變電站土建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)問題的探討

寇小強(qiáng)

摘要：隨著我國城鎮(zhèn)化和現(xiàn)代化建設(shè)的不斷推進(jìn)，為城市各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行提供能源供應(yīng)的電力系統(tǒng)愈發(fā)重要，作為其重要節(jié)點(diǎn)的變電站，一旦失效或遭到破壞，將會(huì)造成電力系統(tǒng)停運(yùn)，并產(chǎn)生巨大的災(zāi)害和經(jīng)濟(jì)損失。在我國，地震是最具破壞力的突發(fā)性災(zāi)害之一，其對(duì)變電站造成嚴(yán)重破壞的潛在風(fēng)險(xiǎn)極高。

關(guān)鍵詞：變電站土建;結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

引言

變電站是電網(wǎng)中的重要電力設(shè)施，在電力系統(tǒng)中不僅起到變換電壓、接受和分配電能的作用，而且還控制電力的流向，并且調(diào)整電壓。其基本功能主要為實(shí)現(xiàn)電力傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換與分配、實(shí)施電網(wǎng)監(jiān)控和運(yùn)行操作、提供電網(wǎng)運(yùn)行與維護(hù)的關(guān)鍵信息三個(gè)方面，故變電站的運(yùn)行狀況對(duì)于城市供電系統(tǒng)具有重大意義。在各類災(zāi)害中，地震災(zāi)害對(duì)變電站的影響和威脅不容忽視。在近代的多次地震災(zāi)害之中，國內(nèi)外的變電站都遭受到了嚴(yán)重的破壞，這不僅會(huì)對(duì)電力企業(yè)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失，還給政府的搶險(xiǎn)救災(zāi)以及安置災(zāi)民工作帶來了極大的困難，震后的修復(fù)重建工作同樣也會(huì)造成國家的巨大負(fù)擔(dān)。

1.變電站土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)需注重的問題

1.1選擇有利的建筑抗震場地

在對(duì)變電站建設(shè)時(shí)，需要對(duì)建設(shè)的建筑場地進(jìn)行有效選擇，確保土建結(jié)構(gòu)具有的抗震能力，如果選擇的場地具有較好的抗震影響，就可以提高變電站的整體抗震能力。由于地震發(fā)生時(shí)會(huì)發(fā)生地表等位置的錯(cuò)動(dòng)，所以在不同土質(zhì)和結(jié)構(gòu)上的建筑物，在受到同樣的地震影響時(shí)，受到的損壞程度也不會(huì)相同。地震的發(fā)生會(huì)對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的破壞，如果選擇的場地不好，那么會(huì)導(dǎo)致變電站受到的傷害更加嚴(yán)重，可能會(huì)造成建筑的倒塌。所以在進(jìn)行建筑場地的選擇時(shí)，不能選擇土質(zhì)軟弱的場地，在選擇時(shí)，如果不能有效的將這些場地進(jìn)行避開，那么就應(yīng)該對(duì)場地進(jìn)行改造，使其具有抗震的基本要求。

1.2慎重選取變電站土建結(jié)構(gòu)體系

在進(jìn)行變電站土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，也要謹(jǐn)慎做好設(shè)計(jì)方案，這也會(huì)影響變電站的抗震性能，所以應(yīng)該選擇合理的變電站土建結(jié)構(gòu)，在實(shí)際施工中，應(yīng)該從下面幾個(gè)方面來進(jìn)行設(shè)計(jì)：首先抗震設(shè)計(jì)方案應(yīng)該保證全面，不能夠讓個(gè)別的土建結(jié)構(gòu)對(duì)整體的抗震性能產(chǎn)生影響，所有的變電站土建結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)，都要有一定的贅余度，使得雖然一些建筑物出現(xiàn)損壞時(shí)，但是不會(huì)影響到整體的抗震性能;針對(duì)地震所產(chǎn)生的力量做好傳遞路徑的設(shè)計(jì)，能夠做好計(jì)算圖。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該考慮到垂直中立的荷載情況，確保其壓應(yīng)力能夠在水平方向上保持均勻，如果是轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，那么針對(duì)于上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，在設(shè)計(jì)時(shí)要確保荷載力要能夠進(jìn)行兩次以上的轉(zhuǎn)換;設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該保證土建結(jié)構(gòu)體系的強(qiáng)度和剛度滿足抗震的要求。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要保證構(gòu)件的各個(gè)部位的剛度和強(qiáng)度進(jìn)行均勻分配，避免出現(xiàn)個(gè)別部件的支撐力不足，造成部分區(qū)域出現(xiàn)問題，影響建筑的質(zhì)量。

