電力工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常見問題與設(shè)計(jì)規(guī)范分析

曹凱翔

摘要：電力工程的質(zhì)量安全是否有保障直接取決于電力工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否符合要求。作為設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)的工作者來說，不僅要關(guān)注電力工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)規(guī)范和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下完成的。

關(guān)鍵詞：電力工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；易發(fā)問題；設(shè)計(jì)規(guī)范

一、地基等基礎(chǔ)層面的易發(fā)問題

不規(guī)范的地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)帶來的后果十分嚴(yán)重，其主要表現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：

（1）承重磚的所用材料不合理。由于多孔磚特殊的墻體構(gòu)造，在室內(nèi)防潮層以下亦或是地面以下的基礎(chǔ)層均不能采用多孔磚來完成建筑的地基建造。而從實(shí)際情況來看，不少項(xiàng)目在承重磚的基礎(chǔ)用材上并沒有遵循這一準(zhǔn)則，仍然采用多孔磚。

（2）在對(duì)軟弱的地基進(jìn)行換土墊層處理時(shí)，不是在合理設(shè)計(jì)的指導(dǎo)下完成的，只是僅憑建造者的經(jīng)驗(yàn)來處理問題，根本就不會(huì)考慮要設(shè)計(jì)換土墊層。這種不對(duì)墊層的寬度和厚度進(jìn)行計(jì)算的忽視軟弱地基危害的態(tài)度，是不科學(xué)的。

二、樓層平面的剛度問題

部分電力工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，不僅缺乏必要的保護(hù)措施，甚至根本就不了解結(jié)構(gòu)觀念這種基礎(chǔ)性的知識(shí)就貿(mào)然運(yùn)用樓板變形來進(jìn)行計(jì)算。眾所周知，在數(shù)學(xué)力學(xué)模型上呈現(xiàn)出來的計(jì)算機(jī)程序編程是成立的或者可以說準(zhǔn)確無誤的，但在實(shí)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(dòng)較大的問題上很難做到精確。所以，在設(shè)計(jì)此類這建筑的結(jié)構(gòu)時(shí)，很容易出現(xiàn)一些問題，譬如某些構(gòu)件或部位的安全儲(chǔ)備過大以及結(jié)構(gòu)不安全等。剛性樓面是設(shè)計(jì)時(shí)的不二選擇，這樣可以將計(jì)算機(jī)程序得出的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況中產(chǎn)生的偏差降到最低，基本反映出結(jié)構(gòu)的真實(shí)受力狀況。而要想實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，在建筑的設(shè)計(jì)之初或者說在方案階段就應(yīng)盡量采用樓面沒有變形的平面。

三、結(jié)構(gòu)縫設(shè)置以及縫寬度問題

溫度的變化對(duì)建筑結(jié)構(gòu)有著不利影響，因此，電力工程物尤其是超長(zhǎng)電力工程物設(shè)置合理的伸縮縫是十分有必要的。但是部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員不使用伸縮縫減少溫度影響而使用后澆帶代替，這種做法存在一定的問題。因?yàn)楹鬂矌Р荒芙鉀Q溫度變化的影響，僅能減少混凝土材料干縮的影響。在后澆帶處的混凝土封閉后，若結(jié)構(gòu)再受溫度變化的影響，后澆帶就不能再起任何作用了。一些超長(zhǎng)建筑結(jié)構(gòu)不便或不能設(shè)置溫度伸縮縫時(shí)，應(yīng)采取其他構(gòu)造加強(qiáng)措施，不能只留設(shè)施工后澆帶。

四、振型數(shù)取值問題及設(shè)計(jì)規(guī)范

建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果的精度與振型數(shù)取多少密切相關(guān)。對(duì)于剛度不均勻、平面不規(guī)則的復(fù)雜電力工程結(jié)構(gòu)，尤其對(duì)于大底盤結(jié)構(gòu)、多塔結(jié)構(gòu)，在考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計(jì)算時(shí)，很難確定應(yīng)該取多少個(gè)振型數(shù)來計(jì)算地震作用。若振型數(shù)取得太多，則增加了很多計(jì)算工作量；若振型數(shù)取少了，有些高振型的地震作用計(jì)算不出來，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)不安全。一般應(yīng)遵循以下原則：當(dāng)考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時(shí)，振型數(shù)應(yīng)取≥9，結(jié)構(gòu)層數(shù)較多或結(jié)構(gòu)剛度突變較大，振型數(shù)應(yīng)多取，但又不能多于房屋層數(shù)的3倍。當(dāng)不考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計(jì)算時(shí)，至少應(yīng)取3；當(dāng)振型數(shù)多于3時(shí)，宜取3的倍數(shù)，但不應(yīng)多于房屋的層數(shù)；如層數(shù)=5層時(shí)，振型數(shù)可取3，而不能是6；如層數(shù)≤2時(shí)，振型數(shù)可取2或1。

