既有建筑改造工程结构加固关键对策研究

1 钢结构厂房改造工程结构加固的意义

钢结构厂房作为工业建筑的重要组成部分，其安全性与稳定性直接关系到企业生产活动的可持续性。在既有建筑改造中，结构加固不仅能够有效延长厂房的使用寿命，还能满足现代工业对建筑功能升级的需求。特别是在分布式光伏系统安装过程中，厂房屋盖、支撑系统及连接节点等关键部位需承受额外荷载，这对厂房的整体结构性能提出了更高要求。因此，科学合理的加固措施显得尤为重要。通过针对性的技术手段，不仅可以提升厂房的承载能力，还能优化其抗震、抗风等综合性能，为企业的安全生产提供有力保障。

2 钢结构厂房改造工程结构加固的关键技术对策

2.1 基础加固技术

在钢结构厂房改造用于安装分布式光伏的工程中，基础加固是重要环节。原有加大基础底面积法、锚杆静压桩法依然是基础加固的常用手段。而在评估是否需要进行基础加固时，我们需要重点核算新增光伏荷载对基础及地脚螺栓的影响，特别是风荷载产生的倾覆力矩。如果光伏系统规模较大，风荷载显著增加，或者基础本身存在隐患，那么基础加固就是保障整体结构安全的必要前提。只有确保基础稳固，才能为后续的光伏设备安装和运行提供坚实支撑。

2.2 钢构件加固技术

对于主体钢柱、钢梁，需要复核其在新增光伏永久荷载以及相应组合荷载（如风、雪与光伏荷载组合）作用下的强度、稳定性以及变形情况。如果承载力不足，加大截面法是主要的加固手段，要特别留意新增荷载传递路径的合理性以及对节点的影响。在对钢构件进行加固时，原有的锈蚀处理、变形矫正等工作也是不可或缺的。通过合理的锈蚀处理，保证钢构件的耐久性；而变形矫正则能使钢构件恢复到正常的力学性能状态，更好地承受新增荷载。

2.3 连接节点加固技术

连接节点是钢结构厂房传力关键，其性能影响结构整体稳定性。改造工程中，连接节点可能出现螺栓松动、焊缝开裂等问题。对于螺栓连接节点，可增加螺栓数量或更换高强度螺栓加固。增加螺栓时要合理布置位置，确保受力均匀；更换时要按设计要求施工，保证预紧力符合规定。对于焊缝连接节点，焊缝开裂可补焊修复，补焊前清理缺陷，采用合适工艺，补焊后探伤检测确保无缺陷。此外，还可粘贴钢板或碳纤维布加固，增强抗剪和抗弯能力。原有的螺栓节点、焊缝节点加固及粘贴加固方式各有作用。特别要注意，光伏荷载尤其是风荷载的反复作用力，对连接节点（如屋盖檩条与主梁/ 桁架的连接、支撑连接、柱脚节点）的疲劳性能和可靠性要求更高。加固时，需优先检查和加强节点区域，确保荷载有效传递，防止节点失效引发连锁反应。

2.4 屋盖系统加固技术

2.4.1 檩条加固

既有轻型薄壁C/Z 型檩条承载光伏荷载时，强度、刚度（抗弯、抗扭）及稳定性（上翼缘受压）易成瓶颈，常见问题有挠度过大、扭转失稳或局部屈曲。以下是加固对策：（1）双拼（背靠背）檩条。在原檩条旁新增相同规格檩条，用螺栓、焊接缀板等连接件牢固连接，共同承受荷载，可增大截面惯性矩和抗扭能力，应用广泛。（2）增设下撑杆或拉条。在檩条下翼缘设刚性撑杆（如钢管、角钢）或柔性拉条（圆钢），减小计算跨度，降低弯矩和挠度，要注意与主体结构可靠连接。（3）替换或增设檩条。移除承载力严重不足的旧檩条，换为承载力更强的檩条（如更高规格的 C/Z 型、H 型钢或方管），也可在原檩条间增设新檩条，减小间距。（4）檩条翼缘贴焊钢板/ 角钢。在檩条上翼缘（受压区）或下翼缘（受拉区）贴焊，增大截面模量，要留意焊接热影响并做好防腐处理。关键点是，需精确复核檩条在“恒载（原屋面板 + 光伏系统） + 活载（雪/ 检修）+ 风载（尤其风吸力）”组合作用下的强度、稳定性（整体、局部、扭转稳定）和挠度（通常控制在跨度的 1/200-1/250 以内），风吸力工况常为控制工况。

