综述变电站钢筋混凝土结构设计应用技术-硕士论文__墨水学术,论文

所属栏目：电力论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:138

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　　综述变电站钢筋混凝土结构设计应用技术
　　徐碧玉上海邮编200063
　　摘要：本文详细介绍了变电站从基础、结构平面、楼梯、梁、柱几个方面的框架结构设计，阐述了其设计原则及注意的问题，并强调设计人员必须熟悉当地建筑材料的构成、货源情况及当地习惯做法，以设计出经济合理的结构体系。
　　关键词：变电站；结构设计；基础；应用技术
　　1结构设计技术的阐述
　　主要设计依据，变电站结构的抗震等级，地基情况及承载力，防潮抗渗做法，活荷载值，材料等级，施工等级及注意事项，选用详图，通用详图或节点，以及在施工图中未画出而通过说明来表达的信息等。
　　2 基础设计
　　（1）在柱下扩展基础宽度较宽(大于4m)或地基不均匀及地基较软时宜采用柱下条基。并应考虑节点处基础底面积双向重复使用的不利因素，适当加宽基础。混凝土基础下应做垫层，当有防水层时，应考虑防水层厚度。当建筑地段较好，基础埋深大于3m时，可建议甲方做地下室。地下室底板，当地基承载力满足设计要求时，可不再外伸以利于防水。每隔30m～40m设一后浇带，并注明两个月后用微膨胀混凝土浇筑。设置地下室可降低地基的附加应力，提高地基的承载力(尤其是在周围有建筑时有用)，减少地震作用对上部结构的影响。
　　（2）这种情况下不应设局部地下室，且地下室应有相同的埋深。可在筏板区格中间挖空垫聚苯来调整高低层的不均匀沉降。当地下室外墙为混凝土时，相应的楼层处梁和基础梁可取消。抗震缝、伸缩缝在地面以下可不设缝，连接处应加强，但沉降缝两侧墙体基础一定要分开。新建建筑物基础不宜深于周围已有基础。如深于原有基础，其基础间的净距应不小于基础间高差的1.5倍～2倍，否则应打抗滑移桩，防止原有建筑的破坏。底层内隔墙一般不用做基础，可将地面的混凝土垫层局部加厚。基础底板混凝土不宜大于C30，否则容易出现裂缝。
　　3 结构平面设计
　　现浇板的配筋(板上、下钢筋，板厚尺寸)，尽量用二级钢包括直径夺10(目前供货较少)的二级钢，直径不小于12的受力钢筋除吊钩外，不得采用一级钢。钢筋宜大直径大间距，但间距不大于200，间距尽量用200。跨度小于21TI的板上部钢筋不必断开钢筋也可不画，仅说明钢筋为双向双排Φ8@200。板上下钢筋间距宜相等，直径可不同，但钢筋直径类型也不宜过多。顶层采用现浇楼板，以利防水，并加强结构的整体性及方便装饰性挑沿的稳定。现在框架填充墙一般为轻质隔墙，过梁一般不采用预制混凝土过梁，而是现浇梁带。应注明采用的轻质隔墙的做法及图集，当过梁与柱或构造柱相接时，柱应甩筋，过梁现浇。
　　4梁设计
　　（1）梁上有次梁处(包括挑梁端部)应附加箍筋和吊筋，宜优先采用附加箍筋。应避免次梁搭接在主梁的支座附近，否则应考虑由次梁引起的主梁抗扭，或增加构造抗扭纵筋和箍筋。当采用现浇板时，抗扭问题并不严重。
　　原则上梁纵筋宜小直径小间距，有利于抗裂，但应注意钢筋间距要满足要求，并与梁的断面相适应。箍筋按规定在梁端头加密。布筋时应将纵筋等距，箍筋肢距可不等。小断面的连续梁或框架梁，上、下部纵筋均应采用同直径的，尽量不在支座处搭接。端部与框架梁相交或弹性支承在墙体上的次梁，梁端支座可按简支考虑，但梁端箍筋应加密。
