作者簡介：周一帆 男 1988.06.16 湖南長沙 漢族 閩南理工學(xué)院土木工程學(xué)院 助教 碩士研究生，研究方向： 結(jié)構(gòu)工程。

摘要：單層工業(yè)廠房是較為常見的廠房結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的抗震主要依靠鋼筋混凝土柱系統(tǒng)。該系統(tǒng)中的排架柱以及柱間的支撐都可以通過加固設(shè)計的方式，來使得整間單層工業(yè)廠房的抗震性能得到升華。需要注意的是，現(xiàn)階段技術(shù)人員不僅會使用相應(yīng)的加固設(shè)計方式來進行新建單層工業(yè)廠房的抗震加固設(shè)計，還會對老舊工業(yè)廠房進行抗震加固，本文將對相應(yīng)加固抗震設(shè)計的完善進行深入的研究與分析。

關(guān)鍵詞：單層工業(yè)廠房;鋼筋混凝土柱;抗震加固

引言：想要對有關(guān)抗震加固設(shè)計進行全面的了解，首先要對單層工業(yè)廠房中的鋼筋混凝土柱有一個更為明確的認知，所謂的鋼筋混凝土柱其實是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中較為重要的抗側(cè)力構(gòu)件，倘若鋼筋混凝土柱發(fā)生了倒塌，那么整個單層工業(yè)廠房也會因此而發(fā)生坍塌現(xiàn)象，因此，鋼筋混凝土柱的抗震性能會直接對單層工業(yè)廠房的整體抗震性能產(chǎn)生重大影響。為了保障單層工業(yè)廠房的抗震性能，有關(guān)施工人員必須要對鋼筋混凝土柱進行抗震加固設(shè)計。

一、老舊單層工業(yè)廠房設(shè)計存在問題分析

我國的工業(yè)廠房建設(shè)歷史由來已久，但在上世紀五六十年代的單層工業(yè)廠房建設(shè)過程中，大多數(shù)廠房設(shè)計并沒有進行抗震性能的考慮。倘若在相應(yīng)地區(qū)出現(xiàn)了地震等自然災(zāi)害，那么沒有進行過抗震性能考慮的單層工業(yè)廠房，很容易出現(xiàn)垮塌現(xiàn)象，最終不僅會引起大量的人員傷亡，還會帶來不小的財產(chǎn)損失。之所以不對有關(guān)單層廠房建設(shè)進行抗震性能的考慮，除了當(dāng)時的廠房設(shè)計和建造技術(shù)，尚未達到相應(yīng)抗震標準之外，還有一部分原因是因為當(dāng)時的地震烈度區(qū)劃與現(xiàn)階段有所不同。因此在上世紀五六十年代尚未劃入抗震設(shè)防區(qū)的建筑，在現(xiàn)階段必須進行抗震加固建設(shè)。由于有關(guān)房屋仍然未超出使用年限，許多上世紀建造的單層工業(yè)廠房，目前仍然在進行使用。為了保障使用人員的安全，避免出現(xiàn)任何形式的安全故障，技術(shù)人員與施工人員務(wù)必要對老舊單層工業(yè)廠房進行必要的抗震加固建設(shè)。因此，我國逐步進入到了廠房新建以及既有廠房維護和重新加固的廠房修建期，在這一時期內(nèi)，有關(guān)施工建設(shè)團隊不僅會對現(xiàn)階段新建廠房采用先進技術(shù)進行鋼筋混凝土柱的抗震加固，還會對老舊廠房進行必要的翻新和抗震加固。

二、相應(yīng)抗震加固技術(shù)研究

為了保障人民群眾的安全以及公共財產(chǎn)安全，相應(yīng)施工人員應(yīng)當(dāng)采取先進的抗震加固技術(shù)，來對單層工業(yè)廠房的鋼筋混凝土柱進行抗震加固設(shè)計，下文將對較常使用的抗震加固方法進行必要的研究與分析。

