生物質(zhì)電廠主廠房土建結(jié)構(gòu)設(shè)計探討

劉衛(wèi)民

中國能源建設(shè)集團(tuán)湖南省電力設(shè)計院有限公司 湖南 長沙 410007

1 生物質(zhì)電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計的概述

電廠建設(shè)實施建設(shè)的工作中，土建結(jié)構(gòu)設(shè)計是需要重點研究的課題之一，電廠的土建工程建設(shè)是電廠工程建設(shè)過程中非常重要的內(nèi)容，在土建結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，需要重視基礎(chǔ)、墻體、梁柱等結(jié)構(gòu)的設(shè)計，增強(qiáng)其承重系數(shù)和抗拉系數(shù)，從而為了電廠的安全運行打下夯實的基礎(chǔ)。

在現(xiàn)階段的電廠土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計和管理過程中，可以把土建結(jié)構(gòu)設(shè)計分為三個階段進(jìn)行分析：第一，結(jié)構(gòu)選型階段，這一個階段的主要工作內(nèi)容就是根據(jù)電廠建設(shè)施工的實際情況和要求進(jìn)行施工圖紙的設(shè)計，并對設(shè)計過程中的建筑結(jié)構(gòu)形式和建筑物基礎(chǔ)形式實施有效的控制。在實施土建工程設(shè)計的時候，首先要確定好結(jié)構(gòu)形態(tài)，然后參考其具體的要求對工程施工工藝、方法和設(shè)備進(jìn)行確認(rèn)和選擇，而且還要有效地對與其相應(yīng)的承重體系和受力體系實施科學(xué)合理的布置。第二，設(shè)計階段。設(shè)計階段的核心工作就是結(jié)構(gòu)計算，主要的設(shè)計方式就是利用一個卷冊和有關(guān)資料作為管理措施。第三，施工圖紙的設(shè)計階段，該階段的核心工作就是結(jié)合工程項目結(jié)構(gòu)的現(xiàn)實情況來選出合適的工程結(jié)構(gòu)配件，同時設(shè)計出更加科學(xué)的，適用性更強(qiáng)的施工圖，從而確保工程可以順利開展施工工作[1]。

2 生物質(zhì)電廠土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點

2.1 主廠房地基基礎(chǔ)設(shè)計

首先對施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況進(jìn)行勘測，獲得詳細(xì)的地質(zhì)資料。當(dāng)發(fā)現(xiàn)不良情況時，及時對地基進(jìn)行處理。在選擇主廠房基礎(chǔ)類型的過程中，優(yōu)先采用獨立基礎(chǔ)，也可以選擇依次采用樁基、條形、筏板基礎(chǔ)。針對主廠房地基進(jìn)行設(shè)計時一定要充分考慮工程地質(zhì)條件及主廠房各單元的沉降特點，選用不同地基處理形式或不同的樁基持力層對相鄰結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行處理。對設(shè)計等級為乙、丙級的建筑物，都必須按照地基變形進(jìn)行設(shè)計。在進(jìn)行基礎(chǔ)平面布置的時候一定要充分考慮相鄰基礎(chǔ)關(guān)系，不僅要考慮廠房自身基礎(chǔ)的相互關(guān)系，也要對汽機(jī)基礎(chǔ)、電動給水泵基礎(chǔ)、平臺基礎(chǔ)及其他設(shè)備基礎(chǔ)的平面位置和埋置深度給予充分的重視，避免發(fā)生碰撞，可以優(yōu)先采用將主廠房基礎(chǔ)與設(shè)備基礎(chǔ)脫開的方案。

2.2 主廠房屋面結(jié)構(gòu)的設(shè)計

汽機(jī)房屋面結(jié)構(gòu)的屋蓋體系一般包括有檁和無檁兩種。在目前的生物質(zhì)電廠工程中最為常見的是壓型鋼板有檀體系屋面，這種屋面結(jié)構(gòu)具備自重輕和施工簡捷的優(yōu)點。屋面梁通常都是選擇鋼屋架、實腹鋼梁結(jié)構(gòu)。屋架形式通常選擇梯形屋架、平行弦屋架或下承式屋架等。如果屋蓋的跨度在12～21m之間，上述2種屋面梁都能選擇使用，但也要結(jié)合實際情況進(jìn)行選擇。如果屋蓋的跨度超過了18m，優(yōu)先采用鋼屋架結(jié)構(gòu)。鋼屋架形式具備技術(shù)成熟和質(zhì)量保證的優(yōu)勢，但是也具有抗震性差、消耗鋼材量大、鋼桁架平面外剛度差、需占用大量施工的場地及施工周期長的缺點。實腹鋼梁的優(yōu)勢就是美觀、設(shè)計制作簡單，但是消耗鋼材的量也較大，尤其是在跨度較大時更加突出。

