新余铁坑矿业浮选厂房改扩建加固设计

龚平玲 王晓燕

(1.中钢集团马鞍山矿院工程勘察设计有限公司，安徽 马鞍山 243000； 2.中国十七冶集团工程设计公司，安徽 马鞍山 243000)

·结构·抗震·

新余铁坑矿业浮选厂房改扩建加固设计

龚平玲1王晓燕2

(1.中钢集团马鞍山矿院工程勘察设计有限公司，安徽 马鞍山 243000； 2.中国十七冶集团工程设计公司，安徽 马鞍山 243000)

以新余铁坑矿业浮选厂房改扩建工程为例，对原有厂房进行了加固设计，并阐述了砖柱加固设计、砖柱基础加固设计、屋面梁与原有厂房柱连接设计方法，同时提供了验算参数对加固部位进行鉴定，经鉴定满足设计要求，该厂房改扩建取得了显著的经济效益。

厂房改扩建，加固设计，鉴定，结构

1 工程概况

新余铁坑矿业浮选厂房改扩建工程位于分宜县湖泽镇新余铁坑矿业公司选矿厂内。为了扩大产能，需要在原有厂房里增加选矿设备和检修场地。铁坑矿业公司在原有厂房基础上改扩建，目的是为了缩短工期，节省技改费用。扩建厂房(浮选)长18 m，宽9 m，高9 m，本工程～跨为砖混结构，屋面为三角形木结构桁架，～Ⓒ跨为混凝土排架结构。～跨①轴～轴为老厂房改建，厂房加高，厂房内部设备基础和平台全部拆除，屋面由木结构改为钢结构屋面。～，～Ⓒ跨轴～轴为扩建检修厂房。厂房平面布置见图1。

2 工程地质条件

场地土层主要为人工填土与第四系残积层，厚度较大。下卧基岩起伏较大，分布稳定，厚度巨大。各岩土层工程地质特征分述如下：1)杂填土：为近期堆填物，结构性差，欠固结。该层全场区均有分布，厚度为0.60 m～1.90 m不等。力学强度低，不宜作基础持力层。2)粘土：可塑状，干强度高，韧性高。该层分布于浮选厂房(扩建区)厚度变化较大，一般为4.50 m～6.00 m。承载力特征值fak=160 kPa，可作为拟建厂房的浅基础持力层。3)下卧基岩岩性为二迭系下统茅口组灰岩，深灰色，岩石致密坚硬。承载力特征值为2 000 kPa， 可作为拟建建筑的桩基础持力层。

3 厂房加固设计

1)砖柱加固设计。原有厂房由9 m加高为12 m，在屋梁上悬挂一台Q=5 t电动悬挂单梁起重机。厂房轴砖柱承受的加高墙体及吊车产生的竖向力和风荷载产生的弯矩大大增加。首先要对砖柱进行加固。采用增大截面法加固，即在砖柱四周包裹一层混凝土增大砖柱面积，并在混凝土里配置竖向钢筋和箍筋。根据《混凝土结构加固技术规范》第4.1.2条：

(1)

加固截面如图2所示。

为了增大加固墙垛与原来墙体的咬合力，将原有墙体打掉一部分重新砌筑且进入墙垛3 cm，并且在柱与墙体之间设2φ6@200拉接筋,沿墙通长布置。

2)砖柱基础加固设计。由于原有厂房砖柱基础面积较小，厂房加高后承载力不满足要求，需对其基础进行加固。加大砖柱基础面积，在其四周包裹混凝土并配置钢筋,如图3所示。

3)屋面梁与原有厂房柱连接设计。改建屋面梁利用原有厂房柱牛腿进行连接。轴处为伸缩缝，缝处有两个混凝土柱，屋梁与柱连接有下列两种情况：a.在跨①轴～轴的混凝土柱标高10.590 m处的牛腿上植筋，钢屋梁搁置在牛腿上。牛腿上原有的联系梁拆除,如图4所示。b.在跨轴～轴的混凝土柱标高10.590 m处的牛腿上原有联系梁仍保留，在联系梁上植筋。钢屋梁搁置在联系梁上,如图5所示。