1.進行截面的增大與加固

所謂的進行截面增大和加固，有的是在進行單層工業(yè)廠房的建設(shè)過程中，需要在原鋼筋混凝土構(gòu)件截面的基礎(chǔ)上，進行面積的進一步擴大或通過進行鋼筋增配的手段來令新增配的鋼筋原鋼筋共同工作，這樣一來，原本的混凝土構(gòu)件截面剛度就獲得了較為良好的提升，其承載力也獲得了一定的提升。當(dāng)相應(yīng)的截面增大和加固工作完畢后，原本構(gòu)件截面的自振頻率就得到了有效的改善，這樣一來整個單層工業(yè)廠房的安全性能也會因此而得到明顯的提升相比較其他的抗震加固方法而言，這類抗震加固方法的技術(shù)使用準入門檻較低，并且不需要花費過多的費用，因此是現(xiàn)階段較為常見的加固方法，此外這類架構(gòu)方法還能夠有效的提升原本構(gòu)件的抗剪能力和抗彎能力，使得受到損傷的構(gòu)建，能夠進行使用質(zhì)量的恢復(fù)，延長使用壽命，但需要注意的是該類使用方法的養(yǎng)護周期較長，需要花費較長的時間才能夠完成加固設(shè)計。并且加固設(shè)計一旦完成，雖然整個單層工業(yè)廠房的看重性能得到了一定的提升，但有效使用空間和面積也會明顯減少，因此該使用方法有利有弊。

2.進行外包鋼的加固

外包鋼加固方法也是一種較為常見的抗震加固手段，這種加固方法指的是在原本的構(gòu)件外部，包上型鋼，使得型鋼與原本的構(gòu)建成為一個整體，共同進行抗震性能的負擔(dān)。在制作過程中，技術(shù)人員需要使用到環(huán)氧樹脂，以及乳膠水泥等物品來對型鋼和原本固件進行必要的焊接和灌漿。而使用這種方法進行抗震加固設(shè)計的過程中，需要注意新舊材料之間的粘合性，只有新舊材料之間的契合較為完美，才能夠更好的展開協(xié)同工作，使得構(gòu)件的承載力獲得較為明顯的提升。一旦使用該方法成功的進行外包鋼的加工，那么原本夠賤的，延性和剛度都能夠得到有效的改善，這類方法的使用并不會增加構(gòu)件的截面面積，并且不需要花費大量的工期來進行加固設(shè)計，也無需進行大量的詩作，也因此相比較截面增大與加固方式而言，這類方式有施工方便，工期不長等優(yōu)勢，但需要注意的是，這類方法的使用需要耗費大量的鋼材，因此需要花費一定的資金成本才能夠完成。

3.進行混凝土的置換

進行混凝土的置換也是一種較為常見的抗震加固方法，該類方法的原理是將原單層廠房結(jié)構(gòu)中，鋼筋混凝土柱構(gòu)件上破損的部分進行剔除，使用強度更高的新混凝土進行重新澆灌，讓原本質(zhì)量受損的混凝土構(gòu)件與新混凝土進行高度粘合，共同進行抗震性能的負擔(dān)。不過單層工業(yè)廠房本身的承重構(gòu)件混凝土柱所受到的強度較低，便可以使用這種方式來進行抗震加固。當(dāng)然，如果目標單層工業(yè)廠房，承重構(gòu)件本身在承壓上具有較為嚴重的缺陷，那么也可以使用該類方法來進行承重構(gòu)件，承壓能力的提升，使用這種方法能夠在很大程度上恢復(fù)承重構(gòu)件的原貌，并且不會對原本的使用空間進行占用。但這類方法也有一定的缺點，那就是需要進行原有混凝土的剔除，這是一項較大的工程，需要花費較長的時間，并且該方法的使用需要花費大量的時間進行濕作業(yè)，在這一時期內(nèi)這一單層工業(yè)廠房便不能繼續(xù)進行使用。

