關于火電廠土建結構抗震設計的研究

杜永京

摘 要：現階段，我國火力發電廠土建結構中，一般選用鋼筋混凝土框架及排架形式；但是實踐表明，本種結構形式具有一定的弊端和缺陷，在地震作用下，容易發生較大的損害。因此，就需要充分研究火電廠土建設計抗震設計，提升火電廠土建結構的強度與穩定性。

關鍵詞：火電廠；土建結構；抗震設計

火力發電廠土建結構設計中，結構的抗震設計是十分重要的，且具有較大的積極作用；如果一旦有地震災害發生，會在較大程度上損壞到火力發電廠的建筑物，破壞設備管道等，帶來較大的嚴重損失。因此，相關設計人員需要對火力發電廠的抗震設計產生足夠重視，采取相應的措施，促使結構抗震安全目標得到順利實現。

1 火力發電廠鋼筋混凝土框架及排架震害分析

1.1 容易有塑性變形出現于結構薄弱部位

研究發現，為了滿足工藝布置要求，一般電廠建筑物的平面、豎向均不規則，甚至特別不規則，整體剛度較小，水平地震作用下，在薄弱結層結構容易發生較大變形，甚至還會有塑性變形、結構失穩等問題發生，不利于火力發電廠的正常生產運行。

1.2 柱和支撐的危害

一般情況下，為了有效傳遞荷載作用，火電廠土建結構設計中，會采取相應的措施連接柱頭及屋蓋，這樣就增加了地震力的不良影響；因為柱頭在荷載傳遞時，形成復合受力，超過相應標準，就會有破裂損壞問題發生于柱頭，進而涉及到整個建筑系統的安全性。

2 火電廠土建結構設計中的注意細節

2.1 對建筑抗震場地合理選擇

抗震場地的設計是火電廠土建結構設計中非常重要的一個問題，如果場地影響到建筑抗震功能的發揮，火電廠土建結構整體抗震能力就會遭到降低；在地震災害發生時，導致有地標位置錯動出現。場地性質與結構的不同，建筑物受到地震的侵害作用也呈現差異。因此，就需要對建筑場地合理選擇，軟弱土層、砂土等地段盡量避免出現；如果一定要在這些地段建設施工，則需要科學運用適宜的地基處理（加固）措施；最佳地段為開闊平坦區域的堅硬場地，在這種區域內建造建筑，可以避免地基失效出現，進而實現地震影響得到降低的目的。

2.2 對火電廠土建結構體系合理選擇

火電廠土建結構抗震設計的基礎為抗震方案，要對火電廠土建結構體系合理選擇，提升建筑物整體安全性。在具體設計中，需要控制土建結構的贅余度，保證損壞到建筑物個別部位，也不會影響到建筑物整體的穩定性與抗震性。要通過科學的計算，明確地震作用的傳遞路徑。設計豎向結構時，受到垂直重力荷載后，需要保證水平方向的壓應力維持在均勻狀態。若有轉換結構，上部結構的豎向構件會將一定的垂直重力荷載傳遞給轉換結構，通過科學設計，控制荷載力的轉換次數。要對火電廠土建結構體系強度與剛度合理控制，嚴格依據整體設計要求來均勻分配，避免部分部件剛度不夠，進而影響到建筑物的整體性能。

2.3 實現結構的整體性

結構包含了諸多的組合構件，通過協調各個構件，來對地震作用有效抵抗。在地震作用下，如果結構的整體性不能保證，那么就無法充分發揮結構各個構件的抗震能力，進而出現倒塌事故。為了促使結構整體性得到保證，將各個構件的抗震能力充分發揮出來，需要嚴格遵循相關原則開展設計工作；首先，結構保持連續性；其次，可靠連接各個構件，將各個構件的承載力充分發揮出來。此外，還需要對房屋的豎向剛度有效提升，以便對地震出現的地基不均勻沉降有效抵抗。

3 火電廠土建結構抗震設計要點

3.1 汽機房屋面結構

現階段，鋼屋架、鋼網架被廣泛運用到汽機房屋面；實踐表明，鋼屋架具有較為簡單的傳力體系，四周都有支撐，再加上屋面檁條的聯合作用，具有較好的整體性。從理論角度上來講，鋼屋架比較適宜運用到汽機房屋面，因為其具有較強的平面剛度能力，能夠對水平荷載有效傳遞。在具體設計實踐中，設計桿件時，需要預留足夠的富裕度，將網架結構受到主體結構變形的影響情況充分納入考慮范圍，避免在地震作用下，有結構失穩問題出現。

3.2 主廠房的抗震設計

要充分依據整體規劃設計開展主廠房設計，將平面布置、豎向布置要求納入考慮范圍。緊密遵循簡單規則、受力明確等要求開展主廠房平面布置，若具有較大的跨間質量，則不能夠結構單元的邊緣布置；部分設備具有較大質量，一般需要在剛度中心的附近地帶布置。如，通常會在框架的正中部位布置煤斗。在控制懸臂結構的長度，且避免將較重的設備布置于上面。要結合工程實際情況，有機協調配合主廠房的各項施工工藝和豎向布置，將低位配置法運用過來，且適當降低工藝荷載與結構自重，以便對主廠房的高度、重心等科學控制。

3.3 主廠房樓梯

要合理選擇主廠房樓梯位置，避免在結構端部設置；綜合考慮諸多因素，直板式樓梯為最佳選擇。將梯梁設置于樓梯端部，如果在樓層中間為梯段的轉折，那么就需要將支撐結構設置于下面的樓層，以便有效支撐梯梁。通常情況下，折板樓梯結構形式不要選用，否則受到地震作用，很容易出現折斷等損壞事故，進而阻斷人們的逃生路線。

3.4 主廠房附屬設備基礎

為了滿足火電廠的生產運行需求，會將一系列設備布置于主廠房地面與各個樓層中；部分設備具有較高的重心和較大的自重，要緊密結合重力荷載代表值，科學計算豎向地震力，之后對地腳螺栓、焊縫等細節科學處理，增強其安全性，有效抵抗地震災害。此外，要科學開展主廠房結構構件選型，主廠房機汽機房比較適宜采用無檁屋蓋體系，因為能夠促使抗扭強度得到提升，有效協調框架與排架，避免出現扭曲變形等問題。

4 結語

綜上所述，相關設計人員需要充分重視火電廠土建結構抗震設計，結合實際情況，將多元化的建筑抗震方法運用過來，創新思維與技術，最大限度的降低地震的危害，保證建筑物的安全性與可靠性。

參考文獻

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