近几十年来,随着钢结构的广泛使用,越来越多的钢结构厂房、钢平台或大型钢结构公共建筑由于各种各样的原因,开始出现各种缺陷和损伤。钢结构工程的缺陷和损伤将引起结构宏观力学性能的劣化,使结构的强度、刚度或稳定性不满足要求,严重的将导致工程事故。
钢结构损伤具有局部性和多发性特点,这些结构不可能在出现损伤时就立即退役。对损伤构件进行更换将造成极大的浪费,而且会影响结构的正常使用。
大量钢结构工
程存在技术改造和加固的要求,寻求经济的钢结构加固技术既是建筑工程领域亟待解决的技术问题,也是一个关系到社会可持续发展的问题。
设备基础沉降问题不用愁,基础加固抬升技术好势头
国内某生产企业厂区设备基础沉降加固项目案例项目概况该工程是由国内知的聚酯纤维生产企业于福清市某投资区投资建设的厂区,由两栋厂房组成,无地下室。场地主要属滨海相沉积地貌单元,原为养鱼池,经后期人工挖除、回填整平,现地势较为平坦开阔,场地周边无填土边坡分布。根据原始地勘资料得知,场地地层结构中等复杂,表层为素填土,其下为淤泥,中部为粉质黏土、卵石等,下部为凝灰岩风化层。该厂区某车间包括三台打包机,打包机设备基础均出现不同程度的不均匀沉降现象。不均匀沉降不仅会影响车间的正常运营,还易使精密设备发生故障,更有甚者,会导致厂房出现安全问题。根据***技术人员现场勘察及对原始工程地勘资料进行分析,得出以下结论:
1.发生沉降区域地质情况主要为人工回填土及淤泥。人工回填土广泛分布于场地表层,密实程度不均,稳定性差。下卧淤泥层天然含水量大、孔隙比高、压缩性高、强度低、渗透系数,不适合作为基础持力层。地基条件较差导致承载力不均匀,是该厂区设备基础发生不均匀沉降的主要原因。
2.厂房设计时只考虑厂房运营时常规荷载,未考虑厂房内吨位较大的设备所带来的附加荷载。设备自重较大,且设备运行过程的震动也会对地基基础造成很大的影响,这也是设备基础均出现了沉降现象的原因之一。
改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件,增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法。改变结构计算图形的加固过程(包括施工过程)中,除应对被加固结构承能力和正常使用极限状态进行计算外,尚应注意对相关结构构件承载能力和使用功能的影响,考虑在结构、构件、节点以及支座中的内力重分布,对结构(包括基础)进行必要的补充验算,并采取切实可行的合理构造措施。采用改变结构计算图形的加固方法,设计与施工应紧密配合,未经设计允许,不得擅自修改设计规定的施工方法和程序。采用调整内力的方法加固结构时,应在加固设计中规定调整内力(应力)或规定位移(应变)的数值和允许偏差,及其检测位置和检验方法。
改变结构计算图形的一般方法
(1)增加支撑或辅助构件加固法
①增加支撑,以增加结构的空间刚度,从而使结构可以按空间结构进行验算,挖掘结构的潜力
②加设支撑增加结构刚度,或调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性示。
③增设支撑或辅助杆件使构件的长细比减少以提高其稳定性,如图(图3)所示。
④在排架结构中重点加强某一列柱的刚度,使之承受大部分水平力,以减轻其他柱列负荷