原有厂房采取局部的修改或拆迁。

（3）这些扩建的单位一般均为老企业，周围建筑物多，不可能进行拆迁为其发展，厂区本身用地均很紧张。所以，在进行扩建设计中必须因地制宜、全面规划，充分利用和改造原有建（构）筑物来满足生产工艺的要求。

工程实例:某厂房为单跨24 m混凝土排架结构，柱距为6 m，总长120 m，10 t起重机，吊车轨顶标高7.5 m。厂房柱采用预制钢筋混凝土矩形柱，独立柱基；屋面采用预应力梯形屋架及预应力大型屋面板；砖墙维护。现根据需要将该厂房西侧加长52 m。由于原厂房经多年使用，在侵蚀气体、下沉和历年加固等因素的综合作用下，已与原先残缺不齐的设计资料严重不符。这类厂房扩建中，设计与施工需以现行规范和标准图为基础，参照原设计的资料及实际情况进行。

1 新厂房标高确定

新扩厂房±0.000标高一般只需按绝对标高从国家水准点引来即可，但因旧厂房在多年使用、腐蚀、基础下沉及历年加固改造后，形成了许多标高与原设计图纸严重不符。因此，以原厂房西侧较高的规定标高7.5 m为依据确定改建后的厂房±0.000标高。具体做法：将旧厂房西侧较高轨顶7.5 m作为标准引下，标定+1.000 m，新建各基础及柱等都以此为标准。另外，由于轨道联结形式的不同，设计时不能看原有图纸中柱牛腿标高和与之长度，而是直接从轨顶算起。即设计牛腿标高=旧轨顶标高-（轨道尺寸+填板尺寸+吊车梁高度尺寸）。

2 平面位置的确定

厂房中线以旧厂房吊车轨道中线来确定，以消除厂房沉降等因素的影响。

3 伸缩缝的设置

温度伸缩缝一般采用设置双柱的办法处理。在非地震区也可采用设计单柱的办法处理。为减少构件类型，采用双柱的伸缩缝，柱轴线与横向定位轴线的关系应与厂房端部柱的处理相同，一般采用不加插入距的方案，亦可采用加插入距的方案。双柱伸缩缝处两相邻柱中心线间的距离C，由柱脚的外包尺寸确定，并留出不小于30～50 mm的净空，设计时可参考下列数值选用：轻、中型厂房C=1 000 mm；重、特重型厂房C=1 500 mm或2 000 mm。

冶金企业的厂房一般都是吊车吨位较大，厂房高度较高，厂房长度较长。如果原有厂房设置有伸缩缝，并且新接厂房不长，能满足规范要求伸缩缝最大间距的话，可以不考虑再设置伸缩缝。如果新接厂房长度较长，按国家规范要求需新增设置伸缩缝时。由于原有厂房一般未考虑将来厂房接长在厂房端部柱设置双杯口柱基础。伸缩缝的设置位置有以下两种方法：

（1）直接在新旧厂房相接处设置伸缩缝，即在原有厂房端柱基础上新增厂房柱，在新旧柱之间设置伸缩缝。此种方法需重新核算原有厂房端柱基础能否满足要求。如不满足，需对端柱基础进行加固。此种方法施工难度较大。

（2）在原有厂房端部接出一过渡段后再设置伸缩缝，此种方法可尽量减少对原有结构的处理，尤其是省去对基础的加固处理，施工难度相对较小。

该厂房采用了第二种方法设置伸缩缝。在新旧厂房间设置一跨4 m非标过渡段。这样可以保证在延伸扩建时，旧厂房仍能继续生产。

4 厂房柱设计

新建厂房柱仍采用预制钢筋混凝土排架柱，旧厂房柱距为6m。根据工艺和现场场地情况，新建厂房按柱距6 m，局部柱距按12 m设计。

5 柱间支撑位置的确定

新扩厂房在过渡段设置上部柱间支撑，新建48 m伸缩缝区段两端部设置上部柱间支撑，中间跨设置上、下柱柱间支撑，以保证扩建厂房纵向刚度。

6 吊车梁设计

为满足现行国家规范和生产的正常运行，决定新厂房内6 m吊车梁按现行国家标准制作安装。12 m跨吊车梁采用变截面钢结构吊车梁。旧厂房内吊车梁更换时应对轨道做相应调整，以保证吊车贯通运行。

7 屋面结构设计

在冶金企业工业厂房建筑中，粱式桁架常作为屋架用于厂房的屋盖承重结构。屋架结构的选型主要取决所采用屋面覆盖材料及建筑物的使用要求。原有厂房屋面用的是采用预应力梯形屋架及预应力大型屋面板。由于现在预制预应力混凝土梯形屋架已经很少有企业生产，所以扩建厂房屋面改为梯形钢屋架上铺预应力大型屋面板。考虑到梯形钢屋架与原预应力混凝土梯形屋架高度不一致，要求过度段屋面高度同原有厂房高度一致，而伸缩缝西侧新建厂房高度加高。由于过渡段宽度较小，其新增梯形钢屋架高度按照预应力混凝土梯形屋架高度进行设计能够满足要求。伸缩缝西侧新建厂房屋架按6 m一道设置，12 m柱距中间设钢托架，扩建屋架间均设置屋架上下弦水平支撑和竖向支撑，以保证屋盖结构的整体稳定性及抗震性能。

8 厂房基础及地基处理

新建厂房基础采用现浇钢筋混凝土独立基础，该厂房所处位置地下水位较浅，地基承载力仅为80 kPa，为保证新旧厂房地基一致，地基处理也采用碎石换土垫层处理方法。

9 实施效果

扩建后的厂房以经过一段时间的运行实践检验，未发现任何异常现象，运行正常。通过对原有厂房的扩建，满足了企业增产、增效、节约投资的目的，保证了该企业完成当年正常生产任务。其效果是理想的，技术是可行的，在一些老旧厂房扩建工程中，具有一定的参考价值。