探討變電站土建設計中的結構安全性與耐久性

王濤

摘要：變電站的結構安全性和耐久性是變電站建設中重要的考核指標，本文針對這兩個方面進行土建設計方面的詳細分析，針對相應的問題進行解決。

關鍵詞：變電站土建設計；結構安全性；耐久性

無論對于變電站的使用者還是設計者，變電站的結構安全性和耐久性都是具有重要意義的，不僅關系到基礎設施的投資，還要關系到設施的經濟與安全性的匹配問題。因此，設計人員高度重視土建設計的安全性與持久性非常必要。

一、土建結構安全性分析

結構的安全性是指在各種作用下防止結構遭到破壞和倒塌，使得人員受到保護不受傷害的能力。其主要取決于結構設計與施工水平的高低來決定的，正確使用結構也是一個重要影響因素。結構的安全性在土建結構工程主要體現在以下幾個方面。

（一）、結構的整體牢固性

土建工程的整體牢固性是其安全性的體現，牢固性就是指在遭受局部破壞后，不會有大范圍的連續破壞，使得其能力遭受破壞。

（二）、構件承受能力的安全性

結構構件的安全相關因素有兩個，一個是具有承載較大的載荷規范，例如樓板的承受活載荷各國標準不同，我國的為1.5KPA，美國為2.4KPA，其將荷載標準值放大為一個細數，用以計算結構構件的實際載荷作用。另一個是對材料強度分項系數與載荷分項系數實際大小進行相應的規范。具體用量值可以體現結構構件的標準荷載作用下的安全情況。

（三）、結構的安全耐久性

我國長期以來較為重視土建結構中混凝土腐蝕鋼筋造成的安全事故，把重點放在了負荷作用下結構強度的要求上了，極易忽視結構構件安全水平的設計上，因此有必要將結構構件的安全耐久性進行深入分析，重視這一問題。

二、土建工程的耐久性分析

土建結構的耐久性是工程使用期內保證正常結構功能的一項重要能力，其與工程的使用年限具有重要聯系。我們說的正常功能是結構的安全性和適用性，這體現在適用性上最為明顯。我們一直認為混凝土結構可以長久的使用，但是隨著時間的推移，發現了一些影響工程損害的因素的情況。根據相關調查，我國的建筑一般在30左右就需要進行大修，而且很多不到20年，公共建筑及民用建筑由于使用的環境較好，在維護得當的情況下可以使用50年[1]。

三、常見的變電站土建結構安全性與耐久性問題分析

（一）、裂縫產生

1、產生裂縫的原因較多，在混凝土結構上的裂縫一般都是由于顆粒級配不良；骨科含沙量太大；涉及強度等級太高；外加劑選擇有誤等因素導致的，這些在施工操作中的失誤都是造成結構上出現裂縫的潛在因素。

2、溫差導致的裂縫

溫差裂縫主要分布在繼電室等磚混結構內，裂縫主要分布在建筑物四周屋檐下部的縱橫墻面上，一般為水平裂縫，裂縫也可能出現在窗戶的上下部位，一些高壓配電室的磚混結構里，其裂縫則分布在屋檐下部的縱橫墻面，也是主要是水平裂縫。溫差裂縫一般較小，是一種相對穩定的裂縫，溫度變化后，磚墻體與混凝土的膨脹度有所不同，導致了內部應力超過了抗壓張力，最終形成了溫差裂縫。

（二）、混凝土質量不合格

混凝土的檢測指標往往相對過于單一，導致了水泥細度過分增加，礦物成分的比例被改變，這對于混凝土的耐久性有著較大影響，大大削弱了其耐久性。對于水泥的檢測，即使有較高的強度，沒有耐久度，也要視為不合格。

（三）、變電站土建工程缺乏檢修與維護

變電站投入使用后，需要定期的對土建工程進行維護和檢修，這與工程的安全性和耐久性具有重要作用。只有進行定期的檢修與維護，一些土建工程的安全性和耐久性才能得到保障。當前的問題是，由于我國土建結構的安全性和耐久性的水平較低，一些土建工程產期以來存在較多的安全隱患，沒有有效手段進行隱患的排除，導致工程失去效能。所以，在一些公共建筑必須進行定期檢修，以排除發生公共安全事件的可能。一些建筑諸如外墻部件等，由于其極易發生墜落傷人，所以需要定期進行強制檢測。我國的施工隊伍人員素質差，缺乏相關的安全制度，對于建筑結構耐久性的要求也不高，所以存在較多的安全隱患。所以加強建筑檢測的法律健全對于加強建筑質量具有重要作用。

