涂國斌，楊智，朱邦盛，馬可

（1.宜昌電力勘測設(shè)計(jì)院有限公司 湖北 宜昌 443003）

（2.國網(wǎng)湖北省電力有限公司宜昌供電公司 湖北 宜昌 443003）

（3.宜昌三峽送變電工程有限責(zé)任公司 湖北 宜昌 443003）

0 引言

預(yù)制混凝土疊合裝配式結(jié)構(gòu)體系是20 世紀(jì)70 世紀(jì)年代在德國開始應(yīng)用，中國于20 世紀(jì)90年代開始推廣運(yùn)用這種新型結(jié)構(gòu)體系，隨著國網(wǎng)裝配式變電站建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)，湖北地區(qū)變電站建設(shè)開始試點(diǎn)嘗試在變電站建筑中采用這種新型結(jié)構(gòu)體系，通過采用預(yù)制混凝土疊合裝配式結(jié)構(gòu)體積技術(shù)，提高變電站建設(shè)的裝配水平、施工水平及管理水平。。

1 預(yù)制疊合混凝土裝配式結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)

（1） 結(jié)構(gòu)體系簡單，受力模式清晰，現(xiàn)場模濕作業(yè)較少，無需搭設(shè)整體腳手架，梁、板、柱模板用量少。大范圍取代現(xiàn)澆模板，生產(chǎn)效率高，施工進(jìn)度快。

（2） 建設(shè)周期短，交叉工序少，可有效提高建設(shè)工期。濕作業(yè)少，可有效減少工地現(xiàn)場的噪聲及粉塵影響，確保變電站建設(shè)環(huán)境友好。

（3） 內(nèi)外墻光滑美觀，內(nèi)墻免抹灰，節(jié)省人工和材料。

（4） 構(gòu)件自重輕，便于運(yùn)輸和吊裝。

（5） 連接技術(shù)施工便捷，質(zhì)量易保證。

2 預(yù)制疊合混凝土裝配式廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 預(yù)制裝配式框架結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)過程

變電站預(yù)制裝配式廠房結(jié)構(gòu)主要采用全框架結(jié)構(gòu)，其柱、屋面疊合板、疊合梁、填充墻均為工廠預(yù)制，構(gòu)架現(xiàn)場定位吊裝后再現(xiàn)澆疊合完成全框架結(jié)構(gòu)。

（1） 預(yù)制裝配式主廠房框架結(jié)構(gòu)在整體性能上與現(xiàn)澆鋼筋混凝土廠房結(jié)構(gòu)體系相似，主廠房的結(jié)構(gòu)計(jì)算、豎向及水平荷載的內(nèi)力分析、疊合構(gòu)件的內(nèi)力計(jì)算等可采用PKPM 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行計(jì)算，疊合構(gòu)件采用等強(qiáng)設(shè)計(jì)。

（2） 預(yù)制裝配式主廠房框架結(jié)構(gòu)地震工況下的受力分析要進(jìn)行中震屈服計(jì)算和大震彈塑性校核，對薄弱層進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計(jì)。

（3） 預(yù)制裝配式主廠房框架結(jié)構(gòu)在必要時(shí)還應(yīng)進(jìn)行施工階段驗(yàn)算。施工階段計(jì)算主要包括承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算、框架梁柱節(jié)點(diǎn)抗剪承載力驗(yàn)算、疊合結(jié)合面抗剪驗(yàn)算等。

（4） 變電站主廠房一般為單層廠房，確定柱計(jì)算長度后按偏心受壓構(gòu)件配筋；疊合屋面梁、板按疊合構(gòu)件計(jì)算配筋，必要時(shí)對梁端進(jìn)行調(diào)幅設(shè)計(jì)；屋面梁與框架柱的節(jié)點(diǎn)鋼筋連接與錨固是保證結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵，應(yīng)注意節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)化設(shè)計(jì)。

2.2 預(yù)制裝配式主廠房框架結(jié)構(gòu)局部構(gòu)件設(shè)計(jì)

預(yù)制裝配式主廠房框架結(jié)構(gòu)中的主要構(gòu)件為預(yù)制框架柱、疊合剪力墻、預(yù)制屋面梁板等。疊合剪力墻的形式較多，根據(jù)受力的區(qū)別分為：承重式外墻、承重式內(nèi)墻、非承重式外墻、非承重式內(nèi)墻等4 種。承重式外墻主要不同點(diǎn)在于外墻空腔內(nèi)配置了承擔(dān)豎向及水平力所需的豎向及水平分布鋼筋，而非承重式外墻未設(shè)置豎向及水平分布鋼筋，只在屋面板及墻板連接處設(shè)置構(gòu)造暗梁即可。內(nèi)墻受力方面的不同在于非承重式內(nèi)墻僅在節(jié)點(diǎn)處設(shè)置暗梁，承重式內(nèi)墻在中間夾層內(nèi)現(xiàn)澆混凝土承擔(dān)豎向荷載。

