淺談電廠部分土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

王藤錦

摘 要：土建工程是電廠工程建設(shè)中比不可少的一部分，特別是關(guān)于主廠房的土建工程，需要施工人員嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，以確保電廠工程得以順利展開。土建工程是電廠建設(shè)中不可忽視的重要環(huán)節(jié)，尤其是主廠房的建設(shè)，其質(zhì)量將會影響后續(xù)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。為了提高土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性與有效性，應(yīng)當(dāng)對相關(guān)設(shè)計(jì)工作予以足夠的重視。文中將對發(fā)電廠土建部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及主廠房土建部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)展開探究與討論。

關(guān)鍵詞：電廠;土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);主廠房

電廠土建設(shè)計(jì)工作是電廠工程建設(shè)的重要環(huán)節(jié)之一。主廠房是電廠的核心建筑物之一，其土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案是否符合實(shí)際需求關(guān)系到電廠工程建設(shè)能否順利展開，同時(shí)也對之后電廠工作效率能否達(dá)到最大化形成影響。因此在開展土建施工時(shí)必須做好全面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尤其應(yīng)對主廠房土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)予以關(guān)注，避免其出現(xiàn)滲漏等結(jié)構(gòu)問題。對土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)展開探究有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、發(fā)電廠土建部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.主廠房地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員對主廠房地基進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，必須前往施工現(xiàn)場對現(xiàn)場地質(zhì)進(jìn)行調(diào)查，并熟悉關(guān)于地質(zhì)的文件資料。若發(fā)現(xiàn)地質(zhì)不適用于施工，設(shè)計(jì)人員應(yīng)在設(shè)計(jì)方案中注明，并要求施工人員對地基進(jìn)行處理。建議設(shè)計(jì)人員選用獨(dú)立基礎(chǔ)作為廠房基礎(chǔ)，此外，樁基、條形以及箱型基礎(chǔ)也可作為廠房基礎(chǔ)部。主廠房地基設(shè)計(jì)工作可按照工程地質(zhì)實(shí)際條件，或是主廠房各個(gè)單元沉降的特征進(jìn)行設(shè)計(jì)，選用不同類型的地基處理方式或是樁基持力層對臨近結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行處理。若建筑物設(shè)計(jì)等級為甲級或是乙級，設(shè)計(jì)人員必須根據(jù)地基變形進(jìn)行設(shè)計(jì)?；A(chǔ)平面的設(shè)計(jì)工作應(yīng)將臨近基礎(chǔ)關(guān)系納入考慮范圍當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)，不僅需要考慮主廠房基礎(chǔ)彼此之間的聯(lián)系，還需考慮平臺基礎(chǔ)、汽機(jī)基礎(chǔ)等設(shè)備基礎(chǔ)平面所處的位置以及埋設(shè)的深度，以免基礎(chǔ)之間出現(xiàn)碰撞問題。通常情況下，設(shè)計(jì)人員需盡量脫開位置，針對壓覆于主廠房基礎(chǔ)之上的設(shè)備基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)人員需考慮其對主廠房基礎(chǔ)的影響，并據(jù)此作出處理。此外，若條基或是箱基在一般地質(zhì)之上，總長不低于40m，尤其是基礎(chǔ)安置于巖石地基之上，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)考慮施工后澆縫，或是將膨脹劑添加至砼內(nèi)。若砼受到地下水的侵蝕，則設(shè)計(jì)人員需采用防腐蝕措施對砼進(jìn)行處理，以此保證建筑物的安全性。

2.主廠房屋面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。土建部分是電廠施工建設(shè)的重要內(nèi)容之一，具體來說，可以將發(fā)電廠土建部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作分為以下三個(gè)階段。