　　（2）挑梁宜做成等截面(大挑梁外露者除外)。与挑板不同，挑梁的自重占总荷载的比例很小，做成变截面不能有效减轻自重。变截面挑梁的箍筋，每个都不一样，难以施工。变截面梁的挠度也大于等截面梁。挑梁端部有次梁时，注意要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋，除非受剪承载力不足。对于大挑梁梁的下部宜配置受压钢筋以减小挠度，挑梁配筋应留有余地。
　　梁上开洞时，不但要计算洞口加筋，更应验算梁洞口下偏拉部分的裂缝宽度。梁#p#副标题#e#从构造上能保证不发生冲切破坏和斜截面受弯破坏。挑梁出挑长度小于梁高时，应按牛腿计算或按深梁构造配筋。尽量避免长高比小于4的短梁，采用时箍筋应全梁加密，梁上筋通长，梁纵筋不宜过大。
　　扁梁宽度不必过大，只要钢筋能正常摆下及受剪满足即可因为在挠度计算时，梁宽对刚度影响不大，加宽一倍，挠度减小20％左右。相对来讲，增大钢筋更经济，钢筋加大一倍，挠度减小60％左右，同时梁的上筋应大部分通长布置，以减小混凝土徐变对挠度的增大，如果上筋不小于下筋，挠度减小20％。框架梁高取1／10～1／15跨度，扁梁宽可取到柱宽的两倍扁梁的箍筋应延伸至另一方向的梁边。
　　5 柱设计
　　（1）柱断面不宜小于350×350，混凝土不宜小于C25，否则梁纵筋锚人柱内的水平段不容易满足0.45La的要求，不满足时应加横筋。柱应尽量采用高强度混凝土来满足轴压比的限制，减小断面尺寸。尽量避免短柱，短柱箍筋应全高加密，短柱纵筋不宜过大。考虑到竖向地震作用，柱子的轴压比及配筋宜留有余地。独立柱上或柱的中部(半层处)有挑梁时，挑梁长度应有限制。
　　（2）在用PKPM软件计算梁柱时，应尽量采用或SATWE三维软件。相对平面框架PK来讲：
　　①、计算结果更接近实际受力状态，如地震力或风力是按抗侧移刚度分配，而不是按框架的楼面从属面积，再如从框架柱出挑的梁和从次梁出挑的梁，因次梁的支座(框架梁)发生下沉变形，内力重分布，从框架柱挑出的挑
　　梁配筋将较大。
　　②、快速方便，三维软件整体计算，不必生成单榀框架，再人工归并，可整楼归并。
　　③、或SATWE还可以进行井字梁的计算，由于PKPM软件计算梁时仅按矩形计算，而井字梁的断面较小，有可能超筋，此时可取出弯矩再按T型梁补充计算，不必直接加大梁高。在绘制施工图时，较大直径的钢筋连接宜用机械连接取代焊接，造价相差不大，但机械连接可靠并易于检查。机械连接接头位置可任意，但一次截断的钢筋不大于50％，接头位置应错开70d。
　　6 设计原则及注意问题
　　（1）抗震验算时不同的楼盖及布置(整体性)决定了采用刚性、刚柔、柔性理论计算。抗震验算时应特别注意场地土类别。框架结构应设计成双向梁柱刚接体系，但也允许部分的框架梁搭在另一框架梁上。应加强垂直地震作用的设计，从震害分析，规范给出的垂直地震作用明显不足。
　　雨篷不得从填充墙内出挑。大跨度雨篷、阳台等处梁应考虑抗扭。考虑抗扭时，扭矩为梁中心线处板的负弯矩乘以跨度的一半。
　　（2）框架梁、柱的混凝土等级宜相差一级。出屋面的楼电梯间不得采用砖混结构。建筑长度宜满足伸缩缝要求，否则应采取措施。如增大配筋率，通长配筋，改善保温，铺设架空层，加后浇带等。柱子轴压比宜满足规范要求。
　　（3）挑梁、板的上部筋，伸人顶层支座后水平段即可满足锚固要求，因钢筋上部均为保护层，应适当增大锚固长度或增加1个lOd的垂直段。常用轻隔墙(加气块或陶粒)自重(含双面抹灰)：150墙1.66kN／m2；200墙：1.98kN／m2；250墙：2.30kN／m2；300墙2.62kN／m2。
　　7 结论
　　从以上所述，对于变电站的结构设计时，设计人员还要掌握如下设计规范：建筑结构荷载规范、抗震规范、混凝土结构设计规范等，并应考虑当地地方性的建筑法规。