韋娜

摘要：在設(shè)計電力結(jié)構(gòu)設(shè)計時，因為電力建筑建設(shè)投資大而且自身具有一定的特殊性，所以對其結(jié)構(gòu)的功能性與安全性要求也比較高。最優(yōu)的結(jié)構(gòu)方案可以使電力建筑結(jié)構(gòu)的性能、性價比以及效益等都得到提高。本文主要以變電站中電力結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化為切入點，對電力建筑設(shè)計優(yōu)化進行了簡要的探討及研究。

關(guān)鍵詞：變電站；建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計；優(yōu)化

1 電力建筑結(jié)構(gòu)體系

電力建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理對結(jié)構(gòu)的抗震性、經(jīng)濟性與施工都有直接影響，應(yīng)根據(jù)環(huán)境本身的實際情況，施工條件以及資金情況等因素，合理的確定應(yīng)使用的結(jié)構(gòu)形式。一般使用混合結(jié)構(gòu)、框架和框架—混合組合結(jié)構(gòu)三種。

1.1 混合結(jié)構(gòu)

混合結(jié)構(gòu)指的是屋頂、樓頂?shù)人匠兄亟Y(jié)構(gòu)使用混凝土鋼筋等材料，而墻體等豎向承重結(jié)構(gòu)則使用砌體材料。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是具有良好的豎向荷載能力，并且取材容易，易于施工。缺點是抗拉、抗彎以及抗震能力差，而且平面布置不靈活。

1.2 框架

框架結(jié)構(gòu)體系是指用梁柱剛接組成的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)可根據(jù)需要靈活布置，柱高尺寸根據(jù)需要可以隨意取用，平面布置也比較靈活，可以很好地滿足使用要求與生產(chǎn)工藝。并且其結(jié)構(gòu)強度與抗震能力都是混合結(jié)構(gòu)無法比擬的，其豎向荷載能力也很強。

1.3 框架—混合聯(lián)合結(jié)構(gòu)

因為混合結(jié)構(gòu)與框架結(jié)構(gòu)各有優(yōu)缺點，所以出現(xiàn)了另一種框架—混合聯(lián)合結(jié)構(gòu)。其根據(jù)環(huán)境資金等限制結(jié)合兩種結(jié)構(gòu)的有點，從而得到最理想的建筑結(jié)構(gòu)。

2 變電站電力建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計

2.1 選址

因為變電站在國民經(jīng)濟和生活中都處于很重到的地位，所以其選址應(yīng)尤其重視。首先應(yīng)明確電站的負荷中心，初步在電站負荷中心確定幾個選址方案。因為線路的造價昂貴，甚至高于變電站本身造價，而且線路中還有網(wǎng)損所以變電站應(yīng)靠近電站負荷中心。在選定的幾個方案中，排除處于滑坡、塌陷區(qū)、溶洞地帶以及容易發(fā)生滾石的地方，并考慮周圍是否有無墓地以及礦藏的影響。在剩余的方案中選取征用耕地較少且交通便利的的最優(yōu)位置。

2.2 初步設(shè)計

在得到土地選址審批后，就開始了初步設(shè)計階段。該階段應(yīng)根據(jù)征用的土地對總平面設(shè)計，排水處理以及地基處理的具體設(shè)計提出2～3個方案進行對比，從中選取最好的方案。

總平面布置時要對以確定的建筑物進行合理布局，盡量合并公共設(shè)施，合理設(shè)計道路減少其占地面積。在可行的情況下盡量緊湊建筑，如電容器室與配電室呈一字型建造時可以取消消防間距?？刂剖?、配電室意見電容器室建在同一建筑中可以減少占地，而且不需要考慮消防間距。為減少不必要的施工量，在豎向布置時應(yīng)盡量利用原有地形，根據(jù)地形選擇階梯型或者平坡式布置。階梯型兩平面盡量保持在3.5米之內(nèi)，此距離有以滿足道路連接。平坡式則應(yīng)盡量依據(jù)原有地形，但坡度不小于5%。擋土墻的高度低于6米屬于經(jīng)濟型，高于8米之后應(yīng)盡量采用鋼筋混凝土扶壁式結(jié)構(gòu)擋土墻。并且在挖填方量變動不大時，擋土墻高度越小越好。高度大于7米時，比較適合使用邊坡，此時擋土墻斷面較大不經(jīng)濟。而開挖高度小于6米時邊坡則不經(jīng)濟，此時若按1：1放邊坡會增加18m?/m，多增加6㎡/m的征地面積，還需要做護坡，所以此時做擋土墻較為實用。

2.3 場地綠化及硬化

為體現(xiàn)“以人為本”的設(shè)計理念，場地綠化和硬化是必不可少的。早期的設(shè)計中，受到經(jīng)濟等方面影響硬化材料多為混凝土硬化或者粘土磚鋪砌。粘土磚鋪砌非常受環(huán)境影響，水位較高的，并且土壤堿化嚴重的地區(qū)，短期內(nèi)就會使粘土磚變酥，嚴重破壞了場地硬化，不利于開展工作。而現(xiàn)在水泥磚的興起給場地硬化帶來了極大的便利，不僅像粘土磚一樣使用方便而且不受環(huán)境影響。而綠化時，變電站前區(qū)多用水泥磚鋪路硬化，路邊采用經(jīng)濟的綠籬，既美觀又能起到凈化空氣的作用。變電站內(nèi)則多采用200mm的碎石地坪，地坪下則使用3：7的灰土夯實，并保證其壓實系數(shù)不小于0.95.

