關(guān)于火電廠土建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的研究

杜永京

摘 要：現(xiàn)階段，我國(guó)火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)中，一般選用鋼筋混凝土框架及排架形式；但是實(shí)踐表明，本種結(jié)構(gòu)形式具有一定的弊端和缺陷，在地震作用下，容易發(fā)生較大的損害。因此，就需要充分研究火電廠土建設(shè)計(jì)抗震設(shè)計(jì)，提升火電廠土建結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：火電廠；土建結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)

火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)是十分重要的，且具有較大的積極作用；如果一旦有地震災(zāi)害發(fā)生，會(huì)在較大程度上損壞到火力發(fā)電廠的建筑物，破壞設(shè)備管道等，帶來(lái)較大的嚴(yán)重?fù)p失。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要對(duì)火力發(fā)電廠的抗震設(shè)計(jì)產(chǎn)生足夠重視，采取相應(yīng)的措施，促使結(jié)構(gòu)抗震安全目標(biāo)得到順利實(shí)現(xiàn)。

1 火力發(fā)電廠鋼筋混凝土框架及排架震害分析

1.1 容易有塑性變形出現(xiàn)于結(jié)構(gòu)薄弱部位

研究發(fā)現(xiàn)，為了滿足工藝布置要求，一般電廠建筑物的平面、豎向均不規(guī)則，甚至特別不規(guī)則，整體剛度較小，水平地震作用下，在薄弱結(jié)層結(jié)構(gòu)容易發(fā)生較大變形，甚至還會(huì)有塑性變形、結(jié)構(gòu)失穩(wěn)等問(wèn)題發(fā)生，不利于火力發(fā)電廠的正常生產(chǎn)運(yùn)行。

1.2 柱和支撐的危害

一般情況下，為了有效傳遞荷載作用，火電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，會(huì)采取相應(yīng)的措施連接柱頭及屋蓋，這樣就增加了地震力的不良影響；因?yàn)橹^在荷載傳遞時(shí)，形成復(fù)合受力，超過(guò)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)有破裂損壞問(wèn)題發(fā)生于柱頭，進(jìn)而涉及到整個(gè)建筑系統(tǒng)的安全性。

2 火電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的注意細(xì)節(jié)

2.1 對(duì)建筑抗震場(chǎng)地合理選擇

抗震場(chǎng)地的設(shè)計(jì)是火電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中非常重要的一個(gè)問(wèn)題，如果場(chǎng)地影響到建筑抗震功能的發(fā)揮，火電廠土建結(jié)構(gòu)整體抗震能力就會(huì)遭到降低；在地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)，導(dǎo)致有地標(biāo)位置錯(cuò)動(dòng)出現(xiàn)。場(chǎng)地性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的不同，建筑物受到地震的侵害作用也呈現(xiàn)差異。因此，就需要對(duì)建筑場(chǎng)地合理選擇，軟弱土層、砂土等地段盡量避免出現(xiàn)；如果一定要在這些地段建設(shè)施工，則需要科學(xué)運(yùn)用適宜的地基處理（加固）措施；最佳地段為開(kāi)闊平坦區(qū)域的堅(jiān)硬場(chǎng)地，在這種區(qū)域內(nèi)建造建筑，可以避免地基失效出現(xiàn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)地震影響得到降低的目的。

2.2 對(duì)火電廠土建結(jié)構(gòu)體系合理選擇

火電廠土建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)為抗震方案，要對(duì)火電廠土建結(jié)構(gòu)體系合理選擇，提升建筑物整體安全性。在具體設(shè)計(jì)中，需要控制土建結(jié)構(gòu)的贅余度，保證損壞到建筑物個(gè)別部位，也不會(huì)影響到建筑物整體的穩(wěn)定性與抗震性。要通過(guò)科學(xué)的計(jì)算，明確地震作用的傳遞路徑。設(shè)計(jì)豎向結(jié)構(gòu)時(shí)，受到垂直重力荷載后，需要保證水平方向的壓應(yīng)力維持在均勻狀態(tài)。若有轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)的豎向構(gòu)件會(huì)將一定的垂直重力荷載傳遞給轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，通過(guò)科學(xué)設(shè)計(jì)，控制荷載力的轉(zhuǎn)換次數(shù)。要對(duì)火電廠土建結(jié)構(gòu)體系強(qiáng)度與剛度合理控制，嚴(yán)格依據(jù)整體設(shè)計(jì)要求來(lái)均勻分配，避免部分部件剛度不夠，進(jìn)而影響到建筑物的整體性能。