4.進行結(jié)構(gòu)受力的改變

進行結(jié)構(gòu)受力的改變，也能夠有效的幫助單層工業(yè)廠房進行抗震性能的加固。其工作原理是通過結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的增加，來改變地震事故災(zāi)難發(fā)生過程中的結(jié)構(gòu)受理方式，使得地震事故發(fā)生過程中所釋放的能量能夠通過新增構(gòu)件來進行承擔(dān)，原有的結(jié)構(gòu)構(gòu)件只需要承擔(dān)小部分的地震能量，這樣一來單層工業(yè)廠房的主體結(jié)構(gòu)便不會輕易變形，整體廠房的抗震性能也能夠得到較為明顯的提升。但需要注意的是進行結(jié)構(gòu)受力體系的改變，不僅需要進行框架的增設(shè)和加固，新增構(gòu)件還需要進行攜程的增設(shè)和加固同時技術(shù)人員和施工人員還需要進行剪力墻的設(shè)計和翼墻的設(shè)計，并根據(jù)設(shè)計圖紙進行剪力墻和翼墻的補充和加固。該方法的使用，能夠從根本上，提升原單層工業(yè)廠房所具備的抗扭剛度，使得原本可能存在的層間位移得到了控制，導(dǎo)致整間工業(yè)廠房的抗震性能得到進一步的提升，這種通過新增預(yù)制構(gòu)件來進行結(jié)構(gòu)受力體系，改變的方式，不需要進行太過復(fù)雜的施工，也不需要花費太漫長的時間來進行工程改造，因此是一種現(xiàn)階段所能夠做到的，較為切實方便可行的抗震加固方法，但需要注意的是，在使用該方法進行單層工業(yè)廠房抗震性能加固的同時，需要對新增構(gòu)件和原構(gòu)件之間的連接堅固程度進行必要的關(guān)注。倘若原構(gòu)建和新增構(gòu)件無法很好的兼容，無法進行穩(wěn)固的連接，那么該方法的使用就不能算得上是成功的。

5.進行碳纖維的粘貼

碳纖維的黏貼是一種新興的單層工業(yè)廠房鋼筋混凝土柱抗震加固方式，這種方式的使用，能夠?qū)⑻祭w維材料粘貼至需要進行加固的構(gòu)件表面，在黏貼完畢后，碳纖維連貼片會發(fā)揮較為明顯的抗拉作用。這種抗拉作用能夠增強原構(gòu)件的約束作用，使得原構(gòu)件的抗堿性能得到較為明顯的提升，進而達到抗震性能提升的目標。之所以碳纖維黏貼片能夠發(fā)揮如此明顯的效果，是因為碳纖維黏貼后的墻體，一旦出現(xiàn)斜裂縫，碳纖維的強抗拉作用能夠有效的抑制裂縫的延伸，促進構(gòu)件受力狀態(tài)的改進。雖然有一些材料也具備較為良好的抗拉作用，但不如碳纖維那樣，具有較強的粘合性和抗腐蝕性，因此相比較其他的材料而言，碳纖維復(fù)合材料無疑是進行構(gòu)件表面粘貼的首選材料。這一材料的使用會對單層工業(yè)廠房的空間進行過度侵占，也不需要使用太過專業(yè)的施工技術(shù)來進行加固，更不需要通過濕作業(yè)來進行相應(yīng)加固方式的完成，因此相比較其他的抗震加固設(shè)計方式而言，這類加固方法具有諸多的優(yōu)點。但需要注意的是，碳纖維黏貼片本身的造價高昂，因此在使用過程中需要進行大量的資金投入，并且進行碳纖維制作的高強度樹脂本身具有一定的毒性，如果大量使用，很可能會對人體的身體健康造成危害。此外，倘若再進行碳纖維連接片使用的過程中基底處理出現(xiàn)了問題，或使用的膠黏劑質(zhì)量無法達到核定標準，那么已經(jīng)連接完成的碳纖維片也很可能會出現(xiàn)剝離現(xiàn)象，最終導(dǎo)致目標加固構(gòu)件無法進行抗震性能的提升。因此該方法的使用仍然需要進行慎重的考慮。

