發(fā)電廠主廠房建筑的土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討

胡文斌

中國(guó)電建集團(tuán)福建省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司 福建福州 350000

土建結(jié)構(gòu)是發(fā)電廠建設(shè)的重要組成部分，是發(fā)電廠建設(shè)總體項(xiàng)目不可或缺的一部分，因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須使主廠房?jī)?nèi)土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)總體相協(xié)調(diào)，為工藝做好輔助。同時(shí)考慮到發(fā)電廠遠(yuǎn)期發(fā)展的需要，因此，必須明確確定發(fā)電廠主廠房土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則和內(nèi)容，如鋼結(jié)構(gòu)還是混凝土結(jié)構(gòu)、本期項(xiàng)目設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)預(yù)留的接口設(shè)計(jì)等[1]。

1 火電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循的原則

1.1 選取科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)方案

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)選擇一個(gè)合理的受力結(jié)構(gòu)型式和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)布置應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單，受力明確，梁柱布置應(yīng)為工藝管道安裝提供便利，結(jié)構(gòu)塊的分配應(yīng)與附件的分配相匹配一致。此外，還應(yīng)分析許多因素，包括施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件、施工機(jī)制和建筑材料供應(yīng)機(jī)制。主廠房通常選擇蒸汽、除氣、煤和鍋爐的布局模式。這一模型的優(yōu)點(diǎn)是，各區(qū)域的職能分配明確，各系統(tǒng)之間通信困難較少。設(shè)備的合理配置和空間的利用。

1.2 詳細(xì)分析計(jì)算結(jié)果

設(shè)計(jì)的計(jì)算直接影響整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施,工程設(shè)計(jì)計(jì)算工作應(yīng)確保設(shè)計(jì)結(jié)果的可靠性、準(zhǔn)確性，并根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況加以優(yōu)化。目前，在設(shè)計(jì)過(guò)程中通常使用計(jì)算機(jī)軟件,計(jì)算機(jī)程序在統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)方面有明顯的優(yōu)勢(shì)，但對(duì)計(jì)算機(jī)程序的過(guò)度依賴可能導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果難以匹配設(shè)計(jì)人員的分析校核。計(jì)算機(jī)軟件只以人工數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行程序化的機(jī)械計(jì)算，且是以對(duì)具體項(xiàng)目的簡(jiǎn)化模擬分析為基礎(chǔ)，而實(shí)際受力情況往往更加復(fù)雜，學(xué)會(huì)簡(jiǎn)化并準(zhǔn)確化建模分析是設(shè)計(jì)人員必備的重要素質(zhì)。

2 火電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容

2.1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)當(dāng)切實(shí)依據(jù)工程地勘單位的地質(zhì)勘察資料，且根據(jù)火電廠中各個(gè)建筑物的功能要求及重要性系數(shù)，依據(jù)本地區(qū)其他臨近建筑物建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)分析結(jié)構(gòu)形式、材料情況等因素情況，選取出經(jīng)濟(jì)性、安全性以及合理性較強(qiáng)的地基基礎(chǔ)形式。主廠房結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)高，功能需求復(fù)雜。當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)所在地地質(zhì)條件良好，地質(zhì)持力層可落在中風(fēng)化或更好巖質(zhì)上時(shí)，可以使用天然地基基礎(chǔ)。當(dāng)無(wú)法達(dá)到中風(fēng)化，或天然地基承載力≤300Kpa時(shí)，則考慮采用樁基基礎(chǔ)。若現(xiàn)場(chǎng)無(wú)樁基施工條件時(shí)，為滿足地基變形設(shè)計(jì)條件時(shí)，可以使用條形、筏板或箱形基礎(chǔ)。條形基礎(chǔ)計(jì)算的過(guò)程中可以使用彈性地基法和剪力平衡法；筏板基礎(chǔ)內(nèi)力計(jì)算使用剪力平衡法和樓蓋法，筏板配筋除應(yīng)當(dāng)滿足計(jì)算要求之外，還應(yīng)當(dāng)滿足縱橫兩個(gè)方向支座位置上鋼筋連通要求，筏板厚度應(yīng)當(dāng)依據(jù)抗剪切要求確定；箱形基礎(chǔ)上方結(jié)構(gòu)柱密度較大或者剛度較大的情況下，可以依據(jù)局部彎曲計(jì)算，但是計(jì)算過(guò)程中應(yīng)當(dāng)考慮到實(shí)際施工過(guò)程中上方結(jié)構(gòu)尚且沒(méi)有成型較大剛度時(shí)產(chǎn)生的整體彎曲作用，且在難以滿足這些條件的情況下，應(yīng)當(dāng)計(jì)算整體彎曲度[2]。

