探討電力工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題及設(shè)計(jì)規(guī)范

摘 要：設(shè)計(jì)電力的工程結(jié)構(gòu)是一項(xiàng)既辛苦又需承擔(dān)責(zé)任的工作。因?yàn)樗P(guān)乎著運(yùn)作環(huán)節(jié)的方方面面。譬如：電力工程系統(tǒng)是否安全合理，還有用電的安全性等問(wèn)題。所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)受到了高度重視。筆者在這篇文章中主要是對(duì)電力工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的易發(fā)問(wèn)題和設(shè)計(jì)規(guī)范予以介紹。

關(guān)鍵詞：電力工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；易發(fā)問(wèn)題；設(shè)計(jì)規(guī)范

電力工程的質(zhì)量安全是否有保障直接取決于電力工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否符合要求。作為設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)的工作者來(lái)說(shuō)，不僅要關(guān)注電力工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)易發(fā)的常見問(wèn)題，還要確保其工作是在電力工程設(shè)計(jì)規(guī)范和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下完成的。態(tài)度的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，是電力工程質(zhì)量過(guò)關(guān)和供電安全達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)。

1 地基等基礎(chǔ)層面的易發(fā)問(wèn)題

不規(guī)范的地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)帶來(lái)的后果十分嚴(yán)重，其主要表現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：

（1）承重磚的所用材料不合理。由于多孔磚特殊的墻體構(gòu)造，在室內(nèi)防潮層以下亦或是地面以下的基礎(chǔ)層均不能采用多孔磚來(lái)完成建筑的地基建造。而從實(shí)際情況來(lái)看，不少項(xiàng)目在承重磚的基礎(chǔ)用材上并沒有遵循這一準(zhǔn)則，仍然采用多孔磚。

（2）在對(duì)軟弱的地基進(jìn)行換土墊層處理時(shí)，不是在合理設(shè)計(jì)的指導(dǎo)下完成的，只是僅憑建造者的經(jīng)驗(yàn)來(lái)處理問(wèn)題，根本就不會(huì)考慮要設(shè)計(jì)換土墊層。這種不對(duì)墊層的寬度和厚度進(jìn)行計(jì)算的忽視軟弱地基危害的態(tài)度，是不科學(xué)的。憑著經(jīng)驗(yàn)只是簡(jiǎn)單地加強(qiáng)一下砂墊層的承載力，無(wú)論是從安全角度還是從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)考慮，都是不合規(guī)范的。

2 樓層平面的剛度問(wèn)題

部分電力工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，不僅缺乏必要的保護(hù)措施，甚至根本就不了解結(jié)構(gòu)觀念這種基礎(chǔ)性的知識(shí)就貿(mào)然運(yùn)用樓板變形來(lái)進(jìn)行計(jì)算。眾所周知，在數(shù)學(xué)力學(xué)模型上呈現(xiàn)出來(lái)的計(jì)算機(jī)程序編程是成立的或者可以說(shuō)準(zhǔn)確無(wú)誤的，但在實(shí)際情況中，尤其是在確定樓板變形程度這種較有難度的且變動(dòng)較大的問(wèn)題上很難做到精確。所以，在設(shè)計(jì)此類這建筑的結(jié)構(gòu)時(shí)，很容易出現(xiàn)一些問(wèn)題，譬如某些構(gòu)件或部位的安全儲(chǔ)備過(guò)大以及結(jié)構(gòu)不安全等。剛性樓面是設(shè)計(jì)時(shí)的不二選擇，這樣可以將計(jì)算機(jī)程序得出的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況中產(chǎn)生的偏差降到最低，基本反映出結(jié)構(gòu)的真實(shí)受力狀況。而要相實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，在建筑的設(shè)計(jì)之初或者說(shuō)在方案階段就應(yīng)盡量采用樓面沒有變形的平面。比如像凹槽缺口太深和塊體之間成“縮頸”連接以及外伸翼塊太長(zhǎng)等問(wèn)題都要盡可能地避免。

3 設(shè)置結(jié)構(gòu)縫及其縫寬度的問(wèn)題

溫度的變化會(huì)對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)造成不良影響，這就要求電力工程物尤其是超長(zhǎng)類電力工程物在設(shè)置伸縮縫時(shí)要科學(xué)合理。但是部分設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的工作人員均用后澆帶來(lái)代替伸縮縫，從而減少溫度造成的影響，其實(shí)這一做法存在著一定的弊端。首先，后澆帶只能減少混凝土材料干縮所造成的影響，并不能解決溫度帶來(lái)的影響；其次，一旦后澆帶處的混凝土封閉，就不能抵御溫度的變化給結(jié)構(gòu)造成的傷害。若超長(zhǎng)建筑的結(jié)構(gòu)不允許設(shè)置溫度伸縮縫時(shí)，可采取其他構(gòu)造來(lái)進(jìn)行加強(qiáng)，不能僅依靠后澆帶。例如：預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用、選擇配置間距較密和直徑較小的溫度筋等都是不錯(cuò)的選擇。

