淺談火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)設計要點和注意事項

敖霞

中國電建集團江西省電力設計院有限公司 江西南昌 330000

1 火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)設計要點

土建結(jié)構(gòu)是火力發(fā)電廠建設中的重要組成內(nèi)容，其設計質(zhì)量的好壞直接影響著廠房結(jié)構(gòu)安全及其它專業(yè)的設計難度和廠房的后期使用效果。所以，在設計中要結(jié)合火力發(fā)電廠的整體結(jié)構(gòu)性能進行協(xié)調(diào)設計，同時，每一個土建結(jié)構(gòu)設計人員需要很強的責任心和扎實的專業(yè)知識及善于與其它專業(yè)配合協(xié)調(diào)溝通的能力[1]。

1.1 設計形態(tài)的確定

在可行性研究階段，要選擇合理的結(jié)構(gòu)受力體系，確保其滿足電廠的使用特點和要求，充分結(jié)合火電廠的實際需要和廠址的地理位置，有效結(jié)合土建項目布局進行綜合形式設計和確定。在設計中，應以主廠房為主導，合理計算其具體結(jié)構(gòu)形式和設計水平。確定了初步設計方案后，選取原材料和大型設備的選擇參數(shù)，避免了火力發(fā)電投入運行后設備的基礎承載力和動載等因素的影響；影響火電廠的正常運行。

1.2 設計過程的計算

選取的參數(shù)是否合理，直接關(guān)系到電廠土建設計中相關(guān)計算結(jié)果是否合理有效，直接影響到土建相關(guān)建設項目的質(zhì)量。在土建結(jié)構(gòu)設計中，數(shù)據(jù)參數(shù)的準確性對數(shù)據(jù)支持起著很好的作用，同時也決定著土木結(jié)構(gòu)設計的實際質(zhì)量和設計效果。在具體參數(shù)選擇計算中，應結(jié)合電廠的受力特點，并對電廠所在地的實際情況進行調(diào)研，采用有效建模手段，進行合理規(guī)劃土建結(jié)構(gòu)模型，通過建立的模型有效計算與現(xiàn)場有關(guān)的實際數(shù)據(jù)。

1.3 結(jié)構(gòu)圖紙的設計

土建結(jié)構(gòu)設計的第一個成果體現(xiàn)在設計圖紙上。根據(jù)設計圖紙中的參考分布和數(shù)據(jù)值，可以對土建結(jié)構(gòu)的最終走向進行分析。因此，在圖紙設計中，我們需要做好內(nèi)力和應力的說明以及相關(guān)附件的匹配。在圖紙設計之前，要對施工現(xiàn)場進行勘察分析，收集現(xiàn)場資料，結(jié)合火電廠的實際情況，進行合理設計。圖紙設計完成后，應結(jié)合現(xiàn)場情況進行有效的數(shù)據(jù)評估，對設計中不適當?shù)牟糠謶皶r變更。

2 火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)設計內(nèi)容

土建結(jié)構(gòu)設計是火力發(fā)電廠整體建筑設計的基礎，所以需要在設計中應該更加重視關(guān)鍵內(nèi)容與要點，以下對火力發(fā)電廠中主廠房的設計進行不同設計內(nèi)容的分析。

2.1 總體設計

主廠房體系與結(jié)構(gòu)形式是總體設計中應當首先確定的內(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。實際選擇時，設計人員應當考慮到電廠實際需求，保證主廠房設計符合電力生產(chǎn)的工藝流程，保證結(jié)構(gòu)剛度的均勻有效，框排架要設置必要的抗側(cè)力構(gòu)件。整個結(jié)構(gòu)要設置沉降縫、伸縮縫與抗震縫，注意若是鋼筋砼結(jié)構(gòu)，縱向伸縮縫應當小于100米；若是現(xiàn)澆砼結(jié)構(gòu)，縱向伸縮縫則應當小于75米；若是鋼結(jié)構(gòu)，縱向伸縮縫則應當小于150米。

