裝配式變電站建筑物土建設(shè)計(jì)探討

李佳炳

摘要：裝配式的變電站在進(jìn)行土建設(shè)計(jì)時需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)原則展開，重視土建設(shè)計(jì)中裝配式變電站的各種構(gòu)件的設(shè)計(jì)過程，提高土建設(shè)計(jì)的有效性和創(chuàng)新性。本文就對裝配式變電站建筑物土建設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：裝配式變電站;建筑物;土建設(shè)計(jì)

1、引言

變電站是電力基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，變電站的建筑物建造長期以來沿用了就地采購砂石、磚塊、鋼筋、水泥等建筑材料，現(xiàn)場綁扎鋼筋、立模、拌制混凝土、澆筑、養(yǎng)護(hù)、砲筑填充墻并粉刷等傳統(tǒng)模式，其中的缺點(diǎn)有建筑工人勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，施工速度慢，建設(shè)周期長，材料消耗多等，施工質(zhì)量容易受到施工隊(duì)技術(shù)水平和天氣等因素影響。裝配式建筑受氣候條件制約小，節(jié)約勞動力并可提高建造效率和質(zhì)量。目前綠色建筑，裝配式建筑等理念在民用建筑領(lǐng)域已被大力推廣，同時國家電網(wǎng)公司要求全面推行變電站模塊化建設(shè)，鼓勵變電站采用裝配式構(gòu)件，減少施工濕作業(yè)，提高工程建設(shè)的效率，減少對環(huán)境的污染。這就要求變電站建設(shè)適應(yīng)現(xiàn)代化的需要，采用裝配式結(jié)構(gòu)，采用新型建材，用新技術(shù)建房。變電站土建裝配式應(yīng)用范圍主要有主控通信室、配電裝置室等單層或多層建筑，以及構(gòu)架、防火墻、電纜溝等構(gòu)筑物。

2、裝配式的變電站土建設(shè)計(jì)基本原則

在設(shè)計(jì)和優(yōu)化裝配式變電站的土建項(xiàng)目時，要根據(jù)智能化變電站的實(shí)際設(shè)計(jì)要求和標(biāo)準(zhǔn)配置主動遵循理念創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新的原則，不斷促進(jìn)變電站施工工程的技術(shù)革新和施工技藝發(fā)展，突出工業(yè)化施工的核心優(yōu)勢，不斷進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。一般而言，在變電站的土建設(shè)計(jì)工作中，要始終堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能減排、保護(hù)生態(tài)環(huán)保的施工理念，在充分保障施工安全性和可靠性的基礎(chǔ)上，提高信息技術(shù)和數(shù)據(jù)分析的支持力度，在多種設(shè)計(jì)方案的對比分析中選擇優(yōu)化最佳設(shè)計(jì)，把變電站的建設(shè)目標(biāo)作為周期成本中的最優(yōu)組合，從而進(jìn)行有針對性的優(yōu)化設(shè)計(jì)與統(tǒng)籌管理，并采用標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)和檢驗(yàn)形式實(shí)現(xiàn)對施工工序的整體串聯(lián)與統(tǒng)一控制。

3、裝配式的變電站在土建設(shè)計(jì)中的構(gòu)件設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1模數(shù)化設(shè)計(jì)

在裝配式變電站土建設(shè)計(jì)中，為了實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械裝配化以及建筑構(gòu)件生產(chǎn)工廠化，首先需要滿足模數(shù)化要求。為了提升裝配式變電站工業(yè)化生產(chǎn)程度，減少生產(chǎn)模具數(shù)量，該變電站設(shè)計(jì)采用模數(shù)化設(shè)計(jì)方式，其中：柱網(wǎng)模數(shù)為7.2m、外墻模數(shù)為1.2m、外窗模數(shù)為0.6m。通過應(yīng)用規(guī)整柱網(wǎng)、歸并構(gòu)件的方式，最大程度上減少生產(chǎn)模具數(shù)量。

3.2裝配式的變電站的防火墻設(shè)計(jì)要點(diǎn)

裝配式變電站的防火墻在設(shè)計(jì)時要嚴(yán)格按照國家相關(guān)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證防火墻具備足夠的結(jié)構(gòu)承載力和耐火極限。通常情況下，裝配式變電站的防火墻會使用現(xiàn)澆的杯形基礎(chǔ)，并在插入立柱以后用預(yù)先調(diào)制好的細(xì)石混凝土進(jìn)行再次的灌漿填充，并采用包裹的方法保護(hù)鋼柱兩側(cè)及頂部。

