裝配式變電站建筑物土建設計探討

吳思維

【摘 要】現階段，隨著社會的發展，我國的建筑工程的發展也越來越迅速。裝配式建筑，是指建筑的大部分部件部品先在工廠生產預制，再運到施工現場進行組裝的建設模式。預制裝配式建筑改變了傳統的建筑模式，大大減少了現場的作業量，有助于提高建筑質量、縮減建設工期、實現節能環保。推動裝配式變電站的實施，將有利于顯著提高變電站的建設效率、提升變電站的工程質量，有助于提高電網建設能力。

【關鍵詞】裝配式變電站；建筑物；土建設計探討

引言

隨著社會城市化進程的快速發展，資源緊缺的問題日漸突出，傳統建設模式已經無法適應環境友好型社會發展趨勢。在變電站建設中，應采用土地占用量少、施工周期短、運營可靠性高的建設模式。裝配式變電站采用標準化和模塊化的設計方式，是傳統變電站設計的變革。為更好適應社會的發展，對裝配式變電站設計的研究迫在眉睫。

1裝配式建筑物結構選型

裝配式建筑主要分為裝配式混凝土結構和裝配式鋼結構兩種形式。

1.1裝配式混凝土結構簡介

裝配式混凝土結構是指在工廠預制混凝土構件，運到施工現場裝配的混凝土結構類房屋建筑。裝配式混凝土結構對節點連接的要求非常高，處理稍有不慎可能導致災難性后果。在變電站的建設中，裝配式混凝土結構尚處于研究階段。

1.2裝配式鋼結構簡介

預制裝配式鋼結構是指建筑的結構系統是由鋼構件組成的結構體系。鋼結構本身就是天然的裝配式建筑，通過在鋼構廠制作好鋼柱、鋼梁等構件再運到現場進行節點安裝。鋼結構相對混凝土建筑比重輕，且便于運輸、吊裝，可大大減少基礎造價，縮短制作周期、抗震性能高，可回收利用，適用于跨度大高度高承重結構，適合變電站的使用要求，所以已建成的裝配式變電站大多為鋼結構。

2裝配式變電站的特點

裝配式變電站具有施工周期短、成品質量高和環境保護效益好的特點。

（1）施工周期短。在裝配式變電站工程施工中，多個施工工序可以同時進行，同時現場預制安裝、焊接施工方式便捷，能夠有效縮短施工時間，提升施工進度。通過應用模塊化生產方式，能夠有效減少外部制約因素的影響，間接縮短工期。

（2）成品質量高。裝配式變電站主要建筑構件均應用預制構件，通過標準化生產廠家進行加工，不僅制作環境優良，而且制作工藝成熟，對于成品質量檢測也比較規范，因此能夠有效提升成品生產質量。另外，預制廠家生產過程流水化，因此構件的生產和質量檢驗成本比較低。

（3）環境保護效益好。裝配式變電站采用工廠生產方式，現場施工工序較少，對于施工材料、機械設備和人工費用的需求也比較少，同時占地面積小，垃圾、污水的排放量大大降低，環境保護效益好。此外，與傳統的變電站相比，裝配式變電站主體結構體系的使用壽命比較長，可以循環持續使用，加大了變電站的可持續性。

3裝配式變電站建筑物土建設計

3.1裝配式建筑物屋面

建筑樓面，屋面板體系是裝配式變電站建筑物構件的受控要件，其性能同時要滿足隔音，防火，抗撞擊等性能，對于屋面特別要注意防水性能。單（多）層框架鋼結構房屋的樓蓋系統由樓（屋）面板和梁體系組成。樓蓋結構不僅是承受和傳遞豎向荷載的重要結構體系，同時在傳遞由風荷載和地震作用所產生的水平力方面也起著重要作用，合理的樓蓋結構布置可以有效地提高框架結構的抗側剛度和整體行，協調樓層的變形。目前在鋼結構中常用的屋面材料主要有蒸壓加氣輕質混凝土屋面，鋼骨架輕型混凝土屋面板，壓型鋼板復合板，鋁鎂錳合金屋面板，壓型鋼板底模現澆板，鋼筋桁架樓承板，鋼筋桁架混凝土疊合板，PK預應力混凝土疊合板等。裝配式鋼結構樓屋蓋的選擇從裝配性能，施工便利性，結構耐久性，防腐性能，防火性能，電纜管線敷設，建筑美觀性等各方面綜合考慮，鋼框架房屋樓屋面板可采用壓架結構屋面板可采用壓型鋼板復合板或鋁鎂錳合金型鋼板底模現澆板或鋼筋桁架樓承板，輕型門式鋼屋面板。

