試論火電廠土建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)策略應(yīng)用

聶賢輝

【摘要】眾所周知，火力發(fā)電在電力供應(yīng)領(lǐng)域中占據(jù)的重要地位，近年來，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的推進(jìn)，為滿足社會(huì)電力供應(yīng)的需求，國(guó)家加大火電廠建設(shè)規(guī)模和投資力度。與此同時(shí)，社會(huì)各界也火電廠土建工程的抗震性能愈加重視?；诖?，本文主要從火電廠土建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)及其相關(guān)的策略進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】火電廠;土建結(jié)構(gòu);抗震設(shè)計(jì);優(yōu)化策略

1、火電廠土建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的概述

眾所周知，地震作為一種嚴(yán)重的自然災(zāi)害，這類災(zāi)害具有不可預(yù)測(cè)性，雖然具有偶然性由于地域性差異使得我國(guó)的每個(gè)地區(qū)的地理環(huán)境都有所不同，發(fā)生地震的頻率和強(qiáng)度也不一樣，但一旦發(fā)生就容易給人們?cè)斐缮?cái)產(chǎn)安全造成毀滅性的打擊，尤其我國(guó)是地震活動(dòng)相對(duì)頻繁的國(guó)家，因此，正確的認(rèn)識(shí)地震特點(diǎn)以及建筑物結(jié)構(gòu)特征至關(guān)重要。

在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展歷程中，火電建設(shè)扮演著重要角色，對(duì)于社會(huì)發(fā)展以及人們生活也具有重要影響。因此，在火電廠建設(shè)過程中，抗震設(shè)計(jì)工作需要引起我們的足夠重視，一旦建筑抗震性能較低，就直接影響到火電廠的安全，所以，火電站的抗震設(shè)計(jì)需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，根據(jù)地震的相關(guān)指標(biāo)和參數(shù)進(jìn)行操作，了解其具體內(nèi)容以及設(shè)計(jì)原則，進(jìn)而掌握有關(guān)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，同時(shí)選擇有針對(duì)性、可靠的結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)，為火電廠結(jié)構(gòu)的抗震性能提供保障，更好地促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。

2、火電廠土建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

2.1汽機(jī)房屋面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在火力發(fā)電廠中，汽機(jī)房是重要的基礎(chǔ)設(shè)施，其屋頂結(jié)構(gòu)是當(dāng)前火力發(fā)電廠土建設(shè)計(jì)中需要考慮的重要內(nèi)容。一般來說，常見的屋蓋結(jié)構(gòu)形式是鋼屋架或鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。就前者而言，這種結(jié)構(gòu)的傳力體系比較簡(jiǎn)單，容易受各方向支撐和屋面檁條的共同作用影響。因此，它具有傳遞平面剛度大、整體剛度好等優(yōu)點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)可以在汽輪機(jī)房面層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中加以考慮。對(duì)于后者，鋼網(wǎng)架的設(shè)計(jì)更為復(fù)雜，鋼結(jié)構(gòu)制造商應(yīng)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和施工。然而，一些制造商過于追求利益。例如，在構(gòu)件的設(shè)計(jì)中，不考慮預(yù)留冗余，只進(jìn)行全力設(shè)計(jì)，不考慮主體結(jié)構(gòu)的變形會(huì)影響網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，支架變形大，會(huì)導(dǎo)致拉桿內(nèi)力失效，難以保證土建結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.2主廠房的抗震設(shè)計(jì)

主廠房抗震設(shè)計(jì)是建筑抗震設(shè)計(jì)的一個(gè)重要內(nèi)容。在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員必須滿足總體規(guī)劃設(shè)計(jì)的要求，并充分考慮擴(kuò)建條件：包括平面布置和豎向布置。具體而言，應(yīng)仔細(xì)考慮工廠的平面布局和垂直布局。對(duì)于主廠房的平面布置，應(yīng)盡量避免一些問題，以保證設(shè)計(jì)的合理性。例如，對(duì)于一些大型設(shè)備，最好布置在剛度中心附近，而對(duì)于豎向布置，布置應(yīng)能與施工工藝相互作用，以便有效控制主廠房的高度和重心，宜采用低配置，并注意降低過程荷載和結(jié)構(gòu)自重，從而有效提高主廠房整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.3廠房地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

在火力發(fā)電廠結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，廠房基礎(chǔ)和基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)是非常重要的，其質(zhì)量直接影響到工程整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和安全。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)部分的設(shè)計(jì)工作，深入施工現(xiàn)場(chǎng)，充分了解和掌握相關(guān)條件，從而影響后續(xù)的施工環(huán)節(jié)，更好地保證其抗震性能。在選擇電廠基礎(chǔ)時(shí)，可以采用樁基礎(chǔ)、獨(dú)立的或條形的形式，最好的形式是獨(dú)立基礎(chǔ)。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)者應(yīng)注意加強(qiáng)地基的剛度和可靠性，并對(duì)地基采取必要的加固措施，以盡量減小地震的影響。

2.4火電廠合理的支撐布置形式

除主體結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足抗震要求外，應(yīng)根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)體系采取相應(yīng)的支撐措施，以加強(qiáng)建筑物的整體性?；痣姀S支架布置一般采用混凝土框架抗震墻體系或鋼框架中心支撐體系，地震引起的水平荷載由支撐結(jié)構(gòu)承擔(dān)。為了滿足工藝布置和工作量的要求，廠房建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)嚴(yán)格限制支架布置的減少?？茖W(xué)合理的支架布置可以使結(jié)構(gòu)整體剛度分布更加均勻，同時(shí)也可以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體的承載力。