4 振型數(shù)取值問(wèn)題和設(shè)計(jì)規(guī)范

振型數(shù)取多少直接關(guān)乎著建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果的精確度。在計(jì)算剛度和平面都不規(guī)則的復(fù)雜電力工程的結(jié)構(gòu)時(shí)，一般很難確定到底需要取多少個(gè)振型數(shù)來(lái)衡量地震的作用。若取得太多，會(huì)增加計(jì)算的工作量；若取少了，就會(huì)計(jì)算不出某些高振型的地震作用來(lái)，從而造成設(shè)計(jì)出來(lái)的抗震結(jié)構(gòu)不安全。雖然復(fù)雜，但也有規(guī)律可循：若考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)，那么振型數(shù)應(yīng)≥9，在結(jié)構(gòu)層數(shù)較多或結(jié)構(gòu)剛度突變的情況下，應(yīng)多取振型數(shù)，但不能超過(guò)房屋層數(shù)的3倍。當(dāng)不考慮這一因素時(shí)，至少應(yīng)取3；當(dāng)振型數(shù)超過(guò)3時(shí)，最好選取3的倍數(shù)，仍不能超過(guò)房屋的層數(shù)；若層數(shù)≤2時(shí)，振型數(shù)取2或1。

5 計(jì)算結(jié)果的判定問(wèn)題

設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，定會(huì)用到計(jì)算機(jī)軟件，那么它所產(chǎn)生的計(jì)算結(jié)果就顯得至關(guān)重要。但這一結(jié)果是否正確，可從兩個(gè)方面進(jìn)行判定：（1）要用科學(xué)的態(tài)度來(lái)對(duì)待結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件所產(chǎn)生的分析結(jié)果；（2）看看電算結(jié)果是否合理。對(duì)待結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件的分析結(jié)果，在《抗震規(guī)范》中的第2.6.6條是這樣規(guī)定的：“所有由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的計(jì)算結(jié)果，應(yīng)經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析，在確認(rèn)其合理有效后，才可以用于工程設(shè)計(jì)。”造成計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生誤差的可能性有很多，比如：分析過(guò)程和計(jì)算模型的模擬、與材料相關(guān)的各種參數(shù)的設(shè)定以及對(duì)各類荷載的確定等都會(huì)使計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生偏差；計(jì)算機(jī)的各種分析是通過(guò)結(jié)構(gòu)力學(xué)模型模擬出來(lái)的，模型和荷載都是簡(jiǎn)化過(guò)了的。所以，作為設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的人員來(lái)說(shuō)，應(yīng)清醒地認(rèn)識(shí)到電算分析的結(jié)果不是絕對(duì)正確的，要處理好人與計(jì)算機(jī)之間的關(guān)系。當(dāng)面對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員可運(yùn)用計(jì)算機(jī)來(lái)完成對(duì)各種情況的計(jì)算來(lái)提高工作效率，但不可盲目地完全依賴計(jì)算機(jī)。只有對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行反復(fù)校核并確認(rèn)其有效后，才可運(yùn)用到實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中。

6 單樁承載力取值偏差或計(jì)算依據(jù)缺乏等問(wèn)題

在設(shè)計(jì)電力工程結(jié)構(gòu)時(shí)，若單樁承載力的取值出現(xiàn)偏差或者缺乏相應(yīng)的計(jì)算依據(jù)，可從四個(gè)方面予以考慮：其一，工程項(xiàng)目的場(chǎng)地設(shè)置在地勢(shì)低洼或河道處，且上部土層用的是松散的新近填土，樁基的設(shè)計(jì)中要求的承載力數(shù)值，也并沒有經(jīng)過(guò)實(shí)地考察，而是根據(jù)公式計(jì)算得來(lái)亦或是依照試樁的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量的。其二，在驗(yàn)算樁身的承載力時(shí)，只是單一地計(jì)算其自身的承載力，像樁身壓曲或施工工藝系數(shù)ψc的影響等因素卻沒有考慮在內(nèi)。其三，不同的樁型，使得各土層的極限端阻力和側(cè)阻力也有所不同。換句話說(shuō)就是，不同的成樁工藝，地基對(duì)其所能承受的支承能力也是不同的。部分工程項(xiàng)目在地質(zhì)勘察的報(bào)告提供的是打入式預(yù)制樁的單樁承載力參數(shù)，但在設(shè)計(jì)中卻使用的是鉆孔灌注樁，且引用的是報(bào)告中的數(shù)據(jù)，這必然會(huì)使最終的結(jié)果出現(xiàn)偏差。其四，電力工程有地下室時(shí)卻沒有扣除在該深度范圍內(nèi)可能產(chǎn)生的樁側(cè)摩阻力。基坑開挖是有時(shí)間限制的，基坑開挖前要進(jìn)行試樁；那么開挖后，地下室那部分的樁側(cè)摩阻力就會(huì)消失。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電力工程的質(zhì)量安全是否有保障直接取決于電力工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否符合要求。要想使電力工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)科學(xué)合理，就要將各方面的因素都考慮在內(nèi)。科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和設(shè)計(jì)規(guī)格的嚴(yán)格管理，不僅會(huì)使項(xiàng)目的最終完工實(shí)現(xiàn)安全、合理和經(jīng)濟(jì)，還能盡可能地避免工程和用電等方面的安全問(wèn)題。高質(zhì)量的電廠建筑和高保障的用電安全性，對(duì)社會(huì)主義現(xiàn)代化的建設(shè)也是不可或缺的一部分。

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作者簡(jiǎn)介：葛小衛(wèi)（1987.03- ），女，江蘇澤宇電力設(shè)計(jì)有限公司。