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摘要:在社會快速發展的階段下,我國科技實力日益增強。目前,越來越多的技術應用到發電廠運作水平得到有效提升。為保證發電廠主廠房土建結構設計的科學性,增強建筑的穩定性以及抗震能力,設計人員有必要按照新修訂的《建筑抗震設計規范》為廠房土建結構設計的基礎。在這種情況之下,發電廠將會在科技技術以及以新抗震規范為基礎的良好土建結構設計下保障自身高效平穩的發展。本文主要分析了結構概念設計原則,介紹了發電廠合理的支撐布置形式,提出了抗震構造的改進方法。
關鍵詞:主廠房;新抗震規范;發電廠;土建結構設計
2010年我國新修訂了《建筑抗震設計規范》,而結構抗震分析、抗震變形驗算、樓層地震剪力控制和不規則建筑結構的概念設計等的相關規定屬于新增的內容,這些內容有利于較好地指導土建結構設計工作,提高建筑的抗震性。對于土建結構設計人員來講,需要深入地研究規范內容,掌握在《建筑抗震設計規范》下的土建結構設計要點,提升自身設計水平。
1結構概念設計原則
概念設計指的是在進行結構設計的同時將廠房的結構總體地震反應放置到首位,要以結構的破壞過程以及破壞機制對地震設計準則為依據,優化結構設計。結構概念設計為新修訂的《建筑抗震設計規范》新加的內容,進一步規范了限制指標,明確了嚴重不規則、特別不規則以及不規則程度的區分標準。而設計人員就需要科學地改進設計工作,滿足結構概念設計要求。比如,要優化斷面、層高,并均勻布置結構構件以及抗側力構件,降低結構布置中存在錯層、短柱和薄弱層問題出現的頻率。不同發電廠主房的特點存在一定的差異,因此要根據實際情況研究結構設計,保證結構設計的適用性。而煤斗的支撐層剛度較低的問題;局部剛度由于樓面錯層或者過多開孔導致的不連續等這些都是設計人員需要解決的問題。為指明結構設計方向,避免出現違反結構概念設計要求的問題,新修訂的《建筑抗震設計規范》中限制了以下方面。一是要嚴格規定因工藝布置受到限值的情況下而使用錯層結構的抗震措施,以此提高建筑物的抗震性。如果在8、9度區以及7度Ⅲ、Ⅳ類場地上,就需要避免在該鋼筋混凝土框架相鄰跨上使用錯層結構,從而防止地震對建筑物穩定的影響。二是車荷載作用點應該布置到樓層或接近樓層的地方。三是樓板的剛度以及樓板梁采用鋼梁時有可靠的連接是在鋼梁與混凝土樓板結構分析時需要考慮的內容。四是要在樓層處梁高范圍內布置框架與排架跨的聯結點。如果在8、9度區以及7度Ⅲ、Ⅳ類場地時,則應該避免在同層架間設置聯結點。
2發電廠合理的支撐布置形式
鋼框架一中心支撐體系或者混凝土框架一抗震墻(支撐)體系都在抗震方面具有良好的表現。因此在地震多發地區的發電廠的主廠房則需要合理應用這些體系,這樣就可以有效地承擔地震引起的水平力。為降低施工量,簡化工藝布置,提高施工效率,會做出減少支撐布置的決定,有的甚至限制布置于廠房兩端的支撐。在這種情況之下,主廠房支撐點的布置將會集中在某幾個支座上。若是沿著縱向線均勻的布置支撐點,主廠房的總地震的反應將會增大,不過支座的抗震能力會降低。通過優化支撐布置,可以提高建筑物的承載力,保證整體結構剛度分布的均勻性,這對抗震十分有力。而減少支撐截面面積,能夠在不改變鋼框架體系布置方式以及數量下,保證建筑物體的抗震能力。由此可見,增加支撐面與提高抗震效果并不一定成正比。為達到降低施工成本的同時增強建筑物結構的穩定性,設計人員需要充分地了解發電廠的所在地,并增強自身的結構設計的能力,以此優化結構設計方案。
3抗震構造的改進
發電廠主廠房是發電廠的重要組成部分,提高發電廠主廠房建筑水平能夠起到促進發電廠發展的作用。除了發電廠主廠房之外,其他的廠房具有各自的特點,在不同的特點下所應用的結構不盡相同。整體來看,發電廠結構具有復雜性的特征,這使得主廠房的開間尺寸、荷載以及結構跨度較大,進而增加了梁柱的斷面。正是如此,電廠主廠房在抗震結構設計上會遇到很大的挑戰,相對而言,民用建筑可以很好地提高抗震結構設計水平,而最終也會滿足新修訂的《建筑抗震設計規范》。對于電廠主廠房抗震結構設計人員,其需要總結結構設計經驗,構建完善的結構設計體系。尤其是要完善在電廠主廠房抗震結構設計薄弱環節,以此達到良好的結構設計效果。抗震構造的改進可以從以下角度分析。一是伴隨著社會快速發展,我國新型材料技術開發水平有效提高。在實際建設電廠主廠房時,可以把韌性、可焊性以及延性較好的專用鋼筋使用到鋼筋混凝土當中。在這種情況之下,電廠主廠房的抗震性將會明顯增強,這樣降低了抗震結果結構設計的難度。相關單位以及人員需要著重關注新型材料市場,合理地應用鋼筋材料解決電廠主廠房的抗震性設計難度。二是要優化考慮布置工藝與主廠房的豎向布置,并使得兩項布置事項的有效的結合在一起,還要以較低的位置布置與工藝相關的設備。由于電廠主廠房結構的自重以及所應用的工藝荷載將會影響其抗震能力,設計人員在進行結構設計時優化設計方案,以此把控好結構的自重以及所應用的工藝荷載力。另外,設計人員有必要認真地研究關于“減少廠區挖方的階梯式布置形式”,掌握其形式運用方法,并合理把該方法應用到設計工作之中。電廠所在的區域不同,所處的地形會有有所不同,而設計人員還要充分地把地形這一要素考慮在結構設計中,盡可能地發揮地形在電廠主廠房提高抗震能力的積極性。由于豎向布置廠區對提高抗震能力具有積極的作用,設計人員需要以豎向布置廠區。三是如果廠房的整體性得不到充分地保障,何談能夠抵抗地震。為保證廠房的整體性,設計人員需要在結構設計之中構建科學的支撐體系。一方面,要確保支撐系統的全面性。即涉及各類與支撐相關的內容,強化支撐系統建設,達到提高天窗架以及支撐柱間的抗震能力的目的。另一方面,要保證屋面板的連續整體性,以此提高整個廠房的抗震水平。四是通過應用輕質墻板作為主廠房的圍護,可以在減少結構受力的同時增強抗震能力。因此,相關人員需要從市場上采購輕質墻板。五是在房屋面板的設計中,要減小端柱間的相對變形,并加強端柱間的整體剛度。與此同時,還要優化房屋面板焊接構造工作,以此增加其承受力。
4結束語
綜上所述,在社會進步發展下,發電廠主廠房土建結構抗震改造的水平隨之提高。前人總結的抗震改造的經驗,值得設計人員深度思考。從目前現狀來看,新修訂的《建筑抗震設計規范》對當前發電廠主廠房土建結構抗震改造工作更具有指導意義分。因此,設計人員有必要樹立終身學習意識,深化對《建筑抗震設計規范》的認識。
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作者:周璐 單位:秦能齊源電力工程設計有限公司