工业建筑改造的鉴定与施工安全管理.ppt

1、工业建筑改造的鉴定与施工安全管理,华中科技大学土木工程与力学学院 土木工程安全研究所 2011年9月,工业建筑专业委员会交流年会 暨第二届全国钢铁企业工业建筑专业技术与管理学术交流会,主要内容,一、改造鉴定与施工安全管理的意义 二、国内外研究进展 三、工业建筑改造的程序与工艺过程 四、托梁拔柱改造案例 五、工业建筑改造过程安全管理,华中科技大学土木工程与力学院,2,一、改造鉴定与施工安全管理的意义,华中科技大学土木工程与力学院,3,需求大： 据测算，我国既有建筑500亿平米，其中工业建筑约100亿平米。随着我国工业化与信息化的发展，既有工业企业技术改造投资已占总投资的一半以上。 条件差： 工业

2、建筑长期经受高温、高湿、腐蚀性气体和粉尘、重载等恶劣环境影响，导致工业建筑结构损伤严重。 复杂的生产环境条件决定改造的复杂性。,一、改造鉴定与施工安全管理的意义,华中科技大学土木工程与力学院,4,挑战：自身损伤与新的生产环境条件 任务：鉴定、设计、施工 特性：高风险性 出路：基于鉴定的改造项目设计、施工一体化管理,二、国内外研究进展,华中科技大学土木工程与力学院,5,国外结构检测鉴定发展阶段,二、国内外研究进展,华中科技大学土木工程与力学院,6,国外结构加固改造研究进展,既有建筑维修加固投资的比重逐渐增大,二、国内外研究进展,华中科技大学土木工程与力学院,7,国外结构加固改造研究进展,加固分直

3、接加固法和间接加固法两类。 常见的直接加固法有增大截面加固法、外粘型钢（或钢板）加固法、粘贴纤维复合材料加固法等； 间接加固主要以增设支点加固法和体外预应力加固法最常见。,二、国内外研究进展,华中科技大学土木工程与力学院,8,国内结构检测鉴定发展概况,二、国内外研究进展,华中科技大学土木工程与力学院,9,国内结构加固改造研究进展,目前我国成熟的直接加固方法有粘钢加固法、碳纤维片材加固法以及植筋法等； 间接加固方法以体外预应力加固法最常见。,二、国内外研究进展,华中科技大学土木工程与力学院,10,国内结构加固改造研究进展,“托梁拔柱” 作为既有建筑扩跨改造的一种技改方法，已被人们接受。国内托梁拔

4、柱技术最早应用于工业建筑的拔柱改造，后逐渐向民用建筑发展。 托梁拔柱涉及的结构形式包括排架结构、框架结构以及砌体结构等；托梁拔柱施工技术逐渐从有支撑发展到无支撑，迄今有几种不同的拔柱技术，各自适用范围及优缺点各异。,三、工业建筑改造的程序与工艺过程,华中科技大学土木工程与力学院,11,四、托梁拔柱改造案例,华中科技大学土木工程与力学院,12,实例1：组合托架改造（12+6=18米）有支撑托换,此柱拔除,拔柱改造前,钢筋混凝土托架,四、托梁拔柱改造案例,华中科技大学土木工程与力学院,13,施工工艺 (1)加固丙01线、丙04线立柱（丙03柱要拔除）； (2)制作不完整托架及03线屋架临时支杆（该

5、时变结构应进行设计控制）；,原结构,千斤顶,四、托梁拔柱改造案例,华中科技大学土木工程与力学院,14,施工工艺 (3)截丙03上柱,完善托架,形成带临时支杆的托架结构； (4)卸载拆除临时支杆,18 m托架承受荷载； (5)拆除吊车梁后截丙03下柱；,此处截断,四、托梁拔柱改造案例,华中科技大学土木工程与力学院,15,(6)安装18 m钢吊车梁。,拔柱改造后,新吊车梁,托架,华中科技大学土木工程与力学院,16,实例2：钢桁架改造（6+6+6=18米）无支撑托换,改造一（轻钢屋面）,四、托梁拔柱改造案例,华中科技大学土木工程与力学院,17,实例2：钢桁架改造（6+6+6=18米）无支撑托换,四、