4 厂房加固部位鉴定

根据《混凝土结构设计规范》3.7.1既有结构延长使用年限、改变用途、改建、扩建或需要进行加固、修复等，均应进行评定、验算或重新设计。本改扩建工程分别对轴砖柱，砖柱基础进行了加固，对轴原混凝土柱牛腿进行了植筋。需要确定这些部位的构件实际几何尺寸，材料强度实测值是否满足加固设计要求，且考虑连接构造和已有缺陷的影响。应要求将需要验算的参数提供给铁坑项目工程指挥部，由铁坑项目工程指挥部委托有资质的鉴定单位进行实体鉴定。需要验算的参数有：位于轴老厂房排架柱标高10.500 m处牛腿顶部竖向力基本组合值Fv=121 kN。加固墙垛抗弯承载力设计值：M=46.3 kN·m；加固墙垛基础顶(标准组合值)，抗弯Mk=33 kN·m，抗剪Vk=15.75 kN,竖向力Nk=283.7 kN。轴砖墙基础顶:竖向力标准组合值Nk=55.44 kN/m，轴处地基承载力特征值fak=160 kPa。经鉴定单位实体鉴定后，按照设计提供的参数，厂房加固部位的强度等满足要求。

5 加固设计效果及经济效益

厂房改扩建取得了显著的经济效益。主要有以下两个方面：1)缩短了施工工期。改造工程一般尽可能不影响生产，施工工期要求越短越好，以尽快投入生产。本工程厂房最大程度地利用原有厂房，仅对砖柱，砖柱基础进行加固，使工期缩短，为整个技改工程的早日完成争取了时间。2)节省了技改费用。～跨厂房若不进行加固设计，需推倒重建，按照混凝土排架结构进行设计。本工程最大程度地利用原有厂房进行加固设计。仅对砖柱四周包裹钢筋混凝土，砖柱基础加大截面四周包裹钢筋混凝土进行加固，另外利用列柱牛腿植筋与钢屋梁连接，技改费用大为节省。

6 结语

新余铁坑矿业浮选厂房改扩建工程内容主要包括厂房加高，木结构屋面改为钢结构屋面且增加一台电动悬挂起重机。为了实现上述目标，对列砖柱及其基础进行了加固，加强了砖柱和砖墙之间的连接，通过验算利用列柱牛腿植筋与钢屋梁连接，同时提供验算的参数给相关鉴定单位，对厂房加固部位进行鉴定。经鉴定厂房加固后满足设计要求。厂房改扩建取得了显著的经济效益，缩短了施工工期，节省了技改费用。在后续的使用过程中，也没有出现裂缝和沉降的问题。本文对相似的厂房加固设计具有一定的参考价值。

[1] GB 50007—2010，混凝土结构设计规范[S].

[2] GB 50367—2006，混凝土结构加固技术规范[S].

The flotation selection plant expansion reinforcement design of Xinyu iron pit mining

Gong Pingling1Wang Xiaoyan2

(1.Ma’anshanMiningEngineeringSurveyandDesignLimitedCompany,ChinaSteelGroup,Ma’anshan243000,China;2.TheEngineeringDesignCompany,China17thMetallurgicalGroup,Ma’anshan243000,China)

Taking the flotation selection plant expansion reinforcement engineering of Xinyu iron pit mining as an example, made reinforcement design to original plant, and elaborated the brick column reinforcement design, brick column foundation reinforcement design, roofing beam and original plant column connection and design method, at the same time provided checking parameters identification to reinforcement part, through the identification meet the design requirements, the plant expansion gained remarkable economic benefits.

plant expansion, reinforcement design, identification, structure

2014-11-29

龚平玲(1978- )，男，硕士，工程师； 王晓燕(1979- )，女，助理工程师

1009-6825(2015)04-0023-02

TU272

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