3、加強(qiáng)火電廠土建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的優(yōu)化對(duì)策

3.1選擇有利的建筑抗震場(chǎng)地

建筑物的抗震能力與場(chǎng)地條件密切相關(guān)。在火力發(fā)電廠建設(shè)中，為了保證土建結(jié)構(gòu)的抗震能力，必須有效地選擇施工場(chǎng)地。場(chǎng)地條件，包括地質(zhì)構(gòu)造、地基土質(zhì)量和地形等，對(duì)建筑物的震害有重要影響。由于地震發(fā)生時(shí)地表及其他位置的錯(cuò)位，在同一地震影響下，不同土壤和結(jié)構(gòu)上的建筑物的破壞程度不盡相同。地震發(fā)生時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)將受到極大的破壞，如果選址不當(dāng)，將對(duì)火電廠造成更嚴(yán)重的破壞，并可能導(dǎo)致建筑物倒塌。在選址過程中，應(yīng)提供適宜的地質(zhì)、地形、地貌條件，避開斷層、滑坡、崩塌區(qū)、溶洞區(qū)、山間風(fēng)口和危巖、易發(fā)生滾石的場(chǎng)所。因此，在建筑場(chǎng)地的選擇上，應(yīng)盡量排除軟弱地基場(chǎng)地，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)連接是減少地震災(zāi)害、提高抗震能力的前提。在不可避免的情況下，需要增加重建場(chǎng)地，以滿足抗震的基本要求。

3.2保障平面布置的合理性

在火力發(fā)電廠土建工程抗震設(shè)計(jì)中，必須保證平面布置的合理性，這也是優(yōu)化抗震設(shè)計(jì)的具體措施，以避免一些不規(guī)則結(jié)構(gòu)的發(fā)生。因此，要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中注意平面布置，采用嚴(yán)格的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和合理的安全系數(shù)，避免開發(fā)商只注重利潤(rùn)而采用模糊計(jì)算模式的現(xiàn)象。同時(shí)，加強(qiáng)端柱之間的剛度，防止結(jié)構(gòu)變形的發(fā)生，使平面布置更加合理。當(dāng)主廠房位于高烈度區(qū)時(shí)，不宜按常規(guī)方法進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。施工人員必須綜合考慮主廠房，配置完善的受力鋼筋骨架，設(shè)計(jì)合理的混凝土結(jié)構(gòu)體系，安全有效地傳遞，避免因結(jié)構(gòu)裂縫和裂縫寬度超過限值而造成鋼筋銹蝕;同時(shí)結(jié)合結(jié)合工程實(shí)踐，對(duì)主廠房進(jìn)行綜合考慮，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行合理、安全的設(shè)計(jì)，以進(jìn)一步保證整個(gè)框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，進(jìn)行綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3.3合理選擇火電廠土建結(jié)構(gòu)體系

為了保證火力發(fā)電廠的抗震性能，必須合理選擇火力發(fā)電廠的土建結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有多重防線，并應(yīng)具有必要的強(qiáng)度和良好的變形能力，以避免由于某些構(gòu)件的失效而對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)造成損害。因此，必須保證抗震設(shè)計(jì)方案的科學(xué)合理性，有效結(jié)合電廠的實(shí)際環(huán)境、場(chǎng)地范圍、地質(zhì)環(huán)境和土建建筑，保證土建結(jié)構(gòu)的整體抗震性能;其次，設(shè)計(jì)地震力的傳遞路徑，并制作計(jì)算圖。詳細(xì)規(guī)定混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、材料要求和施工注意事項(xiàng)，以指導(dǎo)施工單位和人員的行為，確保工程質(zhì)量。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮豎向中性荷載，以保證壓應(yīng)力在水平方向上保持均勻。如果轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)是轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，那么對(duì)于上部結(jié)構(gòu)的施工，設(shè)計(jì)中應(yīng)能將荷載力轉(zhuǎn)換兩次以上，以保證土建結(jié)構(gòu)體系的強(qiáng)度和剛度滿足抗震要求。另外，在設(shè)計(jì)過程中，采用有利于目標(biāo)結(jié)構(gòu)耐久性的最小配筋率，設(shè)置限裂鋼筋，合理設(shè)置后澆帶和變形縫，形成合理的結(jié)構(gòu)體系，避免個(gè)別構(gòu)件支撐力不足，影響土建結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量。

3.4新型材料以及施工技術(shù)的使用

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新材料、新技術(shù)、新工藝在不斷創(chuàng)新和應(yīng)用，在各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮著重要作用。對(duì)于火力發(fā)電廠的建設(shè)，新材料層施工技術(shù)的應(yīng)用對(duì)抗震設(shè)計(jì)工作也具有重要意義。其應(yīng)用有助于進(jìn)一步提高火電廠土建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)水平，保證整體結(jié)構(gòu)的抗震性能。因此，在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師可以充分考慮這些良好的建筑材料如延性、韌性等來保證建筑的抗震性能，并加大先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，有助于保證結(jié)構(gòu)的安全性。

結(jié)語：

總之，抗震設(shè)計(jì)作為火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，不僅可以有效地提高火電廠土建結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，而且可以有效地減少地震給火電廠帶來的經(jīng)濟(jì)損失。因此，在土建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，我們可以結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合火電廠土建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化分析，明確抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)，解決抗震設(shè)計(jì)中存在的問題，從而保障建筑物結(jié)構(gòu)的抗震穩(wěn)定性。

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