2.2 混凝土梁設(shè)計(jì)

梁的配筋系數(shù)過(guò)高，建筑難度高。為了有效控制梁截面高度，縱向筋的位置將靠近配筋界限，但在實(shí)際施工過(guò)程中很難有效地滿足建筑設(shè)計(jì)圖紙中提出的要求。在梁高度有限的情況下，可以適當(dāng)?shù)卦黾恿旱慕孛婷娣e，以便有效地控制鋼筋比?？偱浣钕禂?shù)不能超過(guò)1．5%，以保證后梁的平穩(wěn)成形，并保證抗震設(shè)計(jì)的順利完成。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)程的要求，梁端面混凝土壓縮高度與抗震設(shè)計(jì)有效高度之比，在第二級(jí)為0．35的情況下，可以計(jì)算縱向筋的最大功率，這樣，你可以得到最大的縱向肌肉配筋系數(shù)。如果配筋系數(shù)超過(guò)1．6%，則使用封閉箍。鉤采用普通卡箍，以避免鉤住問(wèn)題，并將鋼筋的位置壓在上面。同時(shí)，根據(jù)現(xiàn)行規(guī)定，大梁端面上垂直鋼筋的比例，除非當(dāng)必須根據(jù)施工圖來(lái)計(jì)算時(shí)，不應(yīng)超過(guò)0．5，兩級(jí)水平不應(yīng)小于0．3。

2.3 混凝土柱設(shè)計(jì)

柱軸壓力計(jì)算和板設(shè)計(jì)荷載及柱尺寸之間有一定關(guān)系。在軸網(wǎng)為矩形的情況下，柱的受荷載范圍一般會(huì)近似取此柱子水平和豎直方向上相鄰中心線合圍成的矩形作受荷面積，將建筑總層數(shù)疊加乘以受荷載面積和設(shè)計(jì)數(shù)值轉(zhuǎn)換系數(shù)，從而近似確定柱軸壓力。

2.4 抗震設(shè)計(jì)

在發(fā)電廠建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑物的抗震性能具有重要意義，作為建筑物設(shè)計(jì)的主要因素，而主廠房作為發(fā)電廠主要建筑物，選擇抗震設(shè)計(jì)方法和時(shí)程分析是很有必要的，為了在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)創(chuàng)造相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方程。可以根據(jù)發(fā)電廠現(xiàn)場(chǎng)地震加速度數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間曲線來(lái)計(jì)算運(yùn)動(dòng)方程，以計(jì)算抗震性使用的結(jié)果?？沟卣鹪O(shè)計(jì)截面載荷，達(dá)到高精度。這基本上提出了發(fā)電廠建筑工程的問(wèn)題，在那里應(yīng)該選擇抗震性較小的地區(qū)，此外，還需要有效地分析和研究地震數(shù)據(jù)等[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)語(yǔ)言，以滿足建筑師和其他專業(yè)工程師的溝通需要。結(jié)構(gòu)語(yǔ)言實(shí)際上是從建筑和其他專業(yè)設(shè)計(jì)圖紙中提取的結(jié)構(gòu)要素，不同的結(jié)構(gòu)要素構(gòu)成了建筑物的動(dòng)力結(jié)構(gòu)，在不同的負(fù)荷情況下，在建筑物的運(yùn)行過(guò)程中，以最合理的方式將其轉(zhuǎn)移到基礎(chǔ)上。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是電站設(shè)計(jì)的一個(gè)非常重要的因素，其設(shè)計(jì)水平與廠房結(jié)構(gòu)的安全直接相關(guān)，且和其他專業(yè)的設(shè)計(jì)息息相關(guān)，甚至可能影響到未來(lái)的發(fā)電廠的穩(wěn)定性。一般設(shè)計(jì)方法不一定是發(fā)電廠建筑工程中最合適的。在實(shí)踐中，必須有效執(zhí)行現(xiàn)行規(guī)則和條例的要求，積極汲取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，深入分析在實(shí)踐中存在的問(wèn)題。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，若能在現(xiàn)有設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上創(chuàng)新，并盡力完善設(shè)計(jì)，促進(jìn)發(fā)電廠的實(shí)際運(yùn)行，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。