6、托梁拔柱改造案例,改造二（钢筋混凝土屋面）,华中科技大学土木工程与力学院,18,实例2：钢桁架改造（6+6+6=18米）无支撑托换,四、托梁拔柱改造案例,改造三（钢筋混凝土屋面，边跨）,华中科技大学土木工程与力学院,19,实例3：钢桁架改造（18+18=36米）无支撑托换,四、托梁拔柱改造案例,改造前,此柱拔除,华中科技大学土木工程与力学院,20,实例4：钢桁架改造（5+5=10米）无支撑托换,拔柱前，托架施工中,四、托梁拔柱改造案例,此柱拔除,托架,华中科技大学土木工程与力学院,21,平面图,立面图,此柱拔除,拔柱改造前厂房平面、立面图,华中科技大学土木工程与力学院,22,施工工艺 (1)加

7、固M19线、M21线立柱（M20柱需拔除）； (2)制作完整托架（托架设计成对称于柱的两片，待拔柱上柱作为托架一竖杆）； (3)待拔柱上柱卸载反力架制作，千斤顶就位； (4)分阶段截除待拔柱； (5)卸载千斤顶，10m托架承受荷载； (6)拆除吊车梁后截M20下柱； (7)安装10 m钢吊车梁。,现场试验检测情况,本工程待抽柱共分八次全部截完，对托架杆件内力和托架变形进行了全程监控，监测结果与理论分析一致。,现场测试,华中科技大学土木工程与力学院,现场试验检测情况,华中科技大学土木工程与力学院,托架上、下弦杆中点试验、理论应力值对比示意图（单位：MPa）,现场试验检测情况,华中科技大学土木工程

8、与力学院,托架中间斜杆试验、理论应力值对比示意图（单位：MPa）,现场试验检测情况,华中科技大学土木工程与力学院,现场试验检测情况,截柱前屋架下弦杆跨中自振频率（竖向）,华中科技大学土木工程与力学院,截柱后屋架下弦杆跨中自振频率（竖向）,现场试验检测情况,华中科技大学土木工程与力学院,截柱后托架下弦杆跨中自振频率（竖向）,现场试验检测情况,华中科技大学土木工程与力学院,待截柱全部截除，结构稳定后托架的跨中挠度为5mm，为L/2000，满足相应规范要求。现场通过加速度传感器对截柱后托架和屋架进行数据采集，得到实测托架第一主频频率为7.44Hz，高于屋架第一主频3.9倍，满足抗震要求。,现场试验检

9、测情况,华中科技大学土木工程与力学院,五、工业建筑改造过程安全管理,华中科技大学土木工程与力学院,31,施工过程安全风险因素评价采用LC方法,风险量D=LC，定义： 当D5，评价为危险性小； D510，评价为中等危险； D1015，评价为较危险； D1520，评价为危险； D2025，评价为特别危险。,结果,专家访谈和问卷调查,(1)技术风险（设计或施工质量问题） (2)人员安全风险（临时设施、施工机具的误差，施工人员或管理人员的失误 ）,(1) 主要风险类型: 原结构抗力降低风险、设计计算模式不正确风险、高处坠落风险和起重伤害风险等。 (2) 原因: 1) 违规操作或违规指挥; 2) 缺乏培

10、训或有效培训; 3) 现场检查与监督不力; 4) 缺乏安全防护工作 等。,华中科技大学土木工程与力学院,工程设计,施工过程,施工全过程安全管理,人员安全管理,1.坚持先检测鉴定后设计原则 ; 2.贯彻以刚度控制为主的设计原则,1.以系统思想为指导，计划先行，杜绝施工活动的盲目性和非系统性； 2.施工方法上分结构施工和构件施工两种原则 （上、下弦杆和腹杆）,坚持“三不”原则 （安全培训、安全设施和监护）,托梁抽柱全过程安全风险管理（设计、施工原则）,华中科技大学土木工程与力学院,（1）设计上以刚度为主要控制进行托架设计,托架设计施工图,托梁抽柱全过程安全风险管理（设计、施工原则）,华中科技大学土木工程与力学院,（2）施工中（待抽柱截断过程 ）,上柱腹板截断示意图,由于结构的对称性，柱截断对称进行，待抽柱截断顺序依次为先截断腹板，再截断翼缘板。,托梁抽柱全过程安全风险管理（设计、施工原则）,华中科技大学土木工程与力学院,（3）人员控制,坚持“三不”原则，以消除违章为目标 （a）未经安全培训（如