装配式变电站建筑物土建设计探讨

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　　【摘 要】现阶段，随着社会的发展，我国的建筑工程的发展也越来越迅速。装配式建筑，是指建筑的大部分部件部品先在工厂生产预制，再运到施工现场进行组装的建设模式。预制装配式建筑改变了传统的建筑模式，大大减少了现场的作业量，有助于提高建筑质量、缩减建设工期、实现节能环保。推动装配式变电站的实施，将有利于显著提高变电站的建设效率、提升变电站的工程质量，有助于提高电网建设能力。
　　【关键词】装配式变电站；建筑物；土建设计探讨
　　引言
　　随着社会城市化进程的快速发展，资源紧缺的问题日渐突出，传统建设模式已经无法适应环境友好型社会发展趋势。在变电站建设中，应采用土地占用量少、施工周期短、运营可靠性高的建设模式。装配式变电站采用标准化和模块化的设计方式，是传统变电站设计的变革。为更好适应社会的发展，对装配式变电站设计的研究迫在眉睫。
　　1装配式建筑物结构选型
　　装配式建筑主要分为装配式混凝土结构和装配式钢结构两种形式。
　　1.1装配式混凝土结构简介
　　装配式混凝土结构是指在工厂预制混凝土构件，运到施工现场装配的混凝土结构类房屋建筑。装配式混凝土结构对节点连接的要求非常高，处理稍有不慎可能导致灾难性后果。在变电站的建设中，装配式混凝土结构尚处于研究阶段。
　　1.2装配式钢结构简介
　　预制装配式钢结构是指建筑的结构系统是由钢构件组成的结构体系。钢结构本身就是天然的装配式建筑，通过在钢构厂制作好钢柱、钢梁等构件再运到现场进行节点安装。钢结构相对混凝土建筑比重轻，且便于运输、吊装，可大大减少基础造价，缩短制作周期、抗震性能高，可回收利用，适用于跨度大高度高承重结构，适合变电站的使用要求，所以已建成的装配式变电站大多为钢结构。
　　2装配式变电站的特点
　　装配式变电站具有施工周期短、成品质量高和环境保护效益好的特点。
　　（1）施工周期短。在装配式变电站工程施工中，多个施工工序可以同时进行，同时现场预制安装、焊接施工方式便捷，能够有效缩短施工时间，提升施工进度。通过应用模块化生产方式，能够有效减少外部制约因素的影响，间接缩短工期。
　　（2）成品质量高。装配式变电站主要建筑构件均应用预制构件，通过标准化生产厂家进行加工，不仅制作环境优良，而且制作工艺成熟，对于成品质量检测也比较规范，因此能够有效提升成品生产质量。另外，预制厂家生产过程流水化，因此构件的生产和质量检验成本比较低。
　　（3）环境保护效益好。装配式變电站采用工厂生产方式，现场施工工序较少，对于施工材料、机械设备和人工费用的需求也比较少，同时占地面积小，垃圾、污水的排放量大大降低，环境保护效益好。此外，与传统的变电站相比，装配式变电站主体结构体系的使用寿命比较长，可以循环持续使用，加大了变电站的可持续性。
　　3装配式变电站建筑物土建设计
　　3.1装配式建筑物屋面
　　建筑楼面，屋面板体系是装配式变电站建筑物构件的受控要件，其性能同时要满足隔音，防火，抗撞击等性能，对于屋面特别要注意防水性能。单（多）层框架钢结构房屋的楼盖系统由楼（屋）面板和梁体系组成。楼盖结构不仅是承受和传递竖向荷载的重要结构体系，同时在传递由风荷载和地震作用所产生的水平力方面也起着重要作用，合理的楼盖结构布置可以有效地提高框架结构的抗侧刚度和整体行，协调楼层的变形。目前在钢结构中常用的屋面材料主要有蒸压加气轻质混凝土屋面，钢骨架轻型混凝土屋面板，压型钢板复合板，铝镁锰合金屋面板，压型钢板底模现浇板，钢筋桁架楼承板，钢筋桁架混凝土叠合板，PK预应力混凝土叠合板等。装配式钢结构楼屋盖的选择从装配性能，施工便利性，结构耐久性，防腐性能，防火性能，电缆管线敷设，建筑美观性等各方面综合考虑，钢框架房屋楼屋面板可采用压架结构屋面板可采用压型钢板复合板或铝镁锰合金型钢板底模现浇板或钢筋桁架楼承板，轻型门式钢屋面板。
