论工业超龄使用建筑的加固改造

论工业超龄使用建筑的加固改造

张明双， 孙继国

中车 齐齐哈尔车辆有限公司 161002

摘要：主要论述超龄工业建筑的使用特点、通常破损部位及使用环境对建筑的影响。阐述对超龄工业建筑鉴定的内容、鉴定所采用的方式方法、达到加固后持续使用的必要性。论述超龄工业建筑加固设计的方案选择，以及超龄工业建筑物加固使用的意义。

关键词：鉴定；加固设计；持续使用；

一、工业建筑的使用特点

工业建筑不同于商业建筑及民用建筑。具有以下使用特点：

1. 厂房宽度一般较大，或对多跨厂房，为满足室内、通风的需求，屋顶上往往设有天窗。

2. 工业建筑生产工艺复杂多样，厂房中布置生产设备较多，建筑体量大，各部分生产联系密切，并有多种起重运输设备交错通行，厂房内部应有较大的通敞空间。

3. 单层厂房中，由于跨度大，屋顶及吊车荷载较重，结构形式多采用钢筋混凝土排架结构，多为联排连跨、高低跨的结构形式。

4. 屋面防水、排水结构复杂，尤其是多跨厂房，内天沟较多，厂房屋面面积大，排水形式多为内排水，雨落管落地后，排水系统不畅等因素，使建筑屋面容易积水、易漏。

5. 厂房多采用预制构件装配而成，各种设备和管线安装施工复杂。

6. 使用功能上，又分为冷加工和热处理厂房、电炉厂房等。冷加工车间多为组装、电焊、加工等工序；而铸造车间则多为锻压工序，会有很大的震动并散发大量余热和烟尘，有的还可能排除大量酸、碱等腐蚀物质，对建筑物的墙体、受力结构、屋面板，甚至基础都容易受损，影响建筑使用寿命。

2. 工业建筑物的易破损部位

1、厂房柱。以露天料场的厂房为例，混凝土暴露在露天环境，受阳光暴晒、雨水侵蚀、东北地区的霜冻等，造成混凝土老化加速，再加上建设年代混凝土浇筑缺陷，构件表面混凝土崩落，致使钢筋锈蚀。

2、屋面板。屋面板的破坏则大多与屋面漏雨有关，再加上室内使用环境和室内外温差等因素，混凝土预应力板的肋板处混凝土开裂，预应力钢筋锈蚀、外漏。

3、混凝土吊车梁。翼缘缺损，吊车梁找平层剥落，轨道连接缺失，轨道压板松动，轨道变形损坏，轨距过大啃轨，轨道对接处间隙大，轨道轨距及标高超差等。如下图所示：

4、砌体墙体。填充墙或者出屋面女儿墙局部开裂。

5、钢屋架。钢屋架杆件、腹杆与上弦杆连接节点、钢屋架与排架柱连接节点、腹杆与下弦杆连接节点、水平支撑、腹杆等均存在锈蚀情况。

总之，通过对多栋工业建筑排查分析，对厂房各受力构件的混凝土老化程度、钢筋锈蚀情况、钢结构锈蚀程度等分析，可以得出以下简单结论：

1、同构件（柱）室外部分比室内部分严重；不封闭或半封闭的露天使用建筑封闭使用建筑砼老化严重。

2、屋面板尤其是漏雨部位比梁柱的混凝土腐蚀严重；

3、潮湿或漏雨环境比干燥环境建筑砼老化严重；

4、热工厂房比冷加工厂房砼老化严重。

5、基础部分一般状况良好，能达到安全性B级及以上，一般不需要加固。

三、结构鉴定

工业超龄建筑或者加装改造的工业建筑要想继续使用，那么必须先对建筑物整体安全性进行结构安全鉴定及抗震性鉴定，根据鉴定结论再确定加固设计方案。

在检查、检测前，要先进行结构布置调查，对重点受力单元、受力构件及生产关键部位，做好全面调查，针对性的开展检测、调研工作。具体的检查、检测内容如下：

1、外观质量检查

1）部分排架柱是否存在混凝土保护层开裂脱落、构件外形严重缺陷现象；

2）部分排架柱是否存在混凝土保护层脱落钢筋外漏、严重锈蚀现象；

3）部分排架柱混凝土保护层是否存在水平及竖向锈胀开裂现象；

4）部分吊车梁是否存在混凝土保护层脱落、构件外形严重缺陷现象；

5）部分吊车梁是否存在混凝土保护层脱落钢筋外漏、严重锈蚀现象。

2、混凝土构件混凝土强度检测

因该厂房建造年代较长，且部分构件损坏较为严重，禁止采用钻芯法进行取样检测，故采用回弹法对厂房混凝土构件混凝土抗压强度进行检测。通常检测的取样见下图：

3、混凝土构件保护层厚度检测

对厂房排架柱、吊车梁构件保护层厚度进行检测，检测结果为现场实测钢筋根数保护层厚度。

4、凝土构件截面尺寸检测

现场对该厂房排架柱、吊车梁构件截面尺寸采用钢卷尺进行抽样检测，检测结果是否满足原设计要求。

5、构件混凝土碳化深度检测

经采用酚酞试液对该厂房排架柱、吊车梁构件的混凝土碳化深度进行抽查检测。

6、排架柱垂直度测量

采用全站仪对该厂房排架柱构件垂直度进行测量，测量柱顶最大侧向位移值是否满足《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB 50204-2015）要求。

四、加固程序及方法。

1、结构加固工作必须遵循以下程序：

原结构可靠性鉴定，加固方案选择，加固施工图设计，施工图审查，施工，竣工验收。

2. 加固方案的选定。

加固方案应根据结构鉴定结论，结合该结构特点及加固施工条件，按安全可靠、经济合理原则确定。

加固方案宜结合使用单位的维修改造进行，并宜根据原结构的具体特点和技术经济条件的分析，采用新技术、新材料。在对屋面加固改造中可以结合解决屋面防水同时进行，加固不好实施的情况下，也可以采用更换屋面板为彩板屋面，防水、保温、降低荷载、消除安全隐患。

其他结构的加固方法均应便于施工，减少对生产活动影响，结合公共工程的移设等综合考虑，并应减少对建筑正常使用功能的影响。

2. 常用的加固技术。

根据具体的鉴定结论及具体加固构件、现场实际状况来确定加固方案。加固方案通长有以下方式：梁板柱墙的碳纤维、钢板及其他高强纤维粘贴；梁柱钢构套加固；构件加大截面；喷射钢丝（筋）砼；裂缝灌浆；钢筋植筋；钢结构除锈等。

5. 工业建筑加固的必要性。

1. 功能性要求。工业建筑主要考虑使用功能，除非把老厂区整体搬迁，一般不会改变工业建筑的使用功能。但也有把搬迁的厂区改造成遗址公园，把老厂房进行艺术改造后，加上园林景观设计，作为市区街心公园的一部分，共人们休闲使用。

2. 历史性体现。体现一个企业的年代感，老建筑功不可没。建厂历史超过50年以上的老工业企业，对于年代久远的建筑通长都是加固使用。所以百年左右的老厂房还作为生产车间使用的。

3. 经济性因素。老建筑拆除重建的周期和投资对生产有非常大的影响。而加固施工通长都会考虑减少对生产的影响，协调生产适宜的时间节点进行施工。

参考文献

《危险房屋鉴定标准》（JGJ125-99）

《工业建筑可靠性鉴定标准》GB50144-2019

《建筑结构荷载规范》GB5009-2019

《混凝土结构设计规范》GB50010-2019

《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2017

《钢结构设计规范》GB50017-2017