火力發(fā)電廠土建結構設計

白寶華

(云南省電力設計院，云南 昆明 650011)

1 前言

土建結構設計是火力發(fā)電廠設計重要的一部分，其他任何專業(yè)的設計都離不開土建結構專業(yè)，都要以土建結構專業(yè)為基礎，甚至土建結構在整個設計中還起到至關重要的作用。這就要求土建結構設計人員要有一定的工作經驗、甚至是現(xiàn)場工作經驗，要有很強的責任心，以及對其他專業(yè)、相關設備都有一定的認識和了解，盡可能的避免設計圖紙中常見的問題。本文這種簡述火力發(fā)電廠土建結構設計中專業(yè)配合問題，以及幾點關于結構設計的體會。

2 混凝土梁設計

1)梁的配筋率過大，不易施工。某工程為了控制梁的截面高度，把縱筋配得接近2.5%的極限配筋率，但是在施工時，很難實現(xiàn)設計要求，在梁高受限的情況下，可以考慮加寬梁截面，以減少配筋率，非特殊情況下，一般情況配筋率不要超過1.5%，這樣有助于梁端塑性鉸的形成，有利于抗震設計。

根據(jù)規(guī)程規(guī)定，抗震設計框架梁端面混凝土受壓區(qū)高度與有效高度的比值，在二、三級時取極限值0.35，可以反算出縱筋的最大配筋率

ρ=As/bh0其中Asfy=0.35α1fcbh0代入得

若混凝土為C30則有 α1=1 鋼筋采用HRB335 則fy=300N/mm2

則有:ρ=0.35a1fc/fy=1.67%

這樣就計算出了梁縱筋最大配筋率，建議配筋率大于1.6%的梁箍筋采用封閉箍筋，取代135°彎鉤的普通箍筋，防止彎鉤占位，擠走上部鋼筋的位置。同時規(guī)程規(guī)定:梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值，除按設計計算確定外，一級不應小于0.5，二、三級不應小于0.3的強制性規(guī)定。

2)挑梁配筋的簡化手算法:一般來說重挑梁搞垮比為1/6～1/5，輕挑梁為1/8～1/7，根據(jù)經驗等效均布線荷載40kN為界，超過此值，認為是重荷載挑梁，反之為輕。

挑梁根部彎矩為控制彎矩

挑梁構造要求較特殊，對于箍筋，除抗剪計算確定外，其間距都取100mm，因為挑梁全跨的任何截面剪力都相等，設計應無加密區(qū)與非加密區(qū)之分。

某挑梁線荷載為q=41kN/m，外挑4m，屬于重挑梁，h取上限L/5=800mm，梁取400×800，混凝土強度等級為C30，fc=14.3，fτ=1.43，設計改梁，得:M=qL2/2=41*42/2=328kN/m

上部實際配筋選4個HRB400φ32

下部實際配筋選2個HRB400φ32

素混凝土抗剪為

所以箍筋按照構造要求即可，可選φ8@100。

3 混凝土板設計

1)支座兩側板負筋長度不相等問題:相鄰板跨度相差較大時，經常把中間支座兩側板上的承受負彎矩的鋼筋設計成不等長，即跨度大的負筋長，跨度小的負筋短。其實這樣設計不合理。原因是因為中間支座處得彎矩包絡圖實際不是突變的而是漸變的，若按小跨板短跨長度的1/4設計時有時不能完全包含住小跨板的彎矩包絡圖，按照大跨板短跨的1/4長度設計能完全包含住小跨板的彎矩包絡圖。

2)關于板中的溫度、收縮應力尚不易準確計算，規(guī)范給出了配置溫度收縮鋼筋的原則和最低數(shù)量的規(guī)定，必須執(zhí)行。

3)雙向板板厚一般取板短跨尺寸的1/45～1/40，雙向板在不設次梁分割前最大板的經驗尺寸一般認為是8m*8m，但是8m有些保守，舉實例說明，一個四邊簡支的9m*11m的板，板厚按照1/41取，僅僅取了220mm厚，板荷載按照q=15.5kN/m2取值，混凝土強度等級為C30，主筋采用HRB400，經計算(按照塑性板設計)，主要受力方向的下部受力鋼筋As1=736mm2(實配HRB400φ12@100)，主要受力方向的下部受力鋼筋As2=736mm2(實配 HRB400φ12@150)。實例說明按照四邊簡支的支座情況設計的大板，均未發(fā)生任何強度和撓度的問題。

4 混凝土柱設計

1)柱軸壓力的計算，同板設計荷載和柱網(wǎng)尺寸有關，當為矩形軸網(wǎng)時，柱的受荷范圍，一般近似取該柱在X、Y方向相鄰跨跨度中心線所圍合成的矩形，作為受荷面積。

初步估計是可按照地上每層13～15kN/m2，地下每層荷載標準值22kN/m2計算，總層數(shù)疊加厚，乘以受荷面積和設計值轉換系數(shù)1.26，即可近似確定柱軸壓力。

5 結束語

在火力發(fā)電廠土建設計工作中，一些常規(guī)的做法不一定是正確的，提高設計質量，才能設計出安全適用、經濟合理的火力發(fā)電廠。

［1］DL5000－2000.火力發(fā)電廠設計技術規(guī)程［S］.

［2］GB50010－2010.混凝土結構設計規(guī)范［S］.

［3］GB50011－2010.建筑抗震設計規(guī)范［S］.

［4］JGJ3－2010.高層建筑混凝土結構技術規(guī)程［S］.