電力工程結(jié)構(gòu)設計的常見問題與設計規(guī)范分析

曹凱翔

摘要：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)設計是否符合要求。作為設計其結(jié)構(gòu)的工作者來說，不僅要關注電力工程結(jié)構(gòu)設計環(huán)節(jié)易發(fā)的常見問題，還要確保其工作是在電力工程設計規(guī)范和相關標準的指導下完成的。

關鍵詞：電力工程；結(jié)構(gòu)設計；易發(fā)問題；設計規(guī)范

一、地基等基礎層面的易發(fā)問題

不規(guī)范的地基與基礎設計帶來的后果十分嚴重，其主要表現(xiàn)在以下兩點：

（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層均不能采用多孔磚來完成建筑的地基建造。而從實際情況來看，不少項目在承重磚的基礎用材上并沒有遵循這一準則，仍然采用多孔磚。

（2）在對軟弱的地基進行換土墊層處理時，不是在合理設計的指導下完成的，只是僅憑建造者的經(jīng)驗來處理問題，根本就不會考慮要設計換土墊層。這種不對墊層的寬度和厚度進行計算的忽視軟弱地基危害的態(tài)度，是不科學的。

二、樓層平面的剛度問題

部分電力工程結(jié)構(gòu)的設計，不僅缺乏必要的保護措施，甚至根本就不了解結(jié)構(gòu)觀念這種基礎性的知識就貿(mào)然運用樓板變形來進行計算。眾所周知，在數(shù)學力學模型上呈現(xiàn)出來的計算機程序編程是成立的或者可以說準確無誤的，但在實際情況中，尤其是在確定樓板變形程度這種較有難度的且變動較大的問題上很難做到精確。所以，在設計此類這建筑的結(jié)構(gòu)時，很容易出現(xiàn)一些問題，譬如某些構(gòu)件或部位的安全儲備過大以及結(jié)構(gòu)不安全等。剛性樓面是設計時的不二選擇，這樣可以將計算機程序得出的計算結(jié)果與實際情況中產(chǎn)生的偏差降到最低，基本反映出結(jié)構(gòu)的真實受力狀況。而要想實現(xiàn)這一點，在建筑的設計之初或者說在方案階段就應盡量采用樓面沒有變形的平面。

三、結(jié)構(gòu)縫設置以及縫寬度問題

溫度的變化對建筑結(jié)構(gòu)有著不利影響，因此，電力工程物尤其是超長電力工程物設置合理的伸縮縫是十分有必要的。但是部分結(jié)構(gòu)設計人員不使用伸縮縫減少溫度影響而使用后澆帶代替，這種做法存在一定的問題。因為后澆帶不能解決溫度變化的影響，僅能減少混凝土材料干縮的影響。在后澆帶處的混凝土封閉后，若結(jié)構(gòu)再受溫度變化的影響，后澆帶就不能再起任何作用了。一些超長建筑結(jié)構(gòu)不便或不能設置溫度伸縮縫時，應采取其他構(gòu)造加強措施，不能只留設施工后澆帶。

四、振型數(shù)取值問題及設計規(guī)范

建筑結(jié)構(gòu)計算結(jié)果的精度與振型數(shù)取多少密切相關。對于剛度不均勻、平面不規(guī)則的復雜電力工程結(jié)構(gòu)，尤其對于大底盤結(jié)構(gòu)、多塔結(jié)構(gòu)，在考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計算時，很難確定應該取多少個振型數(shù)來計算地震作用。若振型數(shù)取得太多，則增加了很多計算工作量；若振型數(shù)取少了，有些高振型的地震作用計算不出來，結(jié)構(gòu)抗震設計不安全。一般應遵循以下原則：當考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時，振型數(shù)應取≥9，結(jié)構(gòu)層數(shù)較多或結(jié)構(gòu)剛度突變較大，振型數(shù)應多取，但又不能多于房屋層數(shù)的3倍。當不考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計算時，至少應取3；當振型數(shù)多于3時，宜取3的倍數(shù)，但不應多于房屋的層數(shù)；如層數(shù)=5層時，振型數(shù)可取3，而不能是6；如層數(shù)≤2時，振型數(shù)可取2或1。

五、計算結(jié)果的大致判斷問題

建筑結(jié)構(gòu)設計借助計算機軟件是十分必要的，但判斷計算機計算結(jié)果也十分關鍵。判斷計算機計算結(jié)果主要從兩個方面進行，即正確對待結(jié)構(gòu)計算軟件的分析結(jié)果，判斷電算結(jié)果的合理性。正確對待結(jié)構(gòu)計算軟件的分析結(jié)果。《抗震規(guī)范》2.6.6條規(guī)定：“所有計算機計算結(jié)果，應經(jīng)分析判斷確認其合理、有效后方可用于工程設計。”分析過程和計算模型與實際結(jié)構(gòu)的差異的誤差、材料彈性和彈塑性參數(shù)的假定、各類荷載的確定，都會造成計算結(jié)果的誤差；計算機分析是根據(jù)結(jié)構(gòu)的力學模型進行的，采用簡化的模型和簡化的荷載。因此，建筑結(jié)構(gòu)設計人員必須清醒地認識到，電算分析沒有絕對正確的結(jié)果，只有更合理的模型和結(jié)果，必須正確處理人與計算機的關系。對于復雜的結(jié)構(gòu)設計任務，結(jié)構(gòu)設計人員要清楚計算模型的假定和適用條件，需要借助計算機以提高計算效率，但絕對不能單純依賴計算機，對計算結(jié)果判斷校核合理有效后，方可用予工程設計。

六、單樁承載力取值出現(xiàn)偏差或缺乏計算依據(jù)問題

電力工程結(jié)構(gòu)設計時，單樁承載力取值易出現(xiàn)偏差或缺乏計算依據(jù)，此時可從以下四個方面考慮。1）工程項目場地原為地勢較低或河道時，松散的新近填土作為上部土層，樁基設計時直接采用試樁提供的承載力或直接按經(jīng)驗公式計算單樁承載力數(shù)值，沒有考慮上部未固結(jié)（或欠固結(jié)）土層在固結(jié)沉降過程中可能引起的樁側(cè)負摩阻力的影響。2）樁身承載力驗算時，沒有考慮樁身壓曲或施工工藝系數(shù)ψc的影響，對抗拔樁，沒有進行樁身抗裂驗算，僅計算樁身承載力。3）對于不同的樁型，按規(guī)范經(jīng)驗公式計算單樁豎向承載力時，各土層的極限端阻力和極限側(cè)阻力是不同的（即成樁工藝不同，地基土對不同樁型的支承能力不同）。一些工程項目地質(zhì)勘察報告僅提供了計算打入式預制樁的單樁承載力設計參數(shù)，而設計采用鉆孔灌注樁，并直接引用地質(zhì)報告中的設計參數(shù)，使計算的單樁承載力出現(xiàn)偏差。4）電力工程有地下室時，在按靜載試驗確定單樁承載力時，沒有扣除地下室深度范圍內(nèi)的樁側(cè)摩阻力，由于基坑開挖后暴露時間不宜過長，試樁一般都在基坑開挖前進行，基坑開挖后，地下室深度范圍內(nèi)的樁側(cè)摩阻力己不再存在。

七、結(jié)束語

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)設計是否符合要求。要想使電力工程結(jié)構(gòu)的設計科學合理，就要將各方面的因素都考慮在內(nèi)。科學嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和設計規(guī)格的嚴格管理，不僅會使項目的最終完工實現(xiàn)安全、合理和經(jīng)濟，還能盡可能地避免工程和用電等方面的安全問題。

參考文獻

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