3.2預制墻板現場施工

預制輕骨料混凝土型鋼組合空心墻板組合體系土建安裝過程主要為：（1）先期施工基礎。基礎按常規方法施工，施工要點是在鋼柱基礎處預埋M33的地腳螺栓，要求用輔助定位模板。（2）安裝輕骨料砼型鋼組合空心墻板。將鋼柱與基礎M33地腳螺栓固定，安裝完畢后柱腳、預制墻底均做30mm厚40MPa二次灌漿料灌漿。（3）用M2010.9級摩擦型高強螺栓安裝寬翼緣H型鋼橫梁和縱墻內鋼梁接頭；縱墻內鋼縱梁接頭用40MPa漿料灌漿。（4）安裝屋面預制疊合板。安裝疊合板，最后現澆70mmLC30輕骨料砼板。輕骨料混凝土型鋼組合空心墻板型鋼柱，除與輕骨料混凝土直接接觸處，均涂刷薄型防火涂料；外露鋼梁外側涂刷薄型防火涂料后外包防火板，使其耐火極限滿足鋼柱不低于2.5h，鋼梁不低于1.5h。外露鋼構件表面現場需用冷噴鋅防腐（冷噴鋅最小平均厚度120μm），聚氨脂面漆一遍（干膜厚度25μm），并確保與原構件鍍鋅色澤一致。預制輕骨料混凝土型鋼組合空心墻板成品從預制構件長通過平板拖車運輸至工程施工現場，墻板采用平放堆疊方式放置。預制組合墻板吊裝時，利用墻板中外露型鋼梁連接接頭作為臨時立吊吊點，將墻板垂直放入到基礎預埋地腳螺栓中，通過柱腳調節螺栓調節墻板平面內垂直度，墻板間連接接頭通過摩擦型高強螺栓連接，同時調節墻板平面外垂直度，保證墻板安裝精度。

3.3主體結構設計

裝配式變電站土建主體結構設計存在著裝配式建筑普遍存在的問題，即框架梁柱節點的設計構造及傳力。在該裝配式變電站土建設計中，優選主體結構，應用清晰的傳力方式：框架柱為兩層整體預制，采用型鋼對節點進行加強處理，應用強柱弱梁以及強節點弱構件等概念設計，提升主體結構的抗震性，施工方式便捷，有利于提升施工進度；主梁和次梁采用疊合設計形式，梁端采用型鋼與柱（梁）連接。在疊合層設計中，需提高混凝土結構剪切力，避免發生漏漿問題。在樓面板設計中采用格構筋疊合板，加強板的受力性能，增加新舊混凝土的咬合力。此外，為了提高土建主體結構的整體性能，可以將現澆混凝土作為粘合劑。外墻結構和主體結構應用鉸接方式連接。

3.4新型裝配式梁柱節點設計

在裝配式變電站土建設計中，預制構件拼接節點難度較大，而單一預制構件的質量比現澆構件好，但節點強度和抗震性能很難達到現澆結構的水平。對此，在本工程設計中，綜合考慮節點設計需要，應用新型裝配式節點設計形式，并采用型鋼進行加強處理，梁柱節點應用高強螺栓進行連接。通過檢測分析，得出新型裝配式梁柱節點的受力性能及抗震能力等方面都明顯優于傳統預制結構的梁柱節點，其耗能能力，剛度、強度退化性能等同現澆結構梁柱節點。

結語

變電站項目的裝配化設計將會改變變電站電氣布局、土建設計和施工模式，尤其適合于解決城市變電站建設普遍面臨用地緊張、施工場地狹小等問題。采用鋼結構和成品圍護作為新型變電站項目高效、標準、節能、環保的建造新模式，有助于解決電網建設所面臨的項目分布量大面廣，工期緊張，建設人工費用高和政策處理困難等現狀。隨著裝配式技術的不斷成熟，裝配式變電站將是未來變電站發展的新趨勢。

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（作者身份證號碼：362323198509277514）