摘要：随着国家绿色建筑政策的不断支持和装配技术的不断进步和普及，装配产品和高水平施工企业将越来越成熟。装配式建筑的造价将大大降低，比传统建筑的造价要低，其优点将得到更充分的体现。变电站的组装施工将得到更广泛的应用。通过解决施工现场狭窄、工作条件差、施工周期短、质量差等问题，实现了变电站建设的“节能、节地、节水、节材、环保”的宗旨，为构建和谐社会奠定了坚实的基础。本文对装配式变电站的土建设计进行了探讨。
关键词：装配式变电站；土建设计
引言
通过对装配式变电所土建设计要点的详细研究，发现装配式变电所的设计方法与传统的变电所相比，充分体现了绿色变电所设计的理念，具有节约土地资源、缩短工期、减少投资等优点，并具有推广应用价值。符合环境友好型社会发展规律，取得较好的经济效益和社会效益。
1装配式变电站的基本特点分析
当前，配电装置楼为变电站的核心建筑，通常情况下其楼层主要为2—3层，而楼内主要放置电气设备，并且对于其跨度与防火性能等要求相对较高。鉴于半户外变与全户内变而言，其常规站都需要在施工现场进行相应的作业，当土建作业结束后，还需要根据实际需要，对电气设备进行运输安装调试，同时还需要对通电后的现场区域进行整改与修补。当使用装配式变电站时，需要在地基基础施工前，对工厂进行预制生产。当基础施工完毕后，需要进行梁柱与墙板安装工作，不需要额外扎筋支模及砌体施工。除浇屋面板与捣楼板以外，基本上无土建湿作业，致使建筑质量的稳定性得到了基本保障。在土建部分施工过程当中，部分电气设备则可在此阶段完成预制安装与调试工作。然后再将其制作成成品舱，当完成土建完成后，直接运至现场进行吊装定位。当前这种形式，开辟了新的电气设备安装形式。基于装配式建筑土建的改进与创新，成功改变了传统电气安装形式，并且在很大程度增加了变电站的科技含量。此外，极大地缩短了变电站的施工周期，为变电站的提前投入使用提供了重要的保障。
2装配式变电站土建设计
2.1构架和支架的设计要点
一般来说,构、支架的通用基础是重力式的混凝土的杯形基础,对110kV以下装配式的变电站构架柱要采用混凝土的等径环形杆,构架横梁则为三角形的断面钢结构,而对于220kV以上的构架柱来说,则通常会使用多边形或者圆形的钢结构,构架的横梁是以等比的边角钢为主体的三角形钢结构。此外,构件的接头处应该使用螺栓相连,减少对构件防腐表层的长期磨损,防止工程施工现场发生火情火险。
2.2装配式围墙
装配式围墙的主要方案是将无柱式基础与板墙插接，这一方案的优点是充分利用无柱式基础施工简便且质量可靠的特点，这样完成的围墙在质量上面有了保障，再有就是插接板墙的方式可以避免一些烦琐的工序，能够加快施工进度缩短工程周期，这样一种高效又高质的方案无疑是很好的选择。
2.3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。
2.4装配式的变电站的防火墙设计要点
装配式变电站的防火墙在设计时要严格按照国家相关建设标准进行设计,保证防火墙具备足够的结构承载力和耐火极限。通常情况下,装配式变电站的防火墙会使用现浇的杯形基础,并在插入立柱以后用预先调制好的细石混凝土进行再次的灌浆填充,并采用包裹的方法保护钢柱两侧及顶部。
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2.5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。
2.6钢结构的设计要点
为了符合装配式建筑的核心设计理念,装配式的变电站建筑结构通常会采用钢结构,结构形式上一般使用钢框架或者门式钢架。变电站的结构钢框架通常是指房屋的横向与纵向两个方向都有框架用以承重与抵抗侧力的构件所组成的一种结构体系。这种体系可以对结构进行分层装配,其构件能突显出装配化、标准化和定型化的特点,这种体系具有受力比较明确、制作和安装简便、布置灵活、施工建设效率高等优点。
3装配式变电站土建设计实例
3.1装配式变电站概况
装配式变电站的电气设备布局形式、建筑物构件设计和施工模式都发生了较大变革，目前，我国装配式变电站建设进入了快速发展阶段。本文将以某220kV敞开式变电站作为研究对象，对装配式变电站土建设计要点进行详细探究。
3.2建筑设计
在该装配式变电站工程土建平面设计中，需要注意规划合理、布置紧凑。建筑外立面设计需结合预制建筑物结构特征，运用竖向模数单元进行构图，并引入水平遮阳线条统一建筑元素，改善建筑工程外观。建筑外观尺度适宜，造型简洁大方，融入当地独特的建筑设计元素。
3.3结构选型
在该装配式变电站工程设计中，需要遵循结构安全性、适用性和经济性的原则，同时还应关注建筑工程施工便捷性和预制程度两方面，保证变电站土建施工技术的先进性、经济合理性、施工便捷性。该装配式变电站建筑具有层高低、平面布局灵活以及楼面荷载大的特点，综合考虑各方面因素，采用全预制装配式混凝土框架结构体系，如图1所示。该结构体系具有抗震性能好、布局方式灵活、工业化预制程度高、工程造价合理等优点。 2.4模数化设计
在装配式变电站土建设计中，为了实现建筑设计标准化、机械装配化以及建筑构件生产工厂化，首先需要满足模数化要求。为了提升装配式变电站工业化生产程度，减少生产模具数量，该变电站设计采用模数化设计方式，其中：柱网模数为7.2m、外墙模数为1.2m、外窗模数为0.6m。通过应用规整柱网、归并构件的方式，最大程度上减少生产模具数量。该装配式变电站应用6类构件，共计295个，需10套生产模具，预制率可达81.3%。
3.5主体结构设计
装配式变电站土建部分建筑物主体结构设计的重点为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，明确清晰的传力方式：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，且施工方式便捷，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，避免漏浆、孔洞、连接缺陷等问题。在楼面板设计中采用格构筋叠合板，加强楼板的受力性能，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。
4结语
总而言之，对变电站实行装配式的建设模式，能够有效的节约土地资源，降低工程的成本，发挥出装配式建设模式的基本作用。还能够促使变电站的建设更加趋向节约型、环境友好型，并且取得了较为理想的经济效益，其未来的发展前景较为广阔。但是目前的发展现状却存在许多问题，需要相关人员加强对其的研究，促使装配式的变电站能够得到较高程度的推广。
参考文献：
[1]赵凯.浅谈装配式变电站的土建设计[J].低碳世界，2016（11）：68-69.
论文作者:高华斌
论文发表刊物:《电力设备》2019年第13期
论文发表时间:2019/11/5
标签：变电站论文; 土建论文; 梁柱论文; 节点论文; 结构论文; 构件论文; 建筑论文; 《电力设备》2019年第13期论文;