110kV全戶內(nèi)城市變電站結(jié)構(gòu)形式的討論

李 鵬

鄭州祥和電力設(shè)計有限公司（450000）

0 前言

隨著城市化發(fā)展進程的加快，用電負荷的逐步增加，城市變電站建設(shè)的需求量也隨之增大。工業(yè)建筑是建筑創(chuàng)作的一個重要類型，除應(yīng)滿足特定的生產(chǎn)工藝對建筑環(huán)境的嚴(yán)格要求之外，還要滿足工作環(huán)境舒適度和精神愉悅的建筑美學(xué)要求，而且工業(yè)建筑本質(zhì)上是空間大小、環(huán)境指數(shù)、節(jié)能原則、公害對策、設(shè)備布局和建設(shè)速度等要素的組合。這一點有別于其他建筑。這就需要我們立足于國網(wǎng)典設(shè)及“兩型一化”的前提下，精心設(shè)計，優(yōu)化比選，體現(xiàn)工業(yè)建筑的“工業(yè)化”特色。

結(jié)構(gòu)形式依據(jù)電氣設(shè)備、空間布局及工藝要求布置圖，可選擇鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，裝配式普鋼結(jié)構(gòu)。

1 裝配式普鋼結(jié)構(gòu)

裝配式普鋼結(jié)構(gòu)，組成該建筑承重結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件為普鋼型鋼構(gòu)件，組成該建筑圍護結(jié)構(gòu)的材料為輕質(zhì)的圍護材料。

輕型裝配式鋼結(jié)構(gòu)的主材通常下面幾種:①冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)；②熱軋輕型鋼結(jié)構(gòu)；③焊接或高頻焊接輕型鋼結(jié)構(gòu)；④輕型鋼管結(jié)構(gòu)；⑤板壁較薄的焊接組合梁及焊接組合柱而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。

輕型裝配式鋼結(jié)構(gòu)有下列優(yōu)點:

1）自重輕,抗震性能好,安全性高。裝配式鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力高、構(gòu)件尺寸小，圍護結(jié)構(gòu)采用自重小的輕質(zhì)墻體和樓面材料，一般可減輕建筑結(jié)構(gòu)自重的30%，質(zhì)量是鋼筋混凝土建筑的1/2左右。輕型鋼結(jié)構(gòu)整體剛度大,鋼材強度高、延性好，因此抗震性能好，用于結(jié)構(gòu)抗震措施的費用少，適用于地震多發(fā)區(qū)；結(jié)構(gòu)自重輕,基礎(chǔ)負擔(dān)小還可大幅減少基礎(chǔ)造價，尤其適用于地質(zhì)條件較差的地區(qū)。

2）建筑造型簡潔美觀,內(nèi)部空間布置靈活豐富。鋼材強度高,可以采用大空間柱網(wǎng)布置,建筑設(shè)計不受結(jié)構(gòu)限制。室內(nèi)大空間無梁無柱,跨度可達12 m,為業(yè)主提供了個性化分隔室內(nèi)空間的可能。真正體現(xiàn)“以人為本”的設(shè)計理念；同時,墻柱等構(gòu)件截面尺寸小,可增加凈使用面積5%～8%。

3）實現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)化、裝配式鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在工廠大批量、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),現(xiàn)場拼裝,工業(yè)化程度高,設(shè)計、生產(chǎn)、施工一體化，提高了建筑產(chǎn)業(yè)化水平。

4）施工快捷、工期短,不受季節(jié)限制。與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系相比，裝配式鋼結(jié)構(gòu)房屋至少可縮短1/3的工期。

5）綠色、環(huán)保,符合國家可持續(xù)性發(fā)展的要求。裝配式鋼結(jié)構(gòu)不使用粘土磚,符合國家土地資源政策；施工過程中環(huán)境破壞及污染少,符合國家環(huán)保政策；而且大部分材料可回收和再生,具有很高的可重復(fù)使用性和可循環(huán)性,符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

6）宜于拆卸搬遷:一旦站址受周圍環(huán)境影響需移址，裝配式鋼結(jié)構(gòu)可在很短時間內(nèi)拆遷，損失極小，而所有這些是鋼筋混凝土建筑所無法具備的。

2 混凝土框架結(jié)構(gòu)

