電力工程結構設計的常見問題與設計規范初探

摘要：電力工程結構設計工作，既繁重而又責任重大，因為直接影響到電力工程系統的安全、合理性以及用電的安全。因此須高度重視結構設計環節。文章介紹了電力工程結構設計中的常見問題及設計規范。

關鍵詞：電力工程；結構設計；常見問題；設計規范

電力工程結構設計直接影響和決定電力工程質量安全。結構設計工作者要高度重視電力工程結構設計方面常見問題，工作中嚴格遵照電力工程設計規范、標準，以科學嚴謹的態度對待，保證電力工程質量，確保供電安全。

一 地基與基礎方面常見問題

地基與基礎設計不規范主要體現在以下兩個方面。

（１）承重磚基礎用材合理性。根據多孔磚墻體結構構造，室內防潮層以下或地面以下的基礎不得采用多孔磚砌筑。然而不少項目承重磚基礎采用多孔磚砌筑。

（２）軟弱地基采用換土墊層處理時，只憑經驗處置，不進行換土墊層設計。有時設計者輕視軟弱地基的危害，不進行墊層寬度和厚度計算，只是簡單地憑借經驗采用砂墊層加強一下承載力，安全性和經濟性都不規范。

二 樓層平面剛度問題

有些電力工程結構設計，在結構布置缺乏必要措施或缺乏基本的結構觀念情況下，采用樓板變形的計算程序。盡管計算機程序的編程在數學力學模型上是成立的甚至是準確無誤的，但在確定樓板變形程度上卻很難做到準確。因此，這樣的建筑結構設計定會存在著結構某些構件或部位安全儲備過大或者結構不安全成分等現象。設計時應盡可能將樓層設計成剛性樓面，以使計算機程序的計算結果基本上反映結構的真實受力狀況而不至于出現根本性的誤差。當然，要實現這一點，首先應在建筑設計甚至方案階段就避免采用樓面有變形的平面比如凹槽缺口太深、塊體之間成“縮頸” 連接、外伸翼塊太長、樓層大開洞等。

三 結構縫設置以及縫寬度問題

溫度的變化對建筑結構有著不利影響，因此，電力工程物尤其是超長電力工程物設置合理的伸縮縫是十分有必要的。但是部分結構設計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。因為后澆帶不能解決溫度變化的影響，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，若結構再受溫度變化的影響，后澆帶就不能再起任何作用了。一些超長建筑結構不便或不能設置溫度伸縮縫時，應采取其他構造加強措施，不能只留設施工后澆帶，例如：采用預應力混凝土結構、對受溫度變化影響較大的部位適當配置間距較密、直徑較小的溫度筋、加強頂層屋面的保溫隔熱措施等。

四 振型數取值問題及設計規范

建筑結構計算結果的精度與振型數取多少密切相關。對于剛度不均勻、平面不規則的復雜電力工程結構，尤其對于大底盤結構、多塔結構，在考慮扭轉耦聯計算時，很難確定應該取多少個振型數來計算地震作用。若振型數取得太多，則增加了很多計算工作量；若振型數取少了，有些高振型的地震作用計算不出來，結構抗震設計不安全。一般應遵循以下原則：當考慮扭轉耦聯時，振型數應取≥9，結構層數較多或結構剛度突變較大，振型數應多取，但又不能多于房屋層數的3倍。當不考慮扭轉耦聯計算時，至少應取3；當振型數多于3時，宜取3的倍數，但不應多于房屋的層數；如層數=5層時，振型數可取3，而不能是6；如層數≤2時，振型數可取2或1。

五 計算結果的大致判斷問題

建筑結構設計借助計算機軟件是十分必要的，但判斷計算機計算結果也十分關鍵。判斷計算機計算結果主要從兩個方面進行，即正確對待結構計算軟件的分析結果，判斷電算結果的合理性。正確對待結構計算軟件的分析結果。《抗震規范》2.6.6條規定：“所有計算機計算結果，應經分析判斷確認其合理、有效后方可用于工程設計。” 分析過程和計算模型與實際結構的差異的誤差、材料彈性和彈塑性參數的假定、各類荷載的確定，都會造成計算結果的誤差；計算機分析是根據結構的力學模型進行的，采用簡化的模型和簡化的荷載。因此，建筑結構設計人員必須清醒地認識到，電算分析沒有絕對正確的結果，只有更合理的模型和結果，必須正確處理人與計算機的關系。對于復雜的結構設計任務，結構設計人員要清楚計算模型的假定和適用條件，需要借助計算機以提高計算效率，但絕對不能單純依賴計算機，對計算結果判斷校核合理有效后，方可用予工程設計。

六 單樁承載力取值出現偏差或缺乏計算依據問題

電力工程結構設計時，單樁承載力取值易出現偏差或缺乏計算依據，此時可從以下四個方面考慮。１）工程項目場地原為地勢較低或河道時，松散的新近填土作為上部土層，樁基設計時直接采用試樁提供的承載力或直接按經驗公式計算單樁承載力數值，沒有考慮上部未固結（或欠固結）土層在固結沉降過程中可能引起的樁側負摩阻力的影響。２）樁身承載力驗算時，沒有考慮樁身壓曲或施工工藝系數ψc的影響，對抗拔樁，沒有進行樁身抗裂驗算，僅計算樁身承載力。３）對于不同的樁型，按規范經驗公式計算單樁豎向承載力時，各土層的極限端阻力和極限側阻力是不同的（即成樁工藝不同，地基土對不同樁型的支承能力不同）。一些工程項目地質勘察報告僅提供了計算打入式預制樁的單樁承載力設計參數，而設計采用鉆孔灌注樁，并直接引用地質報告中的設計參數，使計算的單樁承載力出現偏差。４）電力工程有地下室時，在按靜載試驗確定單樁承載力時，沒有扣除地下室深度范圍內的樁側摩阻力， 由于基坑開挖后暴露時間不宜過長，試樁一般都在基坑開挖前進行，基坑開挖后，地下室深度范圍內的樁側摩阻力己不再存在。

七 結語

總而言之，在電力工程結構設計時，要考慮的方面很多，應堅持科學嚴謹的工作態度，加強設計規格管理，既要考慮到安全性、合理性、經濟性，又要考慮到工程安全和用電安全。充分保證電廠建筑質量，確保供電安全，為社會主義現代化建設作出應有的貢獻。