某门式刚架厂房加固改造研究

(郑州市瑞杰结构加固工程有限公司， 郑州 450000)

某门式刚架厂房加固改造研究

张 赟

(郑州市瑞杰结构加固工程有限公司， 郑州 450000)

随着现代化的发展，工业厂房的建筑功能得到充分应用，而由此新增的荷载导致原结构的布置不能满足现行规范要求。本文以一具体厂房为例，对门式刚架结构的加固方案进行对比研究，进而得出加固效果较好的方案，为今后类似工程提供参考依据。

门式刚架；斜撑；加固

1 工程概述

某工业厂区一库房采用单层门式刚架，平面尺寸90m×35m，柱距6m，柱顶标高10m，柱脚固接，梁柱截面均采用焊接H型钢，基础为柱下独立基础。原厂房设计时间为2005年，总建筑面积3150m2。该门式刚架整体1层，跨度35m，高度10m，纵向柱距6m。单层厂房刚架采用Q235B钢，刚架计算模型见图2。

图1.厂房平面尺寸

图2.GJ-1简图

由于使用需求，需在厂房屋面增加太阳能光伏板，选用多晶硅光伏组件沿屋面与屋面相同坡度铺设，屋面组件加支架的荷载标准值为0.15kN/m2，因此新增荷载为0.15kN/m2。由于荷载变化对单层门式刚架厂房影响较大，为此，需要对该结构进行复核。

2 原厂房结构复核

根据门式刚架的受力特点，选取GJ-1作为研究对象，利用PKPM-STS进行建模和分析。

2.1 荷载取值及基本参数

该厂房所在地区抗震设防烈度为7度（0.1g），第二组，基本风压为0.4kN/m2（50年重现期），基本雪压为0.3kN/m2（50年重现期），原设计恒荷载按0.25kN/m2，屋面光伏设备总均不恒载0.15kN/m2，因此刚架承受恒载为0.40kN/m2，活荷载取屋面活荷载与雪荷载不利情况，按0.3kN/m2，地面粗糙系数为C类，场地类别为Ⅲ类。

2.2 原结构模型及受力分析

通过软件计算分析，其杆件最大应力比为1.13，应力分布不均匀，最大应力位于刚架中部横梁和柱交接处附近，应力比图见图3。由此可知，由于新增光伏设备荷载，原厂房结构已经不能满足现行规范要求，需要对其采取加固措施。

3 加固方案

改造加固方案的选择首先考虑可行性及现场施工是否能够实现，其次需考虑工程造价的合理性。《钢结构加固技术规范》(CECS_77:96)第3.1.10条规定：“焊接钢结构加固时，原有构件或连接的实际名义应力值应小于0.55fy，且不得考虑加固构件的塑性变形发展；非焊接钢结构加固时，其实际名义应力值应小于0.7fy。当现有结构的名义应力值大于上述规定时，则不得在负荷状态下进行加固。”根据现场实际情况，该厂房加固时仅有屋面板自重，实际名义应力小于0.55fy，因此可采用不卸载加固方式施工。

图3.刚架应力比图

图4.门式刚架加固方案

轻钢结构的常用加固方法有：增大截面加固法、减轻荷载加固法、改变计算图形等方案。

根据厂房特点，选用3中加固方案，具体加固措施为：方案一，在横梁下方焊接200mm高的倒T型梁；方案二，在横梁下方焊接8mm厚的钢板；方案三，在门式刚架中柱与横梁之间设置斜向支撑，支撑采用无缝钢管，尺寸为φ160x5，如图4所示。

通过对已有厂房因增加荷载进行分析发现，原有厂房承载力不满足现行规范要求，从而进行加固设计，通过对3种加固方案的对比分析得出：

（1）门式刚架轻型房屋对荷载变化较敏感，若出现新增荷载，需对结构进行复核分析。必要时需采取加固措施。

（2）针对该厂房出现的承载力不足提出3种加固方案，通过分析发现，增加斜向支撑方案对厂房加固效果最为明显。

（3）经济上，通过对三种方案的施工难度及工时分析，增加斜向支撑方案最为经济。

G322

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1007-6344（2017）08-0337-01