2.4.2 屋面板加固与评估

既有压型钢板屋面板面对新增光伏支架集中荷载和风吸力时，承载力及连接强度（支座、咬合边）可能不足。具体对策如下：（1）局部加强：在光伏支架支座下方增设附加檩条或垫板分散荷载，更换锈蚀、变形严重的板。（2）整体更换：若既有屋面板承载力严重不足或状况差，可更换为更厚钢板、更高强度钢等承载力更高的屋面板。（3）连接加强：紧固松动的自攻螺钉，直立锁边板可在锁边处加装抗风夹增强抗风揭能力，这对抵抗风吸力下的光伏系统很重要。

2.4.3 支撑系统加固

新增光伏荷载（尤其是风荷载）可能导致原有屋面水平支撑、垂直支撑以及柱间支撑的承载力或刚度不足。解决对策如下：（1）增设支撑。在原有的支撑体系基础上，增设新的水平支撑、垂直支撑或者隅撑，形成更稳定的空间体系，有效传递水平荷载（风荷载）。（2）替换支撑。把截面较小的圆钢支撑更换为角钢、槽钢或钢管等截面更大、刚度更强的支撑。（3）节点加强。确保新增或者原有支撑与主体结构（梁、柱）的连接节点可靠，采用焊接或者高强螺栓连接。

2.4.4 光伏支架系统与屋盖的连接加固

支架系统（导轨、夹具、支座）与屋盖结构（檩条或屋面板）的连接可靠性是安全的核心。需要考虑抗拉拔（风吸力）、抗滑移以及疲劳等因素。具体对策如下：（1）连接方式选择。优先采用与檩条直接连接（檩条顶装或侧装），避免仅仅依靠屋面板承载。要确保连接件（螺栓、焊缝）满足强度要求。（2）连接点加强。在连接点处的檩条腹板或翼缘增设加劲板，防止局部屈曲或变形。（3）专用夹具与穿透固定。选择经过认证、可靠的专用夹具；穿透式固定要确保防水处理可靠，同时复核螺钉抗拉拔力和檩条腹板抗撕裂能力。（4）分布式布置与多点连接。优化支架设计，让荷载尽可能分散传递；增加连接点数量，减少单个连接点受力。

3 结语

综上所述，钢结构厂房改造工程的结构加固意义重大，可延长厂房寿命、提高安全性、适应工艺变更、支撑绿色能源应用（如分布式光伏）并节约资源成本。基础、钢构件、连接节点和（特别是）屋盖系统等加固技术，为厂房加固改造提供有效支撑。在针对分布式光伏荷载的加固工程中，必须高度重视屋盖系统（尤其是檩条、屋面板及连接）的承载能力评估与加固，精确计算新增荷载（特别是风吸力）的影响。在实际工程中，需根据厂房服役年限、结构损伤程度、拟安装光伏系统的具体荷载参数（重量、尺寸、风荷载系数） 等具体情况，综合运用加固技术制定科学方案。同时，施工要严格遵循规范标准，加强质量与安全管理，确保加固效果。随着科技进步和实践积累，结构加固技术将不断创新完善。未来，应探索更高效、轻量化、对生产影响小、便于光伏安装的加固技术，满足大规模厂房光伏改造加固需求，为我国工业化建设和绿色低碳转型发展提供坚实保障。。

参考文献

[1] 杨广东 . 混凝土结构加固技术在既有建筑改造工程中的研究与应用 [J]. 居舍，2025，（08）：70-73.

[2]《工程结构通用规范》（GB 55001-2021）

[3]《钢结构加固设计标准》（GB 51367-2019）