3.3裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑物圍護(hù)墻板

建筑物墻體是降低建筑能耗的關(guān)鍵因素之一，墻板材料及其構(gòu)造，是模塊化裝配式建筑推廣的關(guān)鍵技術(shù)之一。板材建筑因其具備質(zhì)輕、防火、施工快捷等優(yōu)點(diǎn)，在當(dāng)前的裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑中得到廣泛應(yīng)用。目前市場常見的預(yù)制大板材有：防火石膏板+保溫棉、壓型鋼板復(fù)合墻板、ALC板（蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土板）、鋁鎂錳板等。防火石膏板一般用于變電站內(nèi)主控樓、配電裝置樓的內(nèi)墻板。防火石膏板具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、隔熱、防火、加工方便等優(yōu)點(diǎn)。壓型鋼板復(fù)合墻板的外板夾芯板系彩色涂層鋼板面板及底板與保溫芯材通過粘強(qiáng)劑復(fù)合而成的保溫復(fù)合圍護(hù)板材。該板材保溫隔熱性優(yōu)良，但連接件容易出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)像、表面涂層易于老化，一般只有5～20年的使用年限，與國家電網(wǎng)提倡的60年全壽命周期變電站要求相差甚遠(yuǎn)，因此不適合應(yīng)用于裝配式變電站。ALC板是蒸壓加氣混凝土板的簡稱。ALC板材質(zhì)量較輕，可有效減輕建筑物的自重。該板具有較好的保溫隔熱性能，適用于內(nèi)外墻板、屋面板、防火墻等，是一種輕質(zhì)高強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料。但縫材易老化，使用過程應(yīng)注意維護(hù)。鋁鎂錳合金復(fù)合幕墻集成墻板由鋁鎂錳合金板、型鋼龍骨、防火保溫棉組合而成。由工廠進(jìn)行單元幕墻板預(yù)制，現(xiàn)場進(jìn)行模塊化吊裝，與主體結(jié)構(gòu)使用螺栓固定和掛接。鋁鎂錳合金是一種輕型、耐候、穩(wěn)定、環(huán)保的新型材料，使用壽命長，是未來裝配式變電站著重發(fā)展的一種外墻圍護(hù)材料。

3.4主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

裝配式變電站土建主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在著裝配式建筑普遍存在的問題，即框架梁柱節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)構(gòu)造及傳力。在該裝配式變電站土建設(shè)計(jì)中，優(yōu)選主體結(jié)構(gòu)，應(yīng)用清晰的傳力方式：框架柱為兩層整體預(yù)制，采用型鋼對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加強(qiáng)處理，應(yīng)用強(qiáng)柱弱梁以及強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件等概念設(shè)計(jì)，提升主體結(jié)構(gòu)的抗震性，施工方式便捷，有利于提升施工進(jìn)度;主梁和次梁采用疊合設(shè)計(jì)形式，梁端采用型鋼與柱（梁）連接。在疊合層設(shè)計(jì)中，需提高混凝土結(jié)構(gòu)剪切力，避免發(fā)生漏漿問題。在樓面板設(shè)計(jì)中采用格構(gòu)筋疊合板，加強(qiáng)板的受力性能，增加新舊混凝土的咬合力。此外，為了提高土建主體結(jié)構(gòu)的整體性能，可以將現(xiàn)澆混凝土作為粘合劑。外墻結(jié)構(gòu)和主體結(jié)構(gòu)應(yīng)用鉸接方式連接。

3.5裝配式的變電站的電纜溝設(shè)計(jì)要點(diǎn)

設(shè)計(jì)裝配式的變電站的電纜溝需要符合標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化的施工要求，選擇合適的設(shè)計(jì)思維保證混凝土預(yù)制工作的順利進(jìn)行。此外，要充分考慮電纜溝的預(yù)制長度，并根據(jù)預(yù)制長度合理選擇運(yùn)輸途徑和安裝形式，在控制好電纜溝自重的前提下，保證現(xiàn)場施工的便捷性和防水需求，適當(dāng)使用密封膠對電纜溝單體之間的縫隙進(jìn)行密封。另外也需要在預(yù)埋的溝壁扁鋼之上焊接能起到實(shí)際作用的電纜支架，并在每個電纜溝單體的底部位置設(shè)置不同的匯水溝槽，從而保證溝底具有一定的排水和防潮能力，為工程建設(shè)減少積水影響。

3.6裝配式建筑物屋面

建筑樓面，屋面板體系是裝配式變電站建筑物構(gòu)件的受控要件，其性能同時要滿足隔音，防火，抗撞擊等性能，對于屋面特別要注意防水性能。單（多）層框架鋼結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋系統(tǒng)由樓（屋）面板和梁體系組成。樓蓋結(jié)構(gòu)不僅是承受和傳遞豎向荷載的重要結(jié)構(gòu)體系，同時在傳遞由風(fēng)荷載和地震作用所產(chǎn)生的水平力方面也起著重要作用，合理的樓蓋結(jié)構(gòu)布置可以有效地提高框架結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度和整體行，協(xié)調(diào)樓層的變形。目前在鋼結(jié)構(gòu)中常用的屋面材料主要有蒸壓加氣輕質(zhì)混凝土屋面，鋼骨架輕型混凝土屋面板，壓型鋼板復(fù)合板，鋁鎂錳合金屋面板，壓型鋼板底模現(xiàn)澆板，鋼筋桁架樓承板，鋼筋桁架混凝土疊合板，PK預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板等，裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓屋蓋的選擇從裝配性能，施工便利性，結(jié)構(gòu)耐久性，防腐性能，防火性能，電纜管線敷設(shè)，建筑美觀性等各方面綜合考慮，鋼框架房屋樓屋面板可采用壓架結(jié)構(gòu)屋面板可采用壓型鋼板復(fù)合板或鋁鎂錳合金型鋼板底模現(xiàn)澆板或鋼筋桁架樓承板，輕型門式鋼屋面板。

4、結(jié)束語

雖然就目前來說，我國裝配式變電站技術(shù)有了一定的發(fā)展，但是也存在著一些急需解決的問題，比如一些技術(shù)結(jié)構(gòu)體系還不夠系統(tǒng)化，國內(nèi)的市場還有待開發(fā)，國內(nèi)的技術(shù)人員資源缺乏等等。并且在這個資源共享，發(fā)展迅速的信息時代，唯有不斷創(chuàng)新，與時具進(jìn)，緊跟時代的步伐和潮流，走在技術(shù)的前端才能夠不斷地發(fā)展成長。

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