2.4 施工圖設(shè)計

初步設(shè)計通過審核后，對于土建的建筑面積、平面布置、結(jié)構(gòu)選型、地基處理等都有了明確的方案意見。施工圖階段就是結(jié)合初步設(shè)計的審查結(jié)果和現(xiàn)行的過節(jié)標(biāo)準，從局部到整體進行設(shè)計。并且設(shè)計前應(yīng)明確所有廠家的資料、原料尺寸以及電氣提資等。

3 優(yōu)化設(shè)計的對策研究

3.1 站址方案的比較選擇

通過對多個方案進行全方面的比較，由專業(yè)人員進行初步的評定選出最優(yōu)方案，并確立明確的、合理的、科學(xué)的評定標(biāo)準。結(jié)合實際再確立備選方案，以備需要。最優(yōu)方案選定后還應(yīng)進一步的進行完善，然后確定最終方案。

3.2 主要結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計與優(yōu)化

建構(gòu)方案設(shè)計一般包含立面與平面的方案設(shè)計、結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)方案設(shè)計、暖通風(fēng)及水工方案設(shè)計?？紤]到變電站的重要程度以及所處位置的抗震強度，其主要建筑物使用鋼筋混凝土來建設(shè)，而支架以及構(gòu)架則使用鋼結(jié)構(gòu)。其平面設(shè)計應(yīng)滿足兩個要求，美觀性以及各功能房間的空間性。其建筑基礎(chǔ)形式則需要根據(jù)實際情況來選取。根據(jù)土質(zhì)情況選取天然地基處理、強夯處理或者灌注水泥土攪拌樁等方法，確保地基的承受能力。暖通風(fēng)設(shè)計則需要滿足消防與設(shè)備的運行能力即可。

3.3 主建筑結(jié)構(gòu)的施工與抗震

我們應(yīng)從唐山地震以及汶川地震中西區(qū)教訓(xùn)，提高對變電站抗震設(shè)計的重視。對于已有建筑物應(yīng)進行抗震加固，而將要新建的建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)需要與以往存在的問題采取一些有效措施。

建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力與地基時密不可分的，地基及場地條件對建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力有著直接的影響。在場地選取時應(yīng)盡量遠離地震帶以及松軟土質(zhì)的地方。地基的處理時防震的根本方法，如在濕陷性地區(qū)采用墊層、打樁或者換土等方法，不可將未處理的濕陷性原土作為持力層。地基基礎(chǔ)與上部建筑結(jié)構(gòu)是協(xié)同工作的，在重視上部結(jié)構(gòu)的同時，也應(yīng)加強地基基礎(chǔ)的處理。

結(jié)構(gòu)選型時由建筑物的用途來決定的，設(shè)計結(jié)構(gòu)時應(yīng)明確傳力途徑以及計算簡圖。增強建筑結(jié)構(gòu)中構(gòu)造的連接也能有效的增強抗震能力，同時，為避免因局部構(gòu)件損壞而影響整個結(jié)構(gòu)，應(yīng)在結(jié)構(gòu)體系中設(shè)計多道防線，并保證其具有良好的變形能力。

橫墻作為承擔(dān)水平震力的結(jié)構(gòu)，在設(shè)計時應(yīng)嚴格按照要求使用，并使其具有足夠的承載能力。屋蓋、樓蓋的作用是將水平震力傳遞給橫墻，當(dāng)橫墻之間的距離過大時，應(yīng)按空曠房屋計算，。水平圈梁也可以有效地增加房屋的整體性以及內(nèi)外墻的連接性。

擁有了正確的選址以及合理的抗震設(shè)計后，還有一個環(huán)節(jié)尤為重要。施工質(zhì)量的好壞不僅影響建筑的質(zhì)量，對抗震設(shè)計能否達到預(yù)期效果也有一定的影響。所以在施工時，應(yīng)加強施工監(jiān)督，確保嚴格按照設(shè)計圖紙進行施工，并防止其偷工減料，保障建筑結(jié)構(gòu)能百分百的建造。

3.4 排水及消防系統(tǒng)的設(shè)計與優(yōu)化

因為變電站中生活用水以及消防用水需求量都不是很大，所以可以考慮市政供水。給水系統(tǒng)主要是生活和消防兩方面，盡量將其分開設(shè)計。排水系統(tǒng)采用分流排放的方法即可。有一點值得注意，當(dāng)建筑物與建筑物之間、設(shè)備與建筑物之間以及設(shè)備與設(shè)備之間的距離不能達到消防規(guī)定的標(biāo)準時，應(yīng)使用防火墻以及防火窗等方法代替處理。

4 結(jié)語

根據(jù)變電站建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的研究，大多可以參考應(yīng)用于其它電力建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計中。其排水、消防、抗震以及設(shè)計步驟都是相同的。雖然每個建筑的實際情況是千變?nèi)f化的，但是只要抓住設(shè)計的重點，都可以達到預(yù)期的效果。在設(shè)計時要參考成功案例中的優(yōu)點，吸取失敗案例中的教訓(xùn)，不斷進步，不斷創(chuàng)新才能得到最合適的方案。保證電力建筑的實用性以及安全性。

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