選煤廠鋼筋混凝土廠房構件補強加固設計

佟 健

（中煤科工集團北京華宇工程有限公司,，北京 100120）

摘 要：選煤廠鋼筋混凝土廠房構件在使用過程中，如果結構構件的可靠度不足,，或者是無法滿足實際生產過程中的安全要求,，需要根據實際要求對其重要構件進行補強加固。文章主要探討的是選煤廠鋼筋混凝土廠房構件補強加固設計，全文在具體分析中主要從廠房構件補強加固的意義,、廠房構件補強加固常用方法,、選煤廠鋼筋混凝土廠房構件補強加固設計的相關要求以及具體的補強加固設計等方面進行了分析。

關鍵詞：選煤廠,；鋼筋混凝土,；廠房構件；補強加固設計

選煤廠是使用過程中會根據實際需要對其進行擴建,，與此同時,，選煤廠原有的一些重要構件會因為整體荷載值的增加或者是內力的調整，造成了原有構件設備的承載力,、耐久性,、使用安全性等受到影響，在這種情況下,，需要采取一定的措施進行補強加固，做好前期的補強加固設計是保障選煤廠鋼筋混凝土廠房構件補強加固效果的關鍵,，文章主要就選煤廠鋼筋混凝土廠房構件補強加固設計相關內容分析如下：

1 廠房構件補強加固的意義

廠房在建設過程中多采用鋼筋混凝土構件,，但是由于某些因素的影響，需要對廠房構件進行補強加固處理,，也就是對廠房構件中的部分構件采用局部更換,、增強以及內力調整等措施，從而保證結構構件的承載力或者是提高構件的承載力,。通常對于廠房構件中出現損害的構件,、有缺陷的構件或者是自身承載力不足的構件均屬于補強加固的工作范圍。尤其是在廠房承載力明顯增加的情況下,，均需要補強加固,，通過補強加固旨在保證廠房構件的承載力，使其符合耐久性,、安全性,、適用性等要求[1]。

2 廠房構件補強加固常用方法分析

廠房構件在補強加固過程中常用的方法主要有：①改善廠房構件的主要尺寸,，補強加固過程中根據需要,，可通過鋼筋混凝土圍套對原構件實現從三個方向或者是四個方向的包裹。從而增加其斷面尺寸,，此外還可以從厚度方面采用雙側增厚或者是單側增厚的方法改善構件的尺寸,。該方法能夠明顯的改善構件的受力狀態(tài)，提供承載力,，此外,，還能根據實際情況使用較為合適的材料，進一步提高廠房構件的耐久性、耐火性,、防潮性以及整體的安全性等,；②改善廠房構件的內力分布，廠房構件補強加固過程中可通過對其內力的調整,，使得構件承受的荷載降低,，在這方面主要是通過一些金屬梁、補加支架,、加強構件以及鋼筋混凝土分布板等分荷結構調整構件實際承受荷載情況,，此外，還可以通過設計鉸接點,、加入補加的系桿等,，該方法中設計的分荷結構多使用金屬構件，盡可能避免鋼筋混凝土的使用,，這主要是廠房構件加固設計的施工進度以及經濟性等方面考慮的,，金屬分荷結構施工進度快、工程造價相對較低[2],；③廠房構件尺寸調整與廠房構件荷載情況調整的結合,，根據實際情況，可將上述兩種方法相結合,，從而實現對廠房構件的補強加固,。

3 選煤廠鋼筋混凝土廠房構件補強加固設計的相關要求

鋼筋混泥土廠房構件在補強加固設計過程中需要滿足一定的要求，而這些要求也是進行廠房構件補強加固設計的基礎,，具體的設計要求主要有以下幾點：①在鋼筋混凝土結構計算以及構件設計過程中,，需要嚴格的按照《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2010）中的要求；②對于鋼筋混凝土結構構件沒有發(fā)生損害的,，在補強加固過程中如果是按照增厚方法或者是度構件圍套設計的,，此時在計算過程中應按照整體對全部荷載進行計算，在計算過程中不需要考慮前期構件的受力大??；③如果鋼筋混凝土構件發(fā)生了損害或者是有了一定的缺陷，此時在補強加固過程中需要根據構件的受損程度或者是缺陷的實際情況,，在計算中需要對構件受損或者是缺陷造成承載力降低的部分予以計算和考慮,，比如構件中的鋼筋出現嚴重腐蝕的，在計算過程中就需要按照原有設計的鋼筋面積進行計算,。