三、待解決問題分析

雖然現(xiàn)階段有關(guān)部門和施工人員已經(jīng)對單層工業(yè)廠房的抗震加固問題引起了足夠的重視，并且嘗試通過各類技術(shù)手段來對單層工業(yè)廠房鋼筋混凝土柱進行抗震加固設(shè)計。但由于技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新無法得到進一步的突破，現(xiàn)階段的抗震加固設(shè)計仍然存在著一些亟待解決的問題。

1.新方法、新工藝無法得到普及

由于對單層工業(yè)廠房進行鋼筋混凝土柱的抗震加固設(shè)計，成為了現(xiàn)階段廠房建設(shè)的重要關(guān)注點，因此許多研究者都嘗試對該問題進行深入的研究與探討，并由此而生發(fā)出了許多新方法和新設(shè)計工藝，但這些新方法和新設(shè)計工藝，是否能夠在具體的抗震加固設(shè)計中起到實際效用，仍然需要進行不斷的研究和討論，但相關(guān)的研究事業(yè)需要通過大量的資金投入來進行完成。就目前而言，大部分研究者有關(guān)單層工業(yè)廠房鋼筋混凝土柱的抗震設(shè)計加固方式的改進與完善，仍然停留在理論層面。但倘若不進行相應(yīng)方式與方法的嘗試和研究事業(yè)，那么與之相對應(yīng)的抗震加固設(shè)計就無法取得實質(zhì)性的突破和進展，因此有關(guān)研究試驗人員應(yīng)當(dāng)采取措施和手段，將理論化的方法，通過實踐研究的方式進行證實，只有如此，有關(guān)抗震加固設(shè)計的新方法，才能夠在實際建設(shè)中得到較為良好的運用。

2.加固不足和加固過度狀況時有發(fā)生

對于已經(jīng)在地震災(zāi)害出現(xiàn)后出現(xiàn)損傷的單層工業(yè)廠房而言，倘若想要繼續(xù)進行相應(yīng)廠房的使用，就需要對該廠房進行進一步的震后修復(fù)加固。有些技術(shù)人員與施工人員為了能夠更好的提升相應(yīng)廠房的抗震性能，往往不顧廠房本身的特質(zhì)以及使用材料的承受極限，對相應(yīng)廠房進行過度加固。這種加固方式非但無法使得相應(yīng)的單層工業(yè)廠房抗震性能得到明顯的提升，甚至?xí)s短其使用壽命，導(dǎo)致其抵抗突發(fā)狀況和事故的能力明顯下降。而有些施工人員在面對震后需要修復(fù)加固的廠房時，并沒有對該類引起足夠的重視，最終導(dǎo)致其抗震加固設(shè)計最終效果無法達到預(yù)期目標，使得其最終的抗震設(shè)計出現(xiàn)了較為明顯的漏洞。這樣一來，相應(yīng)的單層工業(yè)廠房便無法投入到實際的運用當(dāng)中去。

3.無法明確損傷指標

在單層工業(yè)廠房出現(xiàn)損傷后，主管單位應(yīng)當(dāng)及時進行報備，并派遣專業(yè)工作人員來進行損傷勘查和數(shù)據(jù)統(tǒng)計，以便進行目標廠房的損傷評定，但在實際的損傷勘察以及等級評定過程中，不同類型的專業(yè)研究學(xué)者和工作人員具有不同的評判標準。這樣一來，工作人員和主管單位就無法對受損傷的工業(yè)廠房進行具體受損情況核定，這會對未來的抗震性能加固設(shè)計產(chǎn)生很明顯的負面影響。

結(jié)束語

總而言之，為了有效的進行單層工業(yè)廠房鋼筋混凝土柱的抗震性能加固，相應(yīng)施工人員在抗震加固設(shè)計的過程中，務(wù)必要根據(jù)廠房的實際情況較為適宜的加固方式來進行加固。并且要具備進行技術(shù)創(chuàng)新的意識，爭取運用更為先進的抗震加固技術(shù)和手段來進行單層工業(yè)廠房使用質(zhì)量的提升。

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閩南理工學(xué)院土木工程學(xué)院 （福建泉州 362000）