混凝土框架結(jié)構(gòu)是采用混凝土柱、混凝土梁等桿件剛接組成空間體系作為建筑稱承重骨架的結(jié)構(gòu)。屋蓋、樓板的荷載通過板傳給梁，梁再傳給柱，柱最終傳遞給基礎(chǔ)。混凝土框架結(jié)構(gòu)平面布置靈活，能獲得較大的空間，適合用于多層工業(yè)廠房及民用建筑的辦公樓、住宅等?；炷量蚣軅髁ν緩街苯?、合理，原材料易就地取材，整體性好，可模性好，構(gòu)件簡單，堅固耐久，耐火性好，施工方便，實用經(jīng)濟?？蚣芙Y(jié)構(gòu)為柔性結(jié)構(gòu)，抗側(cè)剛度小，在水平荷載作用下側(cè)向位移大，抗震性能差；框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面大，現(xiàn)場施工復(fù)雜，模板消耗多，工期較長；框架結(jié)構(gòu)自重較大，對支座不均勻沉降敏感。

表1 鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)比較

框架節(jié)點區(qū)構(gòu)造復(fù)雜，混凝土澆筑、鋼筋綁扎對其結(jié)構(gòu)安全有很大影響。框架端部負彎矩大，計算配筋面積多，節(jié)點區(qū)鋼筋密集，混凝土施工困難，這給節(jié)點區(qū)質(zhì)量留下安全隱患。混凝土框架施工受季節(jié)影響大，大部分為現(xiàn)場濕作業(yè)，工作條件差，容易產(chǎn)生污染,其施工質(zhì)量多取決施工人員水平，未利用現(xiàn)代工業(yè)制造技術(shù)，也未能體現(xiàn)“兩型一化”的精髓，因此本工程中不推薦使用。

3 裝配式鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟技術(shù)比較

1）技術(shù)比較:輕型鋼結(jié)構(gòu)與常規(guī)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比具有輕質(zhì)高強、空間布置靈活、較強的抗震能力、工廠化生產(chǎn)、標(biāo)準(zhǔn)化施工等諸多優(yōu)點，但鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在防火，耐久性方面有明顯優(yōu)勢，因此鋼結(jié)構(gòu)的防腐和防火問題，在設(shè)計、制作、防護、安裝時必須引起足夠的注意。

2）經(jīng)濟比較:經(jīng)統(tǒng)計分析，同等條件下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)常規(guī)方案的單位工程造價為1500元/m2左右，而輕型裝配式鋼結(jié)構(gòu)的單位工程造價則高25%左右。盡管當(dāng)前輕型裝配式鋼結(jié)構(gòu)的單位工程造價高于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，但主要因素不在結(jié)構(gòu)體系而是建筑內(nèi)外墻板、樓板、防火及構(gòu)配件成本較高。另外我國勞動力價格低廉，屬于技術(shù)密集型的鋼結(jié)構(gòu)體系在節(jié)約勞動力方面的優(yōu)勢在價格上顯示不出來。如果定型化、批量化設(shè)計建造，則可以在一定程度上降低材料成本。另外鋼結(jié)構(gòu)工程可以縮短工期，故相應(yīng)的工程貸款利息和管理費用大為節(jié)省，可以用來彌補較高的建安費。

4 結(jié)語

混凝土框架結(jié)構(gòu)平面布置靈活,適合用于多層工業(yè)廠房及民用建筑的辦公樓、住宅等。原材料易就地取材，可模性好，堅固耐久，耐火性好，施工方便，實用經(jīng)濟。但混凝土框架施工受季節(jié)影響大，大部分為現(xiàn)場濕作業(yè)，工作條件差，容易產(chǎn)生污染，其施工質(zhì)量多取決施工人員水平。 裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工速度快，施工工期可大大縮短，在工程建設(shè)中采用鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)有利于建筑工業(yè)化生產(chǎn)，但造價較混凝土結(jié)構(gòu)略高。

110千伏全戶內(nèi)城市變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過與電氣、建筑等專業(yè)協(xié)調(diào)溝通，大膽嘗試，不斷努力、探索，使得結(jié)構(gòu)方案設(shè)計也在不斷的發(fā)展創(chuàng)新。并為電氣設(shè)備安全、可靠運行提供有力保障。