2.2 主廠房地基的基礎設計

主廠房是火力發(fā)電廠建筑結(jié)構(gòu)中最重要的部分，在設計之前，工作人員應到施工現(xiàn)場全面了解和掌握相關(guān)條件，充分了解火電廠主廠房的相關(guān)要求，分析現(xiàn)有基礎是否需改進。在火力發(fā)電廠基礎選擇中，可采用樁基礎、獨立基礎或條形基礎，最好是獨立的基礎形式。根據(jù)基礎的設計，可選擇相鄰結(jié)構(gòu)單元的地基處理。不同單元的地質(zhì)條件和沉降特性可作為設計依據(jù)。同時，地基的變形也可用于建筑物的設計，在基礎平面布置時，應重點關(guān)注相鄰基礎之間的關(guān)系[2]。

2.3 主廠房屋面結(jié)構(gòu)的設計

現(xiàn)階段，火電廠主廠房屋面主要有無檁屋面和檁屋面兩種。根據(jù)實際情況，檁條屋面被廣泛采用。在檁條屋蓋的設計中，最常用的材料是壓型鋼板。在屋蓋梁的選擇上，最常用的是空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和鋼屋架結(jié)構(gòu)。而鋼屋架和鋼網(wǎng)架主要用于跨度30米以上的屋面。根據(jù)實踐經(jīng)驗分析，鋼屋架作為主設計類型，可以節(jié)省原材料在總體設計中的使用，有利于提高主廠房的抗震性能，為主廠房的整體抗震性能提供保證。

3 火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)設計中的注意事項

3.1 加強設計前期的溝通協(xié)調(diào)

由于火電廠土建混凝土結(jié)構(gòu)設計工作是一項比較繁雜的工作，只有做好技術(shù)交底工作以及各個部門之間的溝通，才會使得火電廠土建混凝土結(jié)構(gòu)設計滿足施工要求。因此在開展火電廠土建混凝土結(jié)構(gòu)設計工作時，需要做好溝通工作，只有交流的徹底，才會使結(jié)構(gòu)設計效果達到最佳，為火電廠開展生產(chǎn)工作帶來諸多便利。

3.2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的防腐防火設計

在高強度火力發(fā)電的生產(chǎn)中，為避免生產(chǎn)設備的使用效果差，必須進行綜合防腐設計。由于鋼的腐蝕很容易對結(jié)構(gòu)造成損傷，所以有必要使用防腐材料來降低腐蝕的可能性。構(gòu)件的防腐工作是以環(huán)境為基礎的。例如，內(nèi)陸地區(qū)和沿海地區(qū)的氣候有一定差異，造成腐蝕程度也會不同，運營成本也會有很大差異，因此，合理地設計結(jié)構(gòu)構(gòu)件是非常重要的。

3.3 混凝土結(jié)構(gòu)的抗震設計

在火電廠土建結(jié)構(gòu)設計中，建筑物的抗震性能是非常重要的，也是建筑設計中需要考慮的主要因素。剪力墻混凝土與框架柱混凝土強度等級不宜相差太大，剪力墻配筋仍需改進。先屈服剪力墻、后屈服框架柱的破壞模式是一種理想的抗震模式結(jié)構(gòu)類型。因此，在采取措施使剪力墻先屈服后，框架既不能發(fā)生后續(xù)破壞，又能承受一定的地震作用，從而延長結(jié)構(gòu)的破壞過程；在抗震設計中，需要對極端地震作用下的參數(shù)進行分析，從而對結(jié)構(gòu)的抗震性能進行綜合評價[3]。

4 結(jié)語

總之，在火力發(fā)電廠中，土建結(jié)構(gòu)設計起到了關(guān)鍵作用，直接影響著火力發(fā)電廠的整體設計效果。在火電廠土建專業(yè)設計中，其重點在于選型、計算、圖紙，而在設計實踐中，先要做好總體設計工作，然后再做好基礎設計以及屋面的設計，最后還需要加強相關(guān)注意事項的控制，從而達到有效合理的設計。