精品文檔-下載后可編輯基于變電站結構設計應注意的事項之我見【摘要】對于變電站的結構設計來說，設計時應當重點滿足強度、穩定、變形、抗裂及抗震等要求，并在總結實踐經驗和科學試驗的基礎上，積極慎重地推廣國內外先進技術，因地制宜地采用成熟的新結構和新材料。本文主要對變電站結構設計應注意的事項進行了探討分析。

【關鍵詞】變電站；結構設計；結構體系；內力分析

1.引言

變電站結構設計不但要遵循國家規定的技術經濟政策，同時結構設計時應重點做到安全適用，盡可能采取先進的技術，在確保結構質量的前提下應經濟合理。

2.變電站結構體系考慮

對于變電站結構設計，應根據建筑的重要性、安全等級以及抗震設防烈度等而采用合理的結構體系。通過工程實踐表明，對于變電站結構的梁及柱宜采用現澆鋼筋混凝土結構，對預留孔較多的部位或防水要求較高的屋面、樓面宜采用現澆鋼筋混凝土板。同時，變電站建筑物在經濟合理和非強侵蝕介質環境的情況下，可采用輕型鋼結構，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件的結構，并在構件設計上并應優先采用定型的和標準化的構件以及標準化的節點型式，以及優先采用與輕型鋼結構相適應或配套的建筑材料。對于變電站結構的屋面大梁宜采用鋼筋混凝土結構或鋼-混凝土組合結構，受施工限制且跨度超過15m時也可采用鋼屋架，對于跨度超過18m時也可采用網架結構。

3.變電站結構設計荷載取值技巧

變電站建、構筑物應根據結構破壞可能產生的后果（危及人的生命、造成經濟損失、產生社會影響等）的嚴重性，采用不同的安全等級。500kV變電站的主要結構（如主控制樓、500kV配電裝置結構）宜采用一級，其余結構宜采用二級。對于變電站中的屋外變電構架的關于導線荷載及設備自重的取值問題。導線荷載應由工藝專業提供，應考慮最低溫、最大風、最大覆冰和安裝檢修工況條件下導線懸掛點所產生的水平張力、垂直荷重和側向風壓的標準值，導線的偏角，弛度和荷載因子D值。

4.變電站結構設計技巧

對于變電站的構件技及其材料的選擇應滿足使用年限要求，并應考慮材料供應，構件加工制作以及施工安裝的具體條件，力求結構合理、構造簡單，合理統一構件的尺寸和規格，便于工廠化制作和機械化施工。同時對于變電站中的最低設計使用年限25年的屋外配電裝置構架、支架，可根據地區的工程經驗采用鋼筋混凝土環形桿結構。對于最低設計使用年限為50年的屋外配電裝置構架、支架宜采用鍍鋅鋼結構或鋼管混凝土結構，橫梁宜采用鋼結構。

（1）緊湊型的屋外構架結構可采用局部聯合布置方案或全聯合布置方案，構架結構布置滿足聯合受力的同時，應盡量減少或消除溫度應力的影響。變電構架柱一般宜優先采用人字柱結構或空間桁架結構；但根據工程具體情況，在滿足運行、安裝和檢修條件下，也可采用單桿或單桿打拉線（條）結構。而對于組成構架柱的結構桿件應盡量減少彎矩效應，當桿件承受較大彎矩時宜采用空間桁架結構。

（2）針對變電站建筑中的屋外配電裝置構架，設備支架等露天結構，必須根據大氣腐蝕介質，采取有效的防腐措施。對通常環境條件的鋼結構宜采用熱鍍鋅或噴鋅防腐。通過結合工程實踐經驗，筆者認為對于人字柱的根開與柱高之比，不宜小于1/7。打拉線構架平面內柱腳根開與柱高（地面至拉線點的高度）之比，不宜小于1/5。構架梁的高跨比（高度與跨度之比）：格構式鋼梁不宜小于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，單鋼管聯系梁直徑與跨度之比不宜小于1/50，采用單鋼管梁時應注意采取預防微風振動的措施。

同時對于構架設計應設有便利維護檢修人員上下的設施。對半高型和高型布置的構架應合理設置必要的維護檢修和運行操作的通道。高型及半高型屋外配電裝置構架供人員上下的扶梯寬度不應小于0.60m，雙側扶手的扶梯及水平通道寬度不應小于0.80m；扶手欄桿高度不宜小于1.10m。隔離開關操作平臺的寬度應比設備尺寸大1.0m（每邊加0.5m），同時應設置防止墜物的護沿，護沿高度不宜小于0.05m。供維護檢修人員上下的直爬梯的設置應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構，當采用鋼平臺、鋼梁及鋼牛腿時，應考慮其防腐及維護的方便。

（3）另外，對于變電站中當建筑物長度大于55m時，宜設置后澆帶。后澆帶可每隔40m～55m設置一道，應設在對結構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鋼筋。在后澆帶區段中間，可設置一道膨脹混凝土加強帶。同時變電站結構所采用的后澆帶應通過建筑物的整個橫斷面，分開全部墻、梁和樓板。后澆帶的混凝土應在主體結構澆筑28d～60d后進行，澆筑時宜用微膨脹混凝土。

（4）對于變電站結構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，可根據具體情況采取下列措施：屋蓋上設隔熱板或其他保溫隔熱措施；減少屋蓋溫度變形對墻體產生推力的各種措施；減少墻體干縮變形的各種措施。

（5）對設有鋼筋混凝土圈梁的帶壁柱或鋼筋混凝土構造柱的墻體，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，圈梁可視作不動鉸支座來校驗柱間墻體的高厚比。同時對于結構設計的承重墻，當梁跨度大于4.8m（對磚砌體）或4.2m（對砌塊和料石砌體）時，梁的支承面下應設置混凝土或鋼筋混凝土墊塊，遇圈梁時墊塊與圈梁宜澆成整體；當梁長大于或等于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，其支承處宜加設壁柱或采用其他加強措施；當梁為預制結構且跨度大于或等于9m（對磚砌體）或7.2m（對砌塊和料石砌體）時，其支承處應加構造柱，其端部應采取錨固措施，并應與柱或墊塊錨固連接。

5.變電站結構計算簡圖及其內力分析

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