浅议单层工业厂房可靠性鉴定与加固

徐燕桥 景卫岐 吴灿彬

单层工业厂房是很多企业进行生产可选择的主要厂房形式之一，由于历史原因有很多无报建手续、无施工许可证、无正规设计、无正规施工的单层工业厂房正在使用，存在极大的结构安全隐患，甚至出现厂房因支撑系统的缺失而整体垮塌的严重后果。近年来开展对这类厂房的可靠性鉴定工作，发现此类厂房存在诸多结构安全问题，根据鉴定结果进行加固，确保了厂房的安全使用。

1 进行单层工业厂房结构可靠性鉴定的主要方法

我单位进行单层工业厂房可靠性鉴定采用实用鉴定法，在传统经验法的基础上，以建筑结构的现有调查资料为依据，综合未来使用年限及使用条件，以相关的鉴定标准GB 50292-1999民用建筑可靠性鉴定标准、JGJ 125-99危险房屋鉴定标准和GB 50144-2008工业厂房可靠性鉴定标准为指导，并结合专家及鉴定人员的个人经验来进行的。

首先到达现场，有图纸的对照图纸、没图纸凭工程经验对厂房整体结构布置和概况进行详细勘查，查看房屋所采用结构形式是否符合设计图纸及国家规范规程，传力路线是否明确，结构布置是否合理，吊车及吊车梁系统运行是否使用正常，支撑系统是否完整等等。

其次根据不同的结构形式采取不同的现代测试技术获取必要的结构功能参数指标，如排架柱为钢筋混凝土柱时采用钻芯法、回弹法、回弹法加钻芯强度修正的方法检测混凝土抗压强度;采用高精度全站仪对排架柱、房屋四角的倾斜量进行量测以判断结构变形情况;对屋架下弦挠度量测判断房屋屋架的变形状况;必要时对房屋进行沉降观测以判断基础是否稳定。检测中所依据国家规范规程有GB/T 50344-2004建筑结构检测技术标准、CECS 03∶2007钻芯法检测混凝土强度技术规程、JGJ/T 23-2001回弹法检测混凝土抗压强度技术规程、JGJ 8-2007建筑物变形测量规范及相关设计规范等等。

最后根据现场勘查及检测结果，应用电算手段，对功能指标进行分析，对厂房结构承载力进行验算，根据功能指标差异程度，按照国家相关鉴定标准评定出结构的可靠性等级，并得出鉴定结论，需要加固的提出加固意见。

这种鉴定方法的优点是准确可靠，缺点是工作量较大，适用于大型工程，在一些原则性的规定和具体条款上鉴定标准已经引入了可靠度鉴定法(概率鉴定法)的思想。

2 单层工业厂房结构存在的主要问题

1)厂房结构布置混乱，房屋端部应设屋架或屋面梁，建设方为降低造价或施工方偷工减料而未设，直接采用山墙承重。

GB 50011-2001建筑抗震设计规范第9.1.1.7条规定[2]:厂房的同一结构单元内，不应采用不同的结构形式;厂房端部应设屋架或屋面梁，不应采用山墙承重;厂房单元内不应采用横墙和排架混合承重。笔者所处的无锡市抗震设防烈度为6度，厂房端开间屋盖采用山墙承重而其他处采用排架承重不符合规范规定。典型案例见图1，图1为无锡线桥某企业车间端部未设屋面钢梁直接采用山墙承重。

2)施工质量低劣，施工中的偷工减料，施工过程养护的不到位，导致排架柱混凝土抗压强度很低。抗压强度低，使结构承载力不足，显著影响结构正常使用功能和抗震能力。

如对无锡新区某公司厂房鉴定时，为掌握混凝土柱的实际抗压强度，现场对该房屋采用钻芯法随机抽取15根柱，每根柱钻取1个芯样，对其混凝土强度进行检测。

15个芯样抗压强度值范围为 6.7 MPa～18.8 MPa，据《建筑结构检测技术标准》相关规定统计得出所测混凝土柱的样本均值为11.57 MPa、样本标准差为3.92 MPa、标准值推定区间的上限值为7.21 MPa、标准值推定区间的下限值为1.52 MPa。检测表明，厂房排架柱混凝土强度很低，达不到C10等级，远低于设计要求的C25强度等级。GB 50010-2002混凝土结构设计规范第4.1.2条规定:“钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15”[1]，GB 50011-2001建筑抗震设计规范第3.9.2.2条规定:混凝土强度等级，构造柱、芯柱、圈梁和其他各类构件不应低于C20[2]。该厂房混凝土强度连国家规范标准规定的最低等级都达不到，存在极大安全隐患。

3)支撑设置不全，有的甚至缺失，影响厂房结构的刚度和整体稳定性，削弱排架抵抗水平荷载的能力。

GB 50144-2008工业厂房可靠性鉴定标准第7.3.1条规定[4]:上部承重结构的安全性等级，应按结构整体性和承载功能两个项目评定，并取其中较低的评定等级作为上部承重结构的安全等级，支撑系统作为房屋整体性评定的主要项目，其重要作用可见一斑。经现场勘查鉴定，发现单层厂房支撑主要存在如下问题:a.屋架上弦支撑不全或缺失，屋面钢梁水平支撑不全或缺失，屋架下弦通长水平系杆缺失。典型案例见图2，图2为某厂房端开间屋架上弦支撑缺失。b.上下柱支撑不全或缺失，或柱间支撑规格不符合设计和国家规范规定。典型案例见图3，图3为某厂房中间开间未设上下柱支撑。

4)钢梁或钢柱未按设计施工、截面尺寸偏小，或者随意增加吊车荷载，造成厂房结构承载力不足。

典型案例见图4，图4为某厂房钢梁实际截面远小于设计截面，经验算钢梁承载力不能满足要求。

3 单层工业厂房鉴定后的加固

加固的形式主要有:

1)针对排架结构中排架柱混凝土强度低，结构承载力不足的问题，一般采用加大截面加固法、外包钢加固法、外贴碳纤维加固法。典型案例见图5，图6，图5为某厂房采用外包钢法对排架柱加固，图6为某厂房采用扩大截面法对排架柱加固。2)对支撑不全的结构进行补设或重设，提高了厂房的刚度和稳定性。典型案例见图7，图8，图7为某厂房补设屋架下弦水平支撑，图8为某厂房补设上柱支撑。3)对钢梁截面不足的采取另附加钢梁的方法加固，擅自增加吊车荷载的按设计要求拆除所增加的吊车，从而保证了结构的安全使用。

[1] GB 50010-2002，混凝土结构设计规范[S].

[2] GB 50011-2001，建筑抗震设计规范[S].

[3] 张 顺，滕永刚，杨媛媛.单层钢结构厂房的改造与加固[J].山西建筑，2009，35(11):56-57.

[4] GB 50144-2008，工业厂房可靠性鉴定标准[S].

[5] 万 馨.单层钢结构体系的加固与改造[D].西安:西安建筑科技大学学位论文，2003.