　　3.2预制墙板现场施工
　　预制轻骨料混凝土型钢组合空心墙板组合体系土建安装过程主要为：（1）先期施工基础。基础按常规方法施工，施工要点是在钢柱基础处预埋M33的地脚螺栓，要求用辅助定位模板。（2）安装轻骨料砼型钢组合空心墙板。将钢柱与基础M33地脚螺栓固定，安装完毕后柱脚、预制墙底均做30mm厚40MPa二次灌浆料灌浆。（3）用M2010.9级摩擦型高强螺栓安装宽翼缘H型钢横梁和纵墙内钢梁接头；纵墙内钢纵梁接头用40MPa浆料灌浆。（4）安装屋面预制叠合板。安装叠合板，最后现浇70mmLC30轻骨料砼板。轻骨料混凝土型钢组合空心墙板型钢柱，除与轻骨料混凝土直接接触处，均涂刷薄型防火涂料；外露钢梁外侧涂刷薄型防火涂料后外包防火板，使其耐火极限满足钢柱不低于2.5h，钢梁不低于1.5h。外露钢构件表面现场需用冷喷锌防腐（冷喷锌最小平均厚度120μm），聚氨脂面漆一遍（干膜厚度25μm），并确保与原构件镀锌色泽一致。预制轻骨料混凝土型钢组合空心墙板成品从预制构件长通过平板拖车运输至工程施工现场，墙板采用平放堆叠方式放置。预制组合墙板吊装时，利用墙板中外露型钢梁连接接头作为临时立吊吊点，将墙板垂直放入到基础预埋地脚螺栓中，通过柱脚调节螺栓调节墙板平面内垂直度，墙板间连接接头通过摩擦型高强螺栓连接，同时调节墙板平面外垂直度，保证墙板安装精度。
　　3.3主体结构设计
　　装配式变电站土建主体结构设计存在着装配式建筑普遍存在的问题，即框架梁柱节点的设计构造及传力。在该装配式变电站土建设计中，优选主体结构，应用清晰的传力方式：框架柱为两层整体预制，采用型钢对节点进行加强处理，应用强柱弱梁以及强节点弱构件等概念设计，提升主体结构的抗震性，施工方式便捷，有利于提升施工进度；主梁和次梁采用叠合设计形式，梁端采用型钢与柱（梁）连接。在叠合层设计中，需提高混凝土结构剪切力，避免发生漏浆问题。在楼面板设计中采用格构筋叠合板，加强板的受力性能，增加新旧混凝土的咬合力。此外，为了提高土建主体结构的整体性能，可以将现浇混凝土作为粘合剂。外墙结构和主体结构应用铰接方式连接。
　　3.4新型装配式梁柱节点设计
　　在装配式变电站土建设计中，预制构件拼接节点难度较大，而单一预制构件的质量比现浇构件好，但节点强度和抗震性能很难达到现浇结构的水平。对此，在本工程设计中，综合考虑节点设计需要，应用新型装配式节点设计形式，并采用型钢进行加强处理，梁柱节点应用高强螺栓进行连接。通过检测分析，得出新型装配式梁柱节点的受力性能及抗震能力等方面都明显优于传统预制结构的梁柱节点，其耗能能力，刚度、强度退化性能等同现浇结构梁柱节点。
　　结语
　　变电站项目的装配化设计将会改变变电站电气布局、土建设计和施工模式，尤其适合于解决城市变电站建设普遍面临用地紧张、施工场地狭小等问题。采用钢结构和成品围护作为新型变电站项目高效、标准、节能、环保的建造新模式，有助于解决电网建设所面临的项目分布量大面广，工期紧张，建设人工费用高和政策处理困难等现状。随着装配式技术的不断成熟，装配式变电站将是未来变电站发展的新趋势。
　　参考文献：
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　　（作者身份证号码：362323198509277514）
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