2.3 實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的整體性

結(jié)構(gòu)包含了諸多的組合構(gòu)件，通過(guò)協(xié)調(diào)各個(gè)構(gòu)件，來(lái)對(duì)地震作用有效抵抗。在地震作用下，如果結(jié)構(gòu)的整體性不能保證，那么就無(wú)法充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)各個(gè)構(gòu)件的抗震能力，進(jìn)而出現(xiàn)倒塌事故。為了促使結(jié)構(gòu)整體性得到保證，將各個(gè)構(gòu)件的抗震能力充分發(fā)揮出來(lái)，需要嚴(yán)格遵循相關(guān)原則開(kāi)展設(shè)計(jì)工作；首先，結(jié)構(gòu)保持連續(xù)性；其次，可靠連接各個(gè)構(gòu)件，將各個(gè)構(gòu)件的承載力充分發(fā)揮出來(lái)。此外，還需要對(duì)房屋的豎向剛度有效提升，以便對(duì)地震出現(xiàn)的地基不均勻沉降有效抵抗。

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

3.1 汽機(jī)房屋面結(jié)構(gòu)

現(xiàn)階段，鋼屋架、鋼網(wǎng)架被廣泛運(yùn)用到汽機(jī)房屋面；實(shí)踐表明，鋼屋架具有較為簡(jiǎn)單的傳力體系，四周都有支撐，再加上屋面檁條的聯(lián)合作用，具有較好的整體性。從理論角度上來(lái)講，鋼屋架比較適宜運(yùn)用到汽機(jī)房屋面，因?yàn)槠渚哂休^強(qiáng)的平面剛度能力，能夠?qū)λ胶奢d有效傳遞。在具體設(shè)計(jì)實(shí)踐中，設(shè)計(jì)桿件時(shí)，需要預(yù)留足夠的富裕度，將網(wǎng)架結(jié)構(gòu)受到主體結(jié)構(gòu)變形的影響情況充分納入考慮范圍，避免在地震作用下，有結(jié)構(gòu)失穩(wěn)問(wèn)題出現(xiàn)。

3.2 主廠房的抗震設(shè)計(jì)

要充分依據(jù)整體規(guī)劃設(shè)計(jì)開(kāi)展主廠房設(shè)計(jì)，將平面布置、豎向布置要求納入考慮范圍。緊密遵循簡(jiǎn)單規(guī)則、受力明確等要求開(kāi)展主廠房平面布置，若具有較大的跨間質(zhì)量，則不能夠結(jié)構(gòu)單元的邊緣布置；部分設(shè)備具有較大質(zhì)量，一般需要在剛度中心的附近地帶布置。如，通常會(huì)在框架的正中部位布置煤斗。在控制懸臂結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度，且避免將較重的設(shè)備布置于上面。要結(jié)合工程實(shí)際情況，有機(jī)協(xié)調(diào)配合主廠房的各項(xiàng)施工工藝和豎向布置，將低位配置法運(yùn)用過(guò)來(lái)，且適當(dāng)降低工藝荷載與結(jié)構(gòu)自重，以便對(duì)主廠房的高度、重心等科學(xué)控制。

3.3 主廠房樓梯

要合理選擇主廠房樓梯位置，避免在結(jié)構(gòu)端部設(shè)置；綜合考慮諸多因素，直板式樓梯為最佳選擇。將梯梁設(shè)置于樓梯端部，如果在樓層中間為梯段的轉(zhuǎn)折，那么就需要將支撐結(jié)構(gòu)設(shè)置于下面的樓層，以便有效支撐梯梁。通常情況下，折板樓梯結(jié)構(gòu)形式不要選用，否則受到地震作用，很容易出現(xiàn)折斷等損壞事故，進(jìn)而阻斷人們的逃生路線。

3.4 主廠房附屬設(shè)備基礎(chǔ)

為了滿足火電廠的生產(chǎn)運(yùn)行需求，會(huì)將一系列設(shè)備布置于主廠房地面與各個(gè)樓層中；部分設(shè)備具有較高的重心和較大的自重，要緊密結(jié)合重力荷載代表值，科學(xué)計(jì)算豎向地震力，之后對(duì)地腳螺栓、焊縫等細(xì)節(jié)科學(xué)處理，增強(qiáng)其安全性，有效抵抗地震災(zāi)害。此外，要科學(xué)開(kāi)展主廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件選型，主廠房機(jī)汽機(jī)房比較適宜采用無(wú)檁屋蓋體系，因?yàn)槟軌虼偈箍古?qiáng)度得到提升，有效協(xié)調(diào)框架與排架，避免出現(xiàn)扭曲變形等問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要充分重視火電廠土建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，結(jié)合實(shí)際情況，將多元化的建筑抗震方法運(yùn)用過(guò)來(lái)，創(chuàng)新思維與技術(shù)，最大限度的降低地震的危害，保證建筑物的安全性與可靠性。

參考文獻(xiàn)

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