2.變電站結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1變電站的抗震設(shè)計(jì)

在對(duì)變電站進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該從整體的角度入手，進(jìn)而在變電站的整體規(guī)劃下，將擴(kuò)建的條件進(jìn)行考慮：主要是平面和豎向兩個(gè)方面的布置。在進(jìn)行平面布置時(shí)，要堅(jiān)持橫平豎直、受力均勻、剛度對(duì)稱的原則。對(duì)于跨間的質(zhì)量較大的情況時(shí)，那么不要在結(jié)構(gòu)單元的邊緣放置，而是要在另外的地方放置。如果有質(zhì)量很大的設(shè)備，那么最好將其放置在一個(gè)相對(duì)安全的位置，也就是剛度中心的位置。如果在場中設(shè)置比較長的懸臂結(jié)構(gòu)時(shí)，那么一定不可以在其上部上懸置比較重的設(shè)備。在變電站內(nèi)部開展豎向布置時(shí)，在對(duì)多項(xiàng)工業(yè)做好協(xié)調(diào)，進(jìn)而可以選擇好位置，可以結(jié)合各種荷載和自重之后，在最大程度上將其中心控制在最低位置，保持住其的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的高度和中心的有效調(diào)控。

2.2變電站附屬設(shè)備基礎(chǔ)

變電站內(nèi)會(huì)放置較多的設(shè)備，這些設(shè)備還會(huì)有一些附屬設(shè)備，如果在變電站內(nèi)要放置一些質(zhì)量大重心高的設(shè)備時(shí)，在安裝之前，應(yīng)該對(duì)其重力荷載進(jìn)行計(jì)算，然后結(jié)合變電站設(shè)置，來確定其應(yīng)該放置的位置，同時(shí)考慮到其豎向地震力情況，確保設(shè)備可以穩(wěn)固的在主場內(nèi)。

2.3變電站結(jié)構(gòu)構(gòu)件選型

變電站的結(jié)構(gòu)中，有較多的構(gòu)件，如屋蓋體系、圍護(hù)等結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行屋蓋選擇時(shí)，其中無檁屋蓋體系是一個(gè)比較好的選擇，因?yàn)樵诮ㄔO(shè)過程中，如果剛度不足，或者是設(shè)計(jì)的不協(xié)調(diào)，那么其就會(huì)發(fā)生很大的位移，這會(huì)影響建筑的抗震質(zhì)量。使用無檁屋蓋體系，可以將建筑的抗扭強(qiáng)度有效提高，使得框架與排架能夠共同協(xié)調(diào)工作。

3.變電站結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施

（1）采用偏心支撐框架。這種框架結(jié)構(gòu)對(duì)建筑來講，其具有更好的抗震能力，在豎向支撐上要進(jìn)行落地處理。如果其在水平方向上，有比較大的受力，那么應(yīng)該對(duì)其使用多道的豎向支撐。如果是高烈度地區(qū)，要多設(shè)置幾道防線，如果資金允許，應(yīng)該建立抗震剪力墻，其可以在發(fā)生地震時(shí)，將其帶來的水平力進(jìn)行有效降低，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)主框架的保護(hù)。 （2）高烈度地震區(qū)變電站布置上應(yīng)提前優(yōu)化。變電站在選擇場地時(shí)，要避免將其設(shè)置在高烈度的區(qū)域，如果最后必須設(shè)置在高烈度的區(qū)域，那么就需要采取有效的手段來將烈度影響降到最低，不能只是按照普通的抗震設(shè)計(jì)來建設(shè)，應(yīng)該結(jié)合變電站的綜合情況來進(jìn)行設(shè)計(jì)，做好結(jié)構(gòu)的均勻性控制，使得整個(gè)工程設(shè)計(jì)能夠得到全面的優(yōu)化。 （3）減少結(jié)構(gòu)外形的較大凸出或收進(jìn)。在對(duì)變電站土建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該避免結(jié)構(gòu)外形有明星的凸出或者是收進(jìn)情況。所以，在施工設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，使得土建結(jié)構(gòu)的抗震能力能夠被較大的提高。

結(jié)語

總而言之，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，越來越多的變電站不斷涌現(xiàn)，而在變電站土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，變電站是其核心內(nèi)容，所以相關(guān)的工作人員一定要充分結(jié)合工程的實(shí)際情況，對(duì)其進(jìn)行不斷地優(yōu)化設(shè)計(jì)，只有這樣才能更好地幫助變電站有效的運(yùn)行，為電力行業(yè)發(fā)展的光明前景提供更加有力的保障。

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