第一階段的工作主要為結(jié)構(gòu)選型。設(shè)計(jì)人員需要對建筑基礎(chǔ)情況以及結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行分析，并全面考慮施工場地的周圍環(huán)境、施工進(jìn)度、建筑高度等相關(guān)因素，然后在此基礎(chǔ)上展開結(jié)構(gòu)選型工作，當(dāng)確定了結(jié)構(gòu)形式后，設(shè)計(jì)人員需要針對結(jié)構(gòu)形式的需求，選擇適宜的施工工藝、受力構(gòu)件、承重體系以及施工設(shè)備與材料。

第二階段的工作主要為計(jì)算結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)。工作人員需要將相關(guān)提資以及卷冊作為建模計(jì)算的依據(jù)，但是不可僅憑這些資料盲目展開建模工作，設(shè)計(jì)人員之間應(yīng)當(dāng)進(jìn)行必要的溝通與交流，共同對電廠的土建情況展開綜合分析，做好統(tǒng)計(jì)工作，計(jì)算好空洞、埋件以及荷載，然后在綜合各種數(shù)據(jù)資料與相關(guān)意見的基礎(chǔ)上，根據(jù)荷載規(guī)范展開計(jì)算，并建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。

第三階段的工作主要為設(shè)計(jì)、繪制施工圖。為了保證建筑的受力能力可以滿足實(shí)際需求，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)計(jì)算出相關(guān)規(guī)定以及結(jié)構(gòu)內(nèi)力情況選擇適宜的材料、配件以及設(shè)備，然后在此基礎(chǔ)上繪制出相應(yīng)的施工圖，通常來說出圖會選擇應(yīng)用平面出圖法，這樣可以減少圖紙數(shù)量。

二、 主廠房土建部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.總體設(shè)計(jì)。主廠房體系與結(jié)構(gòu)形式是總體設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)首先確定的內(nèi)容，其結(jié)構(gòu)形式以鋼-砼結(jié)構(gòu)、鋼筋砼結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)這三種最為常見。具體來說，鋼-砼結(jié)構(gòu)兼具鋼筋砼結(jié)構(gòu)以及鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，其形式較為靈活、施工相對簡便、施工方案可以進(jìn)行有效的優(yōu)化、自重輕且工期短，常用的這種結(jié)構(gòu)包括組合梁結(jié)構(gòu)、外包鋼結(jié)構(gòu)、鋼管砼結(jié)構(gòu)以及型鋼砼結(jié)構(gòu)等。鋼筋砼結(jié)構(gòu)主要包括現(xiàn)澆砼結(jié)構(gòu)以及裝配式砼結(jié)構(gòu)兩種，相比較而言，現(xiàn)澆砼的抗震性與整體性更優(yōu)。通常在土建施工設(shè)計(jì)當(dāng)中，現(xiàn)澆與預(yù)制方案會進(jìn)行必要的組合，如樓面現(xiàn)澆+縱梁預(yù)制+框架現(xiàn)澆;樓面預(yù)制+縱梁預(yù)制+框架現(xiàn)澆等。合式的結(jié)構(gòu)屬于新型現(xiàn)澆鋼筋砼結(jié)構(gòu)，其優(yōu)勢在于設(shè)計(jì)與施工較為簡便、整體性強(qiáng)、耗鋼少但剛度大、耐久性與耐火性以及耐腐蝕性強(qiáng)等;其缺點(diǎn)則包括施工實(shí)踐長、高空作業(yè)多、冬季施工難度大、石料堆場大、構(gòu)件存在較大斷面等。鋼結(jié)構(gòu)這一體系較為理想，以此結(jié)構(gòu)形式構(gòu)件的廠房具有自重輕、結(jié)構(gòu)受力性強(qiáng)、構(gòu)件斷面小、抗震性與延展性好、材料均勻、工期短、無需預(yù)埋等優(yōu)勢，但是鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕性、防火性較差、成本投入高。