4 選煤廠鋼筋混凝土廠房構件補強加固具體設計分析

選煤廠鋼筋混凝土構件在補強加固設計期間,，需要根據實際情況采用最佳的補強加固設計方法。具體的有以下幾點：

4.1 原有構件中梁配筋不足

廠房鋼筋混凝土構件中如果梁配筋不足,，此時進行的補強加固設計可以在原有鋼筋混凝土結構表面粘貼碳纖維片材,，從而改善構件配筋不足的情況，常用的碳纖維有聚丙烯腈基碳纖維、瀝青基碳纖維,、粘膠基碳纖維,，其中有高強度型以及高彈性型。碳纖維片材具有質輕高強以及不易被氧化腐蝕的優(yōu)點,，在酸堿鹽,、無機、有機溶液等不同條件下均可正常發(fā)揮作用,，與鋼材比較,，碳纖維片材的強度更高，同時還能減輕構件的自重,，此外,，近年來研究資料顯示，碳纖維還具有較好的耐疲憊性以及彈性要求,。在具體設計中按照結構構件計算方法計算出構件中所需的鋼筋量,，從計算結果中將原有構件中的配筋量扣除，從而得到需要增加的鋼筋量,，需要增加的鋼筋量可通過碳纖維片材的強度以及后主進行換算,，最終得到的碳纖維片材通過高強度的結構膠將其粘貼在構件表面，粘貼的碳纖維質量較輕,，幾乎不會增加構件的重量,。通過這一設計方法實現對配筋量不足構件的補強加固[3],。

4.2 鋼筋混凝土梁剛度不足的補強加固

對于鋼筋混凝土梁剛度不足的需要在增加其截面積,，考慮到選煤廠混凝土廠房構件的實際情況，可在構件上粘貼型鋼,，實現對構件的補強加固,，通過型鋼作用，提高構件的強度以及剛度,，同時在受力分析方面,，相對于原始計算，梁的中軸線和下軸線向下偏移,，保證了受力過程中有更多的混凝土參與受壓,。

通過在鋼筋混凝土構件上粘貼型鋼，使得原有的梁結構轉換成為鋼筋混凝土和鋼組合梁,，根據材料力學中的相關內容,，在兩者聯(lián)系較為緊密的情況下，可將其看做統(tǒng)一的整體,，所以在計算過程中較為簡單,，其幾何變形以及靜力學與單一材料梁的計算保持一致，但是需要注意在計算過程中不同材料的彈性模量存在差異。簡單組合梁和換算后組合梁的計算示意圖如圖1所示,，其中前者為簡單組合梁,，后者為換算后的組合梁。在簡單組合梁計算過程中,，可將上部材料換算成為下部材料,，也就是將實際的寬度b換算成，也就是后圖中的,，對應的計算公式為：

求得的結果也就是換算后的截面寬度,，明確換算截面后，還需要確定構件的形心軸,，并依次計算出換算截面后的慣性矩,，并計算出正應力以及變形，對用的計算公式為：

其中δ表示正應ρ力,，Y表示正應力和形心軸之間的距離,，M表示彎矩， 表示版型曲率半徑,，表示換算后的慣性矩,，表示上部材料的彈性模量，表示下部材料的彈性模量,，由于在前期計算中上部材料的彈性模量已經換算成為下部材料的彈性模量,，因而在計算中不存在上部材料的彈性模量。按照上式計算出正應力后,，還需要將其換算為上部材料的對應的正應力,。也就是

其中的δ、表示換算后的上部正應力,。這樣就計算出了總的正應力,，依據正應力完成型鋼的設計，實際使用中需要注意型鋼在構件的下方,，而且將混凝土換算成型號較為簡單,。

5 結束語

選煤廠鋼筋混凝土構件在補強加固設計過程中需要明確補強加固的意義、常用補強加固方法以及相關規(guī)定等,，從而才能以此為依據,，結合廠房的實際情況進行補強加固設計。

圖1 簡單組合梁和換算后組合梁的計算示意圖

參考文獻：

[1]李雁,宋雷,殷惠光.某煤礦鋼筋混凝土結構廠房檢測和可靠性鑒定[J].工業(yè)建筑,2012,(12).

[2]申士軍.損傷混凝土結構加固性能及加固后耐久性研究[D].浙江大學,2014.

[3]劉凌云.混凝土結構加固技術研究及工程實踐[D].鄭州大學, 2010.

中圖分類號：TU375

文獻標志碼：A

文章編號：2096-2789（2017）01-0214-02

作者簡介：佟?。?984-）,，男，工程師,，研究方向：選煤廠結構設計,。