四、變電站土建結構設計中的安全性和耐久性提高措施分析

（一）、合理設計混凝土結構體系

安全在混凝土結構體系中有效傳遞，進行相應的試驗驗證并通過精確的計算做保障。在受力鋼筋骨架的配置上要計算其強度與剛度，而且在裂縫寬度的計算也要同時進行，防止鋼筋由于受到裂縫開裂導致的腐蝕現象發生。

（二）、設置合理的土建結構設計安全水準，工程失效產生的風險要提前進行考慮，資源供給以及人民群眾的意愿要充分考慮，這些因素對于合理設置土建結構的安全水準有重要意義。同時，進行定期的檢測維護來保障土建工程使用的安全。

（三）、合理的構造措施。構造系統要合理設置，構造鋼筋需要以最小配筋率來保障結構的耐久性，限裂鋼筋要合理配置。不合理的約束及時消除，后澆帶或變形縫要合理配置。

（四）、土建工程的結構設計人員需要高度重視工程的安全性與耐久性，具體設計說明中明確土建工程設計應該有最低使用壽命的基本考慮[2]。

（五）、考慮各種負荷作用

1、外界環境產生的負荷，如自重、風雪和溫度作用產生的載荷。

2、過分強調經濟利益，導致將計算模式的合理安全系數降低，配置降低導致鋼筋的設置不合理，出現混凝土開裂現象嚴重。所以依據嚴格合理的設計標準是必要的。

（六）、施工圖要全面

在進行施工前要認真分析施工圖，詳細的了解施工圖的具體要求和特點，施工圖要向施工單位提出嚴格的具體技術要求，以確保施工工程的質量要求。

（七）、計算配合比要準確

混凝土的配合比要經過精確計算，詳細的進行抗拉強度的計算來提高要求，專門應對特殊環境下的混凝土施工。

五、變電站土建工程安全性與耐久性的具體設計

根據國家相關的制度標準進行審核初步設計， 調整要遵循局部到整體的原則，調整原則不能超過進行初步設計時定的原則。設計確定尺寸后要進行建筑物結構計算，以提出經濟性的選擇，這是一個進行就地取材和因地制宜的原則。通過進行材料及技術手段的選擇，來盡可能的降低施工費用。合理的處理土建工程的基礎是非常必要的，一般基礎埋深要達到兩米以上，不足三米不需要樁基。

（一）、總平面及豎向布置

按照初步確定原則進行總平面的設置，且進行大范圍的調整是沒有必要的， 進行壓縮小部分調整來進行局部調整。進行總平面的調整是針對豎向布置的調整，以獲得最優標高，減小場平工程量及其他工程量。

（二）、擋土坡及邊坡

合理的計算高度就要根據設計場地來進行，將擋土墻的斷面及邊坡斷面確定何時的高度。通過地質資料來設計擋土坡及邊坡，護坡與擋土相結合的方式一般用于順坡地質，逆坡則僅需要進行簡單的處理即可。

（三）、建筑結構

建筑設計要盡量融合周圍環境，與之協調，在滿足功能要求及立面的情況下，盡量減少附屬建筑設施。只要能滿足要求，就可以盡量減少鋼筋混凝土的施工，用磚混結構來代替，配電裝置盡量在滿足要求的同時利用成型預制鋼筋混凝土環形桿。

六、小結

本文針對變電站土建設計的安全性和耐久性進行了詳細分析，這個問題長期以來就是設計人員困擾的問題，通過分析在施工中易產生的問題，提出相關措施用以應對，理論結合實際，促使變電站土建設計能夠達到要求的安全性與耐久性。

參考文獻：

[1] 王鋼，變電站土建設計中的結構安全性與耐久性探析[J].中國新技術新產品，生產與安全技術，2012.NO. 23

[2] 肖茂杰，變電站土建設計中的結構安全性與耐久性探討[J].電力技術資訊，2013年9月