變電站裝配式建筑物設(shè)計(jì)探索

劉豐

摘 要：社會經(jīng)濟(jì)和工業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源需求快速增長，解決人力資源日益短缺的矛盾，施工進(jìn)度緊張，對電網(wǎng)建設(shè)工程質(zhì)量和管理技術(shù)的水平要求越來越高，現(xiàn)有的電力變電站工程建設(shè)管理模式已不能完全滿足這些新的技術(shù)要求。本文主要通過建筑裝配式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)與大型鋼結(jié)構(gòu)的綜合比較，并對建筑輕鋼和閥門式結(jié)構(gòu)剛架和大型鋼結(jié)構(gòu)框架的主要適用范圍，分別進(jìn)行了具體細(xì)分等方面進(jìn)行了探索。

關(guān)鍵詞：變電站、裝配式、建筑物

1 概述

裝配式工程變電站設(shè)計(jì)是為了學(xué)習(xí)貫徹國家變電站工程建設(shè)項(xiàng)目的全周期壽命和長周期典型設(shè)計(jì)以及改造施工技術(shù)理念，遵循國家電網(wǎng)公司的“兩型一化”工程變電站典型設(shè)計(jì)和改造施工技術(shù)指導(dǎo)方針，根據(jù)工程技術(shù)監(jiān)督管理有關(guān)要求，在制定典型電站設(shè)計(jì)方案的根本基礎(chǔ)上適時(shí)進(jìn)行典型設(shè)計(jì)技術(shù)改進(jìn)，優(yōu)化電站平面布置和強(qiáng)化垂直結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。要有效控制降低施工足跡、建筑面積、投資、工期等成本指標(biāo)，實(shí)行國際標(biāo)準(zhǔn)化建筑設(shè)計(jì)，裝配式建筑施工，減少建筑管理操作難度和施工復(fù)雜性，降低建筑資源過度占用、環(huán)境影響，全面實(shí)施綠色工業(yè)化生產(chǎn)、機(jī)械化建筑施工，實(shí)現(xiàn)建筑資源利用節(jié)約、環(huán)境友好和綠色產(chǎn)業(yè)化，減少重大項(xiàng)目建設(shè)投資，實(shí)現(xiàn)城市工程建設(shè)各個(gè)項(xiàng)目全方位生命周期和各功能高度匹配、生命周期協(xié)調(diào)、成本平衡。

2 裝配式變電站建筑物結(jié)構(gòu)

變電站建筑的主要基本功能作用是合理布置、保護(hù)變電站設(shè)備，為人員及時(shí)提供設(shè)備維修和生產(chǎn)活動空間，屬于現(xiàn)代工業(yè)節(jié)能建筑的應(yīng)用范疇。變電站主體建筑按其功能主要用途又可分為一級通信室、一級輔助配電室和二級輔助性多功能配電室。目前，常用的各種裝配式復(fù)合結(jié)構(gòu)主要有三種裝配式大型：鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)、裝配式大型鋼板鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)和裝配鋼結(jié)構(gòu)。其裝配式混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)對比如表1。

從以上表格中我們可以明顯看出，新型鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)自重較大，現(xiàn)場運(yùn)輸和吊裝都比較困難。鋼結(jié)構(gòu)制造技術(shù)已比較成熟，運(yùn)輸簡易組裝方便，施工生產(chǎn)速度快，自重輕，抗震腐蝕性能好，然而，鋼結(jié)構(gòu)的整體抗腐蝕和耐火沖擊能力較弱，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造、保護(hù)、安裝等各個(gè)方面必須適當(dāng)引起行業(yè)足夠的高度重視。在實(shí)際的變電站建設(shè)中需要充分考慮建筑抗震性、施工速度、節(jié)能環(huán)保等諸多因素，對設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合比較，確定最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。

3 裝配式變電站建筑物屋面

變電站建筑主體樓板和結(jié)構(gòu)屋面板是變電站內(nèi)部建筑主體構(gòu)件，需要具有阻熱隔音、防火、抗沖擊等特殊性能。單（多）超高層結(jié)構(gòu)鋼桁梁框架結(jié)構(gòu)房屋的主梁樓板結(jié)構(gòu)體系由主梁樓板（包括屋頂）和梁樓板體系結(jié)構(gòu)組成。樓蓋主體結(jié)構(gòu)不僅僅是一個(gè)承受和協(xié)調(diào)傳遞水平豎向重力荷載和縱橫荷載的重要框架結(jié)構(gòu)運(yùn)動體系，而且在承受傳遞橫向風(fēng)荷載和傳遞地震橫向荷載運(yùn)動引起的主體水平橫向荷載運(yùn)動方面它也起著重要支撐作用，合理的進(jìn)行樓蓋主體結(jié)構(gòu)框架布置設(shè)計(jì)可以有效地幫助提高樓蓋框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定抗側(cè)框架剛度和穩(wěn)定整排框架剛度，協(xié)調(diào)控制樓蓋結(jié)構(gòu)變形。目前建筑鋼結(jié)構(gòu)中常用的輕型屋面吊頂材料主要類型有空氣蒸壓罐、空氣輕型框架混凝土吊頂屋面、鋼骨輕型框架混凝土吊頂屋面板、異型鋼桁架組合板、鋁合金鎂鋁高錳合成五金屋頂樓面板、異型混凝鋼板底桁架模板及砼現(xiàn)澆板、鋼桁架樓面覆蓋橋梁承重板、鋼桁梁框架輕型混凝土橋梁組合板、預(yù)應(yīng)力輕型混凝土桁架組合底模板等。從產(chǎn)品裝配安全性能、施工管理方便性、結(jié)構(gòu)使用耐久性、防腐耐蝕性能、防火凈化性能、電纜和排水管道工程敷設(shè)、建筑美觀等多個(gè)方面對各種裝配式不銹鋼屋面上蓋的材料選擇問題進(jìn)行了高度綜合性的考慮，鋼桁梁框架上蓋屋面板加工可直接采用壓型鋁合鋼板框架底模或壓型鋼桁梁框架上蓋屋面板鋼支撐底模板加工現(xiàn)場灌澆，輕鋼五金框架上蓋屋面板加工可直接采用壓型鋁合鋼板底模復(fù)合板或壓型鋁合鋼鎂鋁鋅錳合板五金屋蓋平面板加工制作。

4 總結(jié)

考慮到變電站建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量問題，分析和設(shè)計(jì)比較了變電站的主體裝配式復(fù)合建筑和其他屋面建筑材料的主體結(jié)構(gòu)成分類型。在大型裝配式電力變電站中，推薦建設(shè)采用雙層鋼框架結(jié)構(gòu)建筑形式的變電主控室和通信實(shí)驗(yàn)室、配電設(shè)備室等建筑。單層建筑一般采用輕型的拱門式和鋼剛架建筑結(jié)構(gòu)。多層建筑多采用鋼框架結(jié)構(gòu)，但其在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、防護(hù)、安裝等方面的抗腐蝕、耐火能力受到了足夠的重視。建筑物的外墻板材則推薦盡量采用壓型不銹鋼板和聚碳纖維復(fù)合水泥板，內(nèi)墻裝飾材料板則推薦盡量采用耐火石膏板。

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