[摘要] 本文介紹某高爐出鐵場主廠房鋼筋混凝土廠房柱加高改造的設(shè)計(jì)方案、計(jì)算和構(gòu)造，可供同類工程設(shè)計(jì)參考。
[關(guān)鍵詞】鋼筋混凝土；廠房柱；加高；改造設(shè)計(jì)
1.改造工程設(shè)計(jì)概述
隨著國家對(duì)產(chǎn)能過剩行業(yè)的政策調(diào)整以及各行業(yè)對(duì)高品質(zhì)高性能特種鋼材的需求，許多鋼鐵企業(yè)為了擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，提高鋼材的性能及質(zhì)量，增加完善鋼材的品種，紛紛對(duì)舊有的煉鋼、軋鋼系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí)。某鋼廠高爐就是在這種形勢(shì)下，決定將爐容由2000m3擴(kuò)大到2600m3，年產(chǎn)生鐵182萬t，同時(shí)改造以優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗、長壽為目標(biāo)，采用成熟、適用的先進(jìn)技術(shù)，提高裝配水平，使高爐達(dá)到國內(nèi)大型高爐的先進(jìn)水平。高爐擴(kuò)容后，由于熱風(fēng)圍管抬高，致使出鐵場吊車粱與熱風(fēng)圍管相碰，因此必須將吊車梁抬高。相應(yīng)地須將廠房柱加高以滿足吊車與屋架之間的凈空尺寸要求。為了盡量給用戶市約投資，原廠房的屋蓋系統(tǒng)、柱及吊粱系統(tǒng)，本次均考慮改造利舊。
2.鋼筋混凝土柱（Z1）加高改造設(shè)計(jì)方案選擇
方案1：加大截面加固法
即采取增大混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)筑物的截面面積，提高其承載力，滿足使用要求，這是常用的一種加同方法。可廣泛用于混凝土結(jié)構(gòu)的梁、扳、柱等構(gòu)件的加固。本改造設(shè)計(jì)如果采用此法，則須在混凝土柱表面新包一層鋼筋砼，相應(yīng)地將柱加高。此方法在加高廠房柱上柱時(shí)是可行的，但在加高柱牛腿時(shí)原牛腿頂面新舊混凝土之間的粘結(jié)力很難保證能達(dá)到要求，而且施工時(shí)在20多米的高空進(jìn)行混凝土澆灌，且在柱上重新埋設(shè)預(yù)埋件，在空中施工也很困難。同時(shí)柱子加粗后，對(duì)吊車、墻皮都有影響。
方案2：外包鋼加固法
混凝土的截面剛度為EI，其中E.-原柱混凝土彈性模量，I.-原柱的截面慣性矩。
鋼構(gòu)架的承載力按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ17―88的格構(gòu)式偏心受壓柱計(jì)算；混凝土柱同前述下柱，按國家規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJl0―89的矩形截面偏心受壓構(gòu)件計(jì)算。
當(dāng)鋼構(gòu)架和原混凝土柱的承載力分別滿足要求時(shí)，即此截面承載力能滿足要求。經(jīng)計(jì)算所驗(yàn)算截面滿足承載力要求。
�。�3）上柱既有外包鋼構(gòu)架又有混凝土柱的截面，此截面計(jì)算方法同牛腿處截面，只是相比牛腿處截面，此截面更簡單，鋼構(gòu)架為4個(gè)角鋼的格構(gòu)式柱。經(jīng)計(jì)算此截面能滿足承載力要求。
�。�4）上柱僅有外包鋼構(gòu)架處截面驗(yàn)算
此截面為格構(gòu)式樣，按國家規(guī)范《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ17―88中的格構(gòu)式偏心受壓柱計(jì)算。
4施工要求
施工時(shí)把原混凝土柱表面雜物、塵土消除干凈，并把柱表面打磨平整、柱四角磨出小圓角，先將上柱角部四個(gè)角鋼就位，用角鋼L50×5加螺栓的夾具在兩個(gè)方向?qū)⑺慕卿搳A緊，夾具間距取500mm，然后將綴板及柱頂與角鋼焊接，安裝焊接牛腿部份，最后將角鋼和柱之間用l：2水泥砂漿填實(shí)。
5.結(jié)論
高爐北出鐵場主廠房，從柱子系統(tǒng)、吊下梁系統(tǒng)、墻皮系統(tǒng)到屋蓋系統(tǒng)均己改造完畢，經(jīng)投產(chǎn)使用，用戶反映良好。
�。ū疚某卸媸�、蒙瑜教授級(jí)高級(jí)工程師的悉心指導(dǎo)和幫助，謹(jǐn)在此表達(dá)衷心的謝意！）
參考文獻(xiàn)
[1]施嵐青，一、二：級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師專業(yè)考試應(yīng)試指南[M]，中國建筑工業(yè)出版社，2001年3月
