基于變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的事項(xiàng)之我見

精品文檔-下載后可編輯基于變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的事項(xiàng)之我見【摘要】對于變電站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)滿足強(qiáng)度、穩(wěn)定、變形、抗裂及抗震等要求，并在總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，積極慎重地推廣國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，因地制宜地采用成熟的新結(jié)構(gòu)和新材料。本文主要對變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的事項(xiàng)進(jìn)行了探討分析。

【關(guān)鍵詞】變電站；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)體系；內(nèi)力分析

1.引言

變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不但要遵循國家規(guī)定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，同時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)做到安全適用，盡可能采取先進(jìn)的技術(shù)，在確保結(jié)構(gòu)質(zhì)量的前提下應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理。

2.變電站結(jié)構(gòu)體系考慮

對于變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)建筑的重要性、安全等級以及抗震設(shè)防烈度等而采用合理的結(jié)構(gòu)體系。通過工程實(shí)踐表明，對于變電站結(jié)構(gòu)的梁及柱宜采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，對預(yù)留孔較多的部位或防水要求較高的屋面、樓面宜采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板。同時(shí)，變電站建筑物在經(jīng)濟(jì)合理和非強(qiáng)侵蝕介質(zhì)環(huán)境的情況下，可采用輕型鋼結(jié)構(gòu)，如熱軋輕型型鋼、輕型焊接和高頻焊接型鋼、冷彎薄壁型鋼以及薄鋼板、薄壁鋼管等作為主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，并在構(gòu)件設(shè)計(jì)上并應(yīng)優(yōu)先采用定型的和標(biāo)準(zhǔn)化的構(gòu)件以及標(biāo)準(zhǔn)化的節(jié)點(diǎn)型式，以及優(yōu)先采用與輕型鋼結(jié)構(gòu)相適應(yīng)或配套的建筑材料。對于變電站結(jié)構(gòu)的屋面大梁宜采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)，受施工限制且跨度超過15m時(shí)也可采用鋼屋架，對于跨度超過18m時(shí)也可采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。

3.變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載取值技巧

變電站建、構(gòu)筑物應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果（危及人的生命、造成經(jīng)濟(jì)損失、產(chǎn)生社會影響等）的嚴(yán)重性，采用不同的安全等級。500kV變電站的主要結(jié)構(gòu)（如主控制樓、500kV配電裝置結(jié)構(gòu)）宜采用一級，其余結(jié)構(gòu)宜采用二級。對于變電站中的屋外變電構(gòu)架的關(guān)于導(dǎo)線荷載及設(shè)備自重的取值問題。導(dǎo)線荷載應(yīng)由工藝專業(yè)提供，應(yīng)考慮最低溫、最大風(fēng)、最大覆冰和安裝檢修工況條件下導(dǎo)線懸掛點(diǎn)所產(chǎn)生的水平張力、垂直荷重和側(cè)向風(fēng)壓的標(biāo)準(zhǔn)值，導(dǎo)線的偏角，弛度和荷載因子D值。

4.變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技巧

對于變電站的構(gòu)件技及其材料的選擇應(yīng)滿足使用年限要求，并應(yīng)考慮材料供應(yīng)，構(gòu)件加工制作以及施工安裝的具體條件，力求結(jié)構(gòu)合理、構(gòu)造簡單，合理統(tǒng)一構(gòu)件的尺寸和規(guī)格，便于工廠化制作和機(jī)械化施工。同時(shí)對于變電站中的最低設(shè)計(jì)使用年限25年的屋外配電裝置構(gòu)架、支架，可根據(jù)地區(qū)的工程經(jīng)驗(yàn)采用鋼筋混凝土環(huán)形桿結(jié)構(gòu)。對于最低設(shè)計(jì)使用年限為50年的屋外配電裝置構(gòu)架、支架宜采用鍍鋅鋼結(jié)構(gòu)或鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，橫梁宜采用鋼結(jié)構(gòu)。

（1）緊湊型的屋外構(gòu)架結(jié)構(gòu)可采用局部聯(lián)合布置方案或全聯(lián)合布置方案，構(gòu)架結(jié)構(gòu)布置滿足聯(lián)合受力的同時(shí)，應(yīng)盡量減少或消除溫度應(yīng)力的影響。變電構(gòu)架柱一般宜優(yōu)先采用人字柱結(jié)構(gòu)或空間桁架結(jié)構(gòu)；但根據(jù)工程具體情況，在滿足運(yùn)行、安裝和檢修條件下，也可采用單桿或單桿打拉線（條）結(jié)構(gòu)。而對于組成構(gòu)架柱的結(jié)構(gòu)桿件應(yīng)盡量減少彎矩效應(yīng)，當(dāng)桿件承受較大彎矩時(shí)宜采用空間桁架結(jié)構(gòu)。

（2）針對變電站建筑中的屋外配電裝置構(gòu)架，設(shè)備支架等露天結(jié)構(gòu)，必須根據(jù)大氣腐蝕介質(zhì)，采取有效的防腐措施。對通常環(huán)境條件的鋼結(jié)構(gòu)宜采用熱鍍鋅或噴鋅防腐。通過結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為對于人字柱的根開與柱高之比，不宜小于1/7。打拉線構(gòu)架平面內(nèi)柱腳根開與柱高（地面至拉線點(diǎn)的高度）之比，不宜小于1/5。構(gòu)架梁的高跨比（高度與跨度之比）：格構(gòu)式鋼梁不宜小于1/25；鋼筋混凝土梁不宜小于1/20；單鋼管梁直徑與跨度之比不宜小于1/40，單鋼管聯(lián)系梁直徑與跨度之比不宜小于1/50，采用單鋼管梁時(shí)應(yīng)注意采取預(yù)防微風(fēng)振動(dòng)的措施。