2.3 主廠房的抗震設(shè)計

在電廠主廠房的抗震設(shè)計中，設(shè)計者主要是利用時程分析方法對時間歷程曲線中平均值的計算，并與反應(yīng)譜法相互融合計算得到較大的值，從得到達(dá)到主廠房對安全性的設(shè)計要求的結(jié)果，這樣的補(bǔ)充計算方法在電廠建設(shè)中應(yīng)用的很廣泛。然而，主廠房的結(jié)構(gòu)一般都是很復(fù)雜。例如，鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的交錯層和相關(guān)層高度存在問題，這些問題的出現(xiàn)是不可避免的，因此我們能夠通過對部分發(fā)生大地震比較多的地區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，來達(dá)到對主廠房薄弱層的有效驗算的目的[2]。

3 提高生物質(zhì)電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計的措施

3.1 優(yōu)化材料的選擇

在電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，基礎(chǔ)層墊設(shè)計中要設(shè)定一個混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，使得監(jiān)理人員和設(shè)計人員都能有一個標(biāo)準(zhǔn)作為參考。在現(xiàn)實工程中，使用C10等級強(qiáng)度的混凝土就能滿足基礎(chǔ)層墊的施工要求，若選用C15等級強(qiáng)度的混凝土就會導(dǎo)致不必要的資源浪費。因為對規(guī)定的理解出現(xiàn)誤解造成了對混凝土強(qiáng)度等級的分歧。強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值是鋼筋混凝土的標(biāo)準(zhǔn)值，不是基礎(chǔ)層墊的標(biāo)準(zhǔn)值?；A(chǔ)層墊施工中不會選用鋼筋混凝土作為施工的混凝土，主要就是為了使得基土更加的穩(wěn)固，確保其結(jié)構(gòu)不會被施工設(shè)備進(jìn)行作業(yè)時發(fā)出的振動造成破壞。

3.2 優(yōu)化砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計

地下防塵和防潮設(shè)計是砌體優(yōu)化設(shè)計的重要內(nèi)容，有利于確保砌體結(jié)構(gòu)的長期使用。比如在潮濕的環(huán)境下對砂漿的要求是M7.5以上，那么就要使用MU15的磚進(jìn)行堆砌。然而有些設(shè)計人員仍然會使用M5的砂漿和MU10的磚體進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定，這樣就很難保證砌體的長時間使用，因此優(yōu)化砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計具有重要的現(xiàn)實意義。

3.3 優(yōu)化結(jié)構(gòu)構(gòu)造

在土建結(jié)構(gòu)設(shè)計中留置伸縮縫可以有效減少墻體裂縫。在外部環(huán)境溫度變化的影響下，混凝土?xí)霈F(xiàn)膨脹和緊縮，導(dǎo)致墻體開裂，因此，設(shè)計人員一定要嚴(yán)格按照土建設(shè)計的相關(guān)規(guī)定，并依據(jù)建筑所在的位置和周邊環(huán)境設(shè)計出合適的伸縮縫寬度，從而減少墻體開裂，減弱裂縫對整體結(jié)構(gòu)的不利影響。

3.4 保護(hù)層厚度

混凝土的耐久度對保護(hù)層的厚度有直接的影響，當(dāng)基礎(chǔ)設(shè)計不可避免地要接觸到水的時候，一定要把混凝土的強(qiáng)度合理的加強(qiáng)，從而確?；炷潦褂玫钠谙薷娱L久。并且，基礎(chǔ)的保護(hù)層厚度一定要比原有設(shè)計中的厚度大一點，這樣做能夠有效提高混凝土的耐久度，大大延長了混凝土的使用時間。

4 結(jié)束語

綜上所述，土建結(jié)構(gòu)設(shè)計在生物質(zhì)電廠建設(shè)過程中起著至關(guān)重要的作用，因此，為了實現(xiàn)電廠為社會提供更加安全穩(wěn)定的供電服務(wù)，就必須結(jié)合電廠建設(shè)的實際情況和標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行有效的土建結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而保障我國的電力事業(yè)更好更快的發(fā)展。