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某电厂职工餐厅屋面网架改造加固设计分析 　　【摘 要】山西某电厂职工餐厅屋面网架，由于扩建和建筑立面发生变化，外悬挑尺寸减小，引起原设计部分杆件承载力不满足要求，需进行加固改造，改造期间需保证原餐厅处于使用状态。本文结合网架加固改造的常见问题，分析本工程实施加固改造需采取的措施，给出网架杆件承载力不满足规范要求时的加固方法和后续的施工注意问题，为同类建筑屋面网架改造加固提供了可借鉴的经验。 　　【关键词】网架改造 加固 贴焊角钢 施工顺序 　　1 引言 　　空间网架结构，因其造型美观、受力合理、抗震性能好、覆盖空间大、施工速度快等诸多优点，使得其在工业厂房、大跨度仓库、民用大空间场馆等屋面结构中得到了广泛应用。同时，对于已建成的屋面网架结构，因建筑物的使用功能改变、装修立面改观、使用空间扩容及荷重增加等原因，引起屋面外形及结构尺寸发生变化，使得空间网架杆件、节点、支座的内力等发生变化，以致使杆件、节点等不能满足设计承载力要求，进而必需对其进行加固改造。 　　通常建筑屋面网架结构改造加固，应满足现行国家规程、规范的要求，同时需做好以下几方面的工作： 　　（1）查阅原设计图纸和竣工资料，理解原设计意图，考虑新建筑设计布置带来的变化，注意新、旧建筑衔接部分的结构和建筑关系及构造做法 ； 　　（2）现场调查网架的使用情况，结合新改网架设计情况，分析荷载作用情形，按现行规范复核原网架与更改后网架，对比分析各杆件内力及地基基础的强度和变形，根据布置及荷载变化，计算分析原有建筑结构在安全可靠的前提下是否需加固； 　　（3）选择加固改造设计方案，应全面细致考虑施工实施过程，尽量减小改造施工对原结构正常使用的影响，施工快捷、经济合理、确保质量。 　　2 工程概况及改造要求 　　该电厂职工餐厅及附属建筑建设于2003年，屋面为钢网架结构，现根据业主要求拆除原有餐厅右侧部分单层建筑后，再贴建一相同跨度的餐厅，以扩大职工就餐面积（见图1），屋面仍采用网架结构。为实现新、旧餐厅的衔接和建筑立面风格的一致，建筑专业将原餐厅屋面由外挑弧状立面（见图2）设计改为直线立面（见图3），并减小屋面悬挑的外包尺寸，使建筑立面风格改变。同时业主要求改造施工对原有餐厅部分的影响尽可能减小，尽量缩短工期，以便及早使用，因此，结构专业在考虑对屋面网架进行改造设计和与新增餐厅屋面的衔接设计的同时，还需考虑改造方案实施的全过程。 　　图1 改造前后餐厅平面图 　　图2 原有餐厅外观图 　　图3 改造后餐厅效果图 　　原屋面网架结构为钢管杆件、焊接球节点正放四角锥平板网架，四坡屋面，下弦四边支承，系按1991年版规范设计。支座内平面尺寸30mX18m，周边外悬挑2.5m。网架杆件共1728根，焊接球节点共463个，其中上弦杆462根，下弦杆402根，腹杆864根。杆件规格为两种： 60X3.5和 76X4；焊接球节点（含支座）均为WS200X6，钢材材质Q235B，支座形式为平板支座，其底板与周圈混凝土梁顶预埋件焊接。 　　3 改造方案及验算分析 　　3.1 改造方案简述 　　原餐厅女儿墙弧形立面变为平面立面，屋面网架改造需切除周边部分球和杆件，如图4剖面中虚线球节点及杆件部分，将原网架周围悬挑2.5m改为悬挑1m宽，拆除部分按对称形式进行，先横向后纵向。改造后网架支座内平面尺寸及网架形状、支座形式、屋面板材、防水保温及屋面找坡等荷载条件均不改变。原网架为四边支承，四周支承墙及其暗柱必需保留。为使新旧餐厅墙体立面统一、建筑风格简洁美观、屋面衔接自然、保温隔热、防水密封、结构可靠，新增餐厅屋面网架结构由新增基础、钢筋混凝土框架结构、周圈连续梁，仍采用四边支承形式，新旧衔接侧为悬挑网架，在此不再赘述。 　　3.2 验算原则及荷载取值 　　在前述条件的情形下，原网架外悬挑结构尺寸减小，悬挑端女儿墙位置内移，此处荷载相应减小，网架支座及跨中杆件内力必然发生变化，既有支座、杆件是否满足安全使用要求，具体采用何加固方案，需通过验算对比分析才能确定。 　　网架结构的外荷载按静力等效原则，将节点所辖区域内的荷载等效集中作用在该节点上。结构分析时可忽略节点刚度的影响，假定节点为铰接，杆件只承受轴力。采用国内通用的空间网架结构设计软件MST（2011版）进行分析复核。 　　扩建改造切去原网架周边1.5m，需割掉上弦杆116根，下弦杆108根，腹杆224根，球节点116个（见图4），支座位置数量不变，荷载条件如下： 　　屋面恒载、活载按规范取值，荷载作用在网架上弦节点，程序计算不包含网架结构自重。原屋面板、保温、防水、新设女儿墙以及检修荷载按实际输入；其中施工和使用阶段的节点荷载，均不得超过设计验算数值。 　　风荷载、雪荷载按当地50年一遇取值。在