同時(shí)對于構(gòu)架設(shè)計(jì)應(yīng)設(shè)有便利維護(hù)檢修人員上下的設(shè)施。對半高型和高型布置的構(gòu)架應(yīng)合理設(shè)置必要的維護(hù)檢修和運(yùn)行操作的通道。高型及半高型屋外配電裝置構(gòu)架供人員上下的扶梯寬度不應(yīng)小于0.60m，雙側(cè)扶手的扶梯及水平通道寬度不應(yīng)小于0.80m；扶手欄桿高度不宜小于1.10m。隔離開關(guān)操作平臺的寬度應(yīng)比設(shè)備尺寸大1.0m（每邊加0.5m），同時(shí)應(yīng)設(shè)置防止墜物的護(hù)沿，護(hù)沿高度不宜小于0.05m。供維護(hù)檢修人員上下的直爬梯的設(shè)置應(yīng)滿足帶電檢修的上人條件，梯寬不宜小于0.30m。半高型及高型配電裝置的平臺，走道、扶梯及牛腿宜采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，當(dāng)采用鋼平臺、鋼梁及鋼牛腿時(shí)，應(yīng)考慮其防腐及維護(hù)的方便。

（3）另外，對于變電站中當(dāng)建筑物長度大于55m時(shí)，宜設(shè)置后澆帶。后澆帶可每隔40m～55m設(shè)置一道，應(yīng)設(shè)在對結(jié)構(gòu)受力影響較小的部位，寬度為800mm～1000mm，鋼筋宜貫通不切斷，宜在后澆帶兩邊配置適量的加強(qiáng)鋼筋。在后澆帶區(qū)段中間，可設(shè)置一道膨脹混凝土加強(qiáng)帶。同時(shí)變電站結(jié)構(gòu)所采用的后澆帶應(yīng)通過建筑物的整個(gè)橫斷面，分開全部墻、梁和樓板。后澆帶的混凝土應(yīng)在主體結(jié)構(gòu)澆筑28d～60d后進(jìn)行，澆筑時(shí)宜用微膨脹混凝土。

（4）對于變電站結(jié)構(gòu)中的鋼筋混凝土屋蓋的溫度變形及砌體干縮變形引起的頂層墻體的水平裂縫及各層墻體的八字裂縫，可根據(jù)具體情況采取下列措施：屋蓋上設(shè)隔熱板或其他保溫隔熱措施；減少屋蓋溫度變形對墻體產(chǎn)生推力的各種措施；減少墻體干縮變形的各種措施。

（5）對設(shè)有鋼筋混凝土圈梁的帶壁柱或鋼筋混凝土構(gòu)造柱的墻體，在柱的間距小于或等于30倍圈梁寬度且圈梁高度不小于120mm時(shí)，圈梁可視作不動(dòng)鉸支座來校驗(yàn)柱間墻體的高厚比。同時(shí)對于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的承重墻，當(dāng)梁跨度大于4.8m（對磚砌體）或4.2m（對砌塊和料石砌體）時(shí)，梁的支承面下應(yīng)設(shè)置混凝土或鋼筋混凝土墊塊，遇圈梁時(shí)墊塊與圈梁宜澆成整體；當(dāng)梁長大于或等于6m（對磚砌體）或4.8m（對砌塊和料石砌體）且墻體厚度等于240mm時(shí)，其支承處宜加設(shè)壁柱或采用其他加強(qiáng)措施；當(dāng)梁為預(yù)制結(jié)構(gòu)且跨度大于或等于9m（對磚砌體）或7.2m（對砌塊和料石砌體）時(shí)，其支承處應(yīng)加構(gòu)造柱，其端部應(yīng)采取錨固措施，并應(yīng)與柱或墊塊錨固連接。

5.變電站結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖及其內(nèi)力分析

對于變電站結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖的假定應(yīng)符合結(jié)構(gòu)的實(shí)際構(gòu)造和受力情況。對空間桿系、多層構(gòu)架的內(nèi)力分析宜采用三維結(jié)構(gòu)計(jì)算模型進(jìn)行內(nèi)力分析，也可簡化為平面桿系。采用全聯(lián)合構(gòu)架結(jié)構(gòu)計(jì)算模型進(jìn)行內(nèi)力分析時(shí)，應(yīng)考慮構(gòu)架聯(lián)系梁軸向剛度的影響。對于由鋼筋混凝土環(huán)形桿或鋼管混凝土構(gòu)件組成的人字柱，在主要承受水平力作用時(shí)，可按拉壓桿不等剛度的剛架進(jìn)行內(nèi)力分析（剛度比可取1：2），也可按等剛度進(jìn)行分析。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析以及變形驗(yàn)算時(shí)，其抗彎剛度可近似地按下列規(guī)定選用：對格構(gòu)式鋼結(jié)構(gòu)，可按實(shí)腹式構(gòu)件的剛度乘以下列的修正系數(shù)，對焊