工业厂房改造工程中传力树法的应用分析

'　　工业厂房改造工程中传力树法的应用分析内容：工业厂房改造设计中，引入“传力树”概念分析法，进行工程结构系统安全性分析，因地制宜采取合适的加固方案，可有效地节约资源。　　关键词：工业厂房加固传力树　　Abstract:theretrofitdesignoftheindustrialissiontree"conceptanalysis,engineeringstructuresystemsecurityanalysis,adjustmeasurestolocalconditionstotakeappropriatereinforcementscheme,andcanbeeffectivelysaveresources.　　Keyentpoissiontree　　　　　　：TU834.53：A：　　 　　在当前大量的工业厂房建设中，通过对原有厂房的技术改造，即满足企业生产工艺的要求，又减少建设投资，为提高企业生产效益而提供了一个良好的方式。　　工业厂房改造设计一般通过荷载计算，得出构件的内力，依照力的传递路线分析影响结构安全的主要因素，经实际调研分析，我们按照房屋结构的可靠性鉴定为设计原则，在分析与研究中引入“传力树”的概念，采取优于常规加固方案的设计，对改造工程起到事半功倍的效果。　　一、传力树的概念　　传力树是由基本构件和非基本构件组成的传力系统，树表示构件与系统之间的逻辑关系，按照传力树的定义，在单层工业厂房中传力树一般是指一片或多片横向排架组成的系统。厂房单元的承重结构体系传力树如下图[1]：　　　　传力树概念的特点是：　　1、以传力为特征，符合建筑结构计算单元承重结构体系的受力和传力特点。在系统的可靠性分析中，着重考虑最受关注的系统发生失效状态或故障状态的根本原因。　　2、将传力系统形象化，清晰地显示出“树”中的各个部分所处的地位及作用。 　　3、用逻辑推理关系，表示构件之间、构件与系统之间的内在联系。　　　　二、工程概况　　上海某企业拟将一号厂房的钢材仓库，改变使用功能将其改造为注塑车间，以满足新产品配套技改项目要求。改建面积1080m2，增设注塑设备及将原配置的5t单梁行车改为10t双梁双速桥式行车；工程内容：厂房上部结构及其基础加固设计；设计周期约1.5个月，施工工期约1个月余；要求尽量减少对改建工段附近相邻车间的影响，以利保持正常生产。　　　　三、数据收集及勘察　　根据设计要求，通过调查和现场察看，收集了原厂房下列相关资料及文件：　　1、上部结构建筑图2、基础平面布置图3、基础结构详图4、上部结构（轻钢）安装施工图5、地质勘查报告6、10t双梁双速桥式行车产品样本　　通过现场察看以及规划部工程技术人员的介绍，了解到以下情况，以利设计定方案时加以采纳： 　　1、原钢材仓库位于联合厂房的中跨，通过实地量测现有轨面至屋面梁之间的净空尺寸，以便确定吊车梁加高部分安排在梁顶或梁底。安排在梁顶加固时不与沿立柱敷设的管线支架相干涉、辅助工程量较少。这次实测数据告诉我们可以将吊车梁加高部位布置在梁顶，但尺寸高度必须控制在300mm以内。　　2、由于改建部位是中跨。因此，该车间的柱距均为12m，便利选择多种加固方案。如在柱与柱中部增加立柱。　　3、察看相邻的冲压车间设备布置情况，以便选择优化的基础加固方案，从而满足不影响该车间正常生产的工艺要求。　　4、经了解和测量，该车间地坪为200mm厚钢筋砼结构，地坪允许承载能力达3吨/m2的有利条件，以利采用。　　　　四、分析及遴选方案　　根据行车吨位提高、结构负荷增加的具体条件，首先通过荷载计算，得出构件的内力。依照力的传递路线分析影响结构安全的主要因素，即材料强度和受力构件的刚度及稳定性。　　1、常规的分析程序是：　　行车吨位的增量→吊车梁内力的增量→钢牛腿负荷的增量→ 钢立柱内力的增量→基础负荷的增量，从而采取提高材料强度和构件抗力的对策。按常规做法，有三种可供选择的方案：　　方案一：在原吊车梁梁端牛腿下增设立柱，采取双立柱支撑。　　方案二：在排架立柱旁增设立柱，即采取双立柱支撑。　　方案三：在12m跨吊车梁中点增设立柱，减少吊车梁的跨度（三柱支撑）。　　这三种加固方案，都是以增设立柱，改变传力路线，分流一部分内力，减轻原排架结构的构件内力，但需扩大原有独立柱基或新增独立柱基，详见《常规加固方案表》。因而，基础加固工程量较大，对相邻车间正常生产影响甚大，。　　2、在本次改建工程的分析与研究方法上，我们换了一个思路：按照房屋结构的可靠性鉴定为设计原则，在分析与研究中引入“传力树”的概念，提出了新的加固方案。具体设计内容规定如下：　　1）上部结构方面：　　①增加吊车梁高度使之适用于10t桥式行车；　　②加固牛腿，使其抗力与吊车梁负荷相当； 　　③增设屋面梁的支撑系统，以提高屋盖整体性和刚度；　　④增加立柱截面积，提高其抗力。　　2）基础设计：根据上部结构传来的荷载，对地基与基础，做定量分析，校核其强度和变形参数。尽量发挥原厂房基础抗力的储备。　　基础设计经强度和变形计算，排除采用增设静压桩和扩大基底面积的两种方案，在充分利用原地基与基础的强度储备量大的条件，再把柱脚埋入地坪厚度内的结构形式，做成倒四棱台形式的劲性砼，使其像个方塞子上口大，下口小，愈向下压，地坪反力愈大，从而抵消一部分轴力，减少基底的附加压应力，减少沉降量。详见《引入“传力树”概念的加固方案表》　　　　　　五、实施效果　　根据“传力树”的概念，我们采用了新加固方案进行施工，使其加固工程量与常规方案比较减少许多，特别是土建工程量的大量减少，施工又简便易行。既加快了施工进度，缩短工期，又降低了材料消耗，节省了投资金额。由于基础开挖面小，开挖深度又浅，相邻车间正常生产不受影响。 　　该改建工程竣工后，经政府有关部门验收通过。自投产以来至今，结构稳妥可靠，立柱也未见不均匀沉降，设计思路基本正确，技术措施较先进，经济合理，投资较少。　　　　'