五、計(jì)算結(jié)果的大致判斷問題

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)借助計(jì)算機(jī)軟件是十分必要的，但判斷計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果也十分關(guān)鍵。判斷計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果主要從兩個(gè)方面進(jìn)行，即正確對(duì)待結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件的分析結(jié)果，判斷電算結(jié)果的合理性。正確對(duì)待結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件的分析結(jié)果?！犊拐鹨?guī)范》2.6.6條規(guī)定：“所有計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果，應(yīng)經(jīng)分析判斷確認(rèn)其合理、有效后方可用于工程設(shè)計(jì)。”分析過程和計(jì)算模型與實(shí)際結(jié)構(gòu)的差異的誤差、材料彈性和彈塑性參數(shù)的假定、各類荷載的確定，都會(huì)造成計(jì)算結(jié)果的誤差；計(jì)算機(jī)分析是根據(jù)結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型進(jìn)行的，采用簡(jiǎn)化的模型和簡(jiǎn)化的荷載。因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須清醒地認(rèn)識(shí)到，電算分析沒有絕對(duì)正確的結(jié)果，只有更合理的模型和結(jié)果，必須正確處理人與計(jì)算機(jī)的關(guān)系。對(duì)于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要清楚計(jì)算模型的假定和適用條件，需要借助計(jì)算機(jī)以提高計(jì)算效率，但絕對(duì)不能單純依賴計(jì)算機(jī)，對(duì)計(jì)算結(jié)果判斷校核合理有效后，方可用予工程設(shè)計(jì)。

六、單樁承載力取值出現(xiàn)偏差或缺乏計(jì)算依據(jù)問題

電力工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，單樁承載力取值易出現(xiàn)偏差或缺乏計(jì)算依據(jù)，此時(shí)可從以下四個(gè)方面考慮。1）工程項(xiàng)目場(chǎng)地原為地勢(shì)較低或河道時(shí)，松散的新近填土作為上部土層，樁基設(shè)計(jì)時(shí)直接采用試樁提供的承載力或直接按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算單樁承載力數(shù)值，沒有考慮上部未固結(jié)（或欠固結(jié)）土層在固結(jié)沉降過程中可能引起的樁側(cè)負(fù)摩阻力的影響。2）樁身承載力驗(yàn)算時(shí)，沒有考慮樁身壓曲或施工工藝系數(shù)ψc的影響，對(duì)抗拔樁，沒有進(jìn)行樁身抗裂驗(yàn)算，僅計(jì)算樁身承載力。3）對(duì)于不同的樁型，按規(guī)范經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算單樁豎向承載力時(shí)，各土層的極限端阻力和極限側(cè)阻力是不同的（即成樁工藝不同，地基土對(duì)不同樁型的支承能力不同）。一些工程項(xiàng)目地質(zhì)勘察報(bào)告僅提供了計(jì)算打入式預(yù)制樁的單樁承載力設(shè)計(jì)參數(shù)，而設(shè)計(jì)采用鉆孔灌注樁，并直接引用地質(zhì)報(bào)告中的設(shè)計(jì)參數(shù)，使計(jì)算的單樁承載力出現(xiàn)偏差。4）電力工程有地下室時(shí)，在按靜載試驗(yàn)確定單樁承載力時(shí)，沒有扣除地下室深度范圍內(nèi)的樁側(cè)摩阻力，由于基坑開挖后暴露時(shí)間不宜過長(zhǎng)，試樁一般都在基坑開挖前進(jìn)行，基坑開挖后，地下室深度范圍內(nèi)的樁側(cè)摩阻力己不再存在。

七、結(jié)束語

綜上所述，電力工程的質(zhì)量安全是否有保障直接取決于電力工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否符合要求。要想使電力工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)科學(xué)合理，就要將各方面的因素都考慮在內(nèi)?？茖W(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和設(shè)計(jì)規(guī)格的嚴(yán)格管理，不僅會(huì)使項(xiàng)目的最終完工實(shí)現(xiàn)安全、合理和經(jīng)濟(jì)，還能盡可能地避免工程和用電等方面的安全問題。

參考文獻(xiàn)

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