探討電力工程結構設計問題及設計規(guī)范

摘 要：設計電力的工程結構是一項既辛苦又需承擔責任的工作。因為它關乎著運作環(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題。所以結構設計這一環(huán)節(jié)受到了高度重視。筆者在這篇文章中主要是對電力工程結構設計中的易發(fā)問題和設計規(guī)范予以介紹。

關鍵詞：電力工程；結構設計；易發(fā)問題；設計規(guī)范

電力工程的質量安全是否有保障直接取決于電力工程的結構設計是否符合要求。作為設計其結構的工作者來說，不僅要關注電力工程結構設計環(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。態(tài)度的科學嚴謹，是電力工程質量過關和供電安全達標的基礎。

1 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造，在室內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。憑著經驗只是簡單地加強一下砂墊層的承載力，無論是從安全角度還是從經濟角度來考慮，都是不合規(guī)范的。

2 樓層平面的剛度問題

部分電力工程結構的設計，不僅缺乏必要的保護措施，甚至根本就不了解結構觀念這種基礎性的知識就貿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構時，很容易出現(xiàn)一些問題，譬如某些構件或部位的安全儲備過大以及結構不安全等。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果與實際情況中產生的偏差降到最低，基本反映出結構的真實受力狀況。而要相實現(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。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等問題都要盡可能地避免。

3 設置結構縫及其縫寬度的問題

溫度的變化會對建筑的結構造成不良影響，這就要求電力工程物尤其是超長類電力工程物在設置伸縮縫時要科學合理。但是部分設計結構的工作人員均用后澆帶來代替伸縮縫，從而減少溫度造成的影響，其實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構造成的傷害。若超長建筑的結構不允許設置溫度伸縮縫時，可采取其他構造來進行加強，不能僅依靠后澆帶。例如：預應力混凝土結構的應用、選擇配置間距較密和直徑較小的溫度筋等都是不錯的選擇。

4 振型數(shù)取值問題和設計規(guī)范

振型數(shù)取多少直接關乎著建筑結構計算結果的精確度。在計算剛度和平面都不規(guī)則的復雜電力工程的結構時，一般很難確定到底需要取多少個振型數(shù)來衡量地震的作用。若取得太多，會增加計算的工作量；若取少了，就會計算不出某些高振型的地震作用來，從而造成設計出來的抗震結構不安全。雖然復雜，但也有規(guī)律可循：若考慮扭轉耦聯(lián)，那么振型數(shù)應≥9，在結構層數(shù)較多或結構剛度突變的情況下，應多取振型數(shù)，但不能超過房屋層數(shù)的3倍。當不考慮這一因素時，至少應取3；當振型數(shù)超過3時，最好選取3的倍數(shù)，仍不能超過房屋的層數(shù)；若層數(shù)≤2時，振型數(shù)取2或1。

5 計算結果的判定問題

設計建筑結構時，定會用到計算機軟件，那么它所產生的計算結果就顯得至關重要。但這一結果是否正確，可從兩個方面進行判定：（1）要用科學的態(tài)度來對待結構計算軟件所產生的分析結果；（2）看看電算結果是否合理。對待結構計算軟件的分析結果，在《抗震規(guī)范》中的第2.6.6條是這樣規(guī)定的：“所有由計算機產生的計算結果，應經過仔細分析，在確認其合理有效后，才可以用于工程設計?！痹斐捎嬎憬Y果產生誤差的可能性有很多，比如：分析過程和計算模型的模擬、與材料相關的各種參數(shù)的設定以及對各類荷載的確定等都會使計算結果產生偏差；計算機的各種分析是通過結構力學模型模擬出來的，模型和荷載都是簡化過了的。所以，作為設計建筑結構的人員來說，應清醒地認識到電算分析的結果不是絕對正確的，要處理好人與計算機之間的關系。當面對復雜的結構設計時，結構設計人員可運用計算機來完成對各種情況的計算來提高工作效率，但不可盲目地完全依賴計算機。只有對計算結果進行反復校核并確認其有效后，才可運用到實際的工程設計中。

6 單樁承載力取值偏差或計算依據(jù)缺乏等問題

在設計電力工程結構時，若單樁承載力的取值出現(xiàn)偏差或者缺乏相應的計算依據(jù)，可從四個方面予以考慮：其一，工程項目的場地設置在地勢低洼或河道處，且上部土層用的是松散的新近填土，樁基的設計中要求的承載力數(shù)值，也并沒有經過實地考察，而是根據(jù)公式計算得來亦或是依照試樁的標準來衡量的。其二，在驗算樁身的承載力時，只是單一地計算其自身的承載力，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。其三，不同的樁型，使得各土層的極限端阻力和側阻力也有所不同。換句話說就是，不同的成樁工藝，地基對其所能承受的支承能力也是不同的。部分工程項目在地質勘察的報告提供的是打入式預制樁的單樁承載力參數(shù)，但在設計中卻使用的是鉆孔灌注樁，且引用的是報告中的數(shù)據(jù)，這必然會使最終的結果出現(xiàn)偏差。其四，電力工程有地下室時卻沒有扣除在該深度范圍內可能產生的樁側摩阻力?；娱_挖是有時間限制的，基坑開挖前要進行試樁；那么開挖后，地下室那部分的樁側摩阻力就會消失。

7 結語

綜上所述，電力工程的質量安全是否有保障直接取決于電力工程的結構設計是否符合要求。要想使電力工程結構的設計科學合理，就要將各方面的因素都考慮在內?？茖W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、合理和經濟，還能盡可能地避免工程和用電等方面的安全問題。高質量的電廠建筑和高保障的用電安全性，對社會主義現(xiàn)代化的建設也是不可或缺的一部分。

參考文獻

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作者簡介：葛小衛(wèi)（1987.03- ），女，江蘇澤宇電力設計有限公司。