在實(shí)際施工選擇時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)考慮到電廠的實(shí)際需求，保證主廠房設(shè)計(jì)符合電力生產(chǎn)的工藝流程，保證結(jié)構(gòu)剛度的均勻有效，框排架需要設(shè)置必要的抗側(cè)力構(gòu)件。整個(gè)結(jié)構(gòu)要設(shè)置要的沉降縫、伸縮縫與抗震縫，要注意如果是鋼筋砼結(jié)構(gòu)，那縱向伸縮縫應(yīng)當(dāng)小于100米;如果是現(xiàn)澆砼結(jié)構(gòu)，縱向伸縮縫則應(yīng)當(dāng)小于75米;如果是鋼結(jié)構(gòu)，縱向伸縮縫則應(yīng)當(dāng)小于150米。

2.地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。在開展地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)以前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)全面考察當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件，對地質(zhì)資料進(jìn)行深入的分析，如果有不利于施工建設(shè)的情況存在，那么需及時(shí)予以必要處理。在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)需要采取獨(dú)立基礎(chǔ)，也可以綜合運(yùn)用樁基、筏板、條形以及箱形等基礎(chǔ)。鄰近的兩個(gè)結(jié)構(gòu)單元也可以以具有差異性的樁基持力層或地基處理形式予以處理。如果建筑的設(shè)計(jì)等級為乙級或甲級，則應(yīng)當(dāng)根據(jù)地基變形展開設(shè)計(jì)。為了避免發(fā)生碰撞等不良情況，在布置基礎(chǔ)平面時(shí)，應(yīng)當(dāng)全面考慮廠房自身基礎(chǔ)之間的相互關(guān)系、平臺基礎(chǔ)、磨煤機(jī)基礎(chǔ)等問題，處理好相鄰關(guān)系。如需深埋處理，要對深度予以關(guān)注，盡量提升地基的牢固度。如果在巖石地基上施工或在普通地基上箱基、條基長度超過40米，那么施工后則應(yīng)當(dāng)加入膨脹劑或進(jìn)行澆縫處理，如果地下水可能會對砼造成腐蝕，那么還應(yīng)當(dāng)做好相應(yīng)的防腐處理。

3.屋面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。汽機(jī)房的屋面梁與屋面結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容，屋面梁可以應(yīng)用下承式屋架、平行弦屋架或梯形屋架;屋面結(jié)構(gòu)則可以選擇有檁或無檁的屋架體系。要注意，如果屋蓋跨度在30米以上，那么其結(jié)構(gòu)只能選擇鋼網(wǎng)架或鋼屋架，這樣才能夠保證廠房質(zhì)量，但是其耗鋼量大且抗震性較差。在設(shè)計(jì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、支撐桿件以及屋架弦桿時(shí)，設(shè)計(jì)人員要對方法房柱可能產(chǎn)生的壓力或附加拉力進(jìn)行考慮。

4.抗震設(shè)計(jì)。地震屬于不可抗的自然因素，一旦發(fā)生極有可能對電廠造成極大的損失，因此做好抗震設(shè)計(jì)是十分必要的。在設(shè)計(jì)過程中，工作人員可以利用反應(yīng)譜以及時(shí)程分析法等展開計(jì)算，然后依次為依據(jù)做好相應(yīng)處理。同時(shí)還要利用彈塑性變形驗(yàn)算等方式找到鋼結(jié)構(gòu)以及鋼筋砼結(jié)構(gòu)的薄弱層，如梁柱等位置，做好相應(yīng)處理。

三、結(jié)語

主廠房是電廠的核心建筑物，其工程建設(shè)質(zhì)量與電廠日后的工作效率密不可分。而設(shè)計(jì)工作作為工程建設(shè)工作的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，自然受到大部分企業(yè)的高度重視，也成為電廠工程建設(shè)工作的重要環(huán)節(jié)。為此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)明確電廠部分土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與選型標(biāo)準(zhǔn)，以保證電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，確保電廠工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]祝學(xué)偉.電廠部分土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析與探討[J].商品與質(zhì)量·建筑與發(fā)展，2014（4）.

[2] 趙媛.電廠部分土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析與探討[J].城市建筑，2016（10）：47，49.

[3] 陳樹華.對電廠部分土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究[J].城市建設(shè)理論研究，2017（2）：21.