（1） 預(yù)制柱、疊合屋面梁。采用預(yù)制工藝，工廠加工運(yùn)至現(xiàn)場，框架柱通過杯口與地基連接，柱頭預(yù)留鋼筋，與預(yù)制疊合梁進(jìn)行二次澆注混凝土剛接。

（2） 疊合屋面板。疊合屋面板由預(yù)制板和疊合層組成，疊合屋面板在現(xiàn)場安裝后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求布置分布鋼筋，鋼筋布置完成后以預(yù)制混凝土板為模板進(jìn)行混凝土現(xiàn)場澆筑，按要求養(yǎng)護(hù)后形成疊合屋面板共同受力。

（3） 預(yù)制非承重外墻板。預(yù)制非承重外墻是由兩層50mm 厚的預(yù)制墻板+100mm 空腔（必要時(shí)灌注混凝土） +鋼筋骨架制作而成的，通過現(xiàn)場安裝并采取一定抗震構(gòu)造措施保證連接可靠和整體穩(wěn)定，骨架支撐完成后在空腔內(nèi)澆筑混凝土，最終形成墻板+鋼筋+空腔混凝土的整體受力狀態(tài)共同承擔(dān)豎向和水平荷載。

預(yù)制裝配式主廠房框架結(jié)構(gòu)抗震性能的發(fā)揮主要通過整體設(shè)計(jì)及局部抗震構(gòu)造構(gòu)造來實(shí)現(xiàn)。與常規(guī)現(xiàn)澆鋼筋混凝土廠房比較，預(yù)制裝配式主廠房框架結(jié)構(gòu)的梁、板、柱連接形式的構(gòu)造有一定特殊要求，通過合理的進(jìn)行整體受力分析，加強(qiáng)局部構(gòu)造措施可確保預(yù)制裝配式主廠房框架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)安全性滿足變電站運(yùn)行的要求。

3 預(yù)制裝配式主廠房的施工管理

通過在設(shè)計(jì)過程中引入BIM 三維設(shè)計(jì)軟件，根據(jù)變電站主廠房建設(shè)的特點(diǎn)，制定全面細(xì)致的施工解決方案，通過三維軟件建模，還施工全過程，從實(shí)際出發(fā)，在工廠模擬施工全過程，確?，F(xiàn)場施工一步到位，避免后期返工。具體施工管理如下：

（1） 合理安排，重點(diǎn)保障，分析變電站主廠房建設(shè)的重點(diǎn)時(shí)序，根據(jù)現(xiàn)場工程要求，把各項(xiàng)資源優(yōu)先投入到緊急、重點(diǎn)的工作中，滿足項(xiàng)目交叉施工的需要，優(yōu)先確保各種材料的穩(wěn)定供應(yīng)，避免出現(xiàn)施工現(xiàn)場的混亂。同時(shí)，注意兼顧一般工作時(shí)序，使工程的各項(xiàng)時(shí)序能夠較好地結(jié)合起來。建設(shè)過程中還應(yīng)注意主要項(xiàng)目與配套項(xiàng)目的銜接；前期準(zhǔn)備、施工過程和竣工投產(chǎn)項(xiàng)目的關(guān)系應(yīng)做到主次分明，統(tǒng)籌兼顧。在細(xì)化節(jié)點(diǎn)時(shí)間時(shí)，應(yīng)推行必要的責(zé)任承包制，建立獎(jiǎng)懲機(jī)制，確保工程的質(zhì)量、工期、安全滿足變電站建設(shè)的需要。

（2） 施工過程需嚴(yán)格按照現(xiàn)場管控的要求進(jìn)行流程管理，按照變電站主廠房施工順序組織施工，確保各項(xiàng)施工功率相互銜接，互相促進(jìn)，避免不必要的重復(fù)工作，加快施工進(jìn)度，提高施工質(zhì)量。裝配式建筑施工的突出特點(diǎn)是建筑構(gòu)件的一致性，預(yù)制程度越高，施工配合的難度越大，因此現(xiàn)場關(guān)系需要考慮相互工種配合，讓各工序有序搭接推進(jìn)，突出裝配式變電站廠房建設(shè)的便捷性。

（3） 預(yù)制構(gòu)件在現(xiàn)場的合理布置能有效減少二次搬運(yùn)的工作量，提高工作效率，降低運(yùn)輸成本，具體要求如下：

a．嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行順序吊裝。

b．預(yù)制構(gòu)件堆場進(jìn)行總體規(guī)劃，優(yōu)化吊裝流程。

c．充分考慮現(xiàn)場工作面的便利。

d．嚴(yán)格執(zhí)行堆場的相關(guān)安全規(guī)定，確保吊裝安全。

4 結(jié)語

針對變電站預(yù)制裝配式主廠房框架結(jié)構(gòu)還存在的問題，對預(yù)制裝配式主廠房框架結(jié)構(gòu)引入技術(shù)微創(chuàng)新的機(jī)制，探索局部節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，充分發(fā)揮預(yù)制裝配式主廠房框架結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)，不斷改善其整體性能和優(yōu)化設(shè)計(jì)理論。