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【摘 要】当前，随着工农业的不断发展，人们的生活水平也在不断提高，业余生活也更加丰富，用电需求也越来越大，因此，我国加大对电力企业的改革力度，不断对其调整和优化，以此带动电力建筑产业的飞速升级。随着社会经济的突飞猛进，水电站工程建设数量也不断增加，为了保证电站建成后能够安全稳定的运行，在发电厂房建筑结构设计中，一定要结合实际和行业标准进行设计。
【关键词】发电厂房；钢筋混凝土；框架结构；设计要点
引言：
随着我国社会经济的发展，电力能源在国民生产生活中占据了主导地位。不同规模的水电站、各种新能源发电厂以及企业利用余热余压的电厂发展迅猛。在水电站的建设中，水工结构设计可谓是最关键的一部分，因此，在施工图阶段，水工结构设计至关重要，其他相关专业的设计都离不开水工结构专业，需以水工结构专业为基础来开展工作。在目前发电站水工结构设计工作中，我们应该结合工作实际，利用现有的先进理念和技术措施，优化土建结构设计，以确保整个工程顺利开展和实施。
一、发电厂上部混凝土结构设计基本概述
在对水电站厂房进行结构设计的时候，不仅需要充分分析工艺、运行、设备、安装、抗震等因素，还需要合理分析实际地质、气候、环境等因素。在设计发电厂房上部混凝土框架结构、绘制技术施工图纸的时候，实际上就是设计人员利用专业结构语言给相关设施人员提供一定信息的过程。利用一些简明结构，如墙、基础、板、柱、梁等来构建和形成相关结构体系、抗力体系和承重体系等，利用简单明了的方式来合理的把各种建筑影响因素和建筑物传送到基础中。在设计水电电站厂房土建结构的时候包括选择结构型号阶段、计算结构阶段、设计施工图纸阶段三大部分。
第一阶段就是包括地质情况、水工建筑物级别、建筑场地类别、运行需求、布置工艺设备的结构，将其当作选择建筑结构尺寸的基础和保障。在完成结构尺寸选择以后，需要依据不同工艺需求和不同结构，设置合理的受力结构和承重体系。
在设计第二个阶段的时候，需要在得到专业提资的时候，不要过于着急于建设模型，需要全面分析，主动与相关专业设计人员进行沟通，充分掌握设计实际情况，合理统计埋件、荷载、孔洞，确保不会出现遗漏。需要严格遵守相关规范荷载需求，利用不同的准永久值系数和组合值体系进行实施计算。
在第三个阶段的时候，需要依据实际规定的构造和计算的结构内力确定结构配筋，合理绘制施工图纸。
二、混凝土框架厂房结构设计原则
随着水电站设计及施工技术的发展，发电厂房上部结构不仅局限于传统的框、排架结构。在混凝土框架厂房结构设计时要根据工程所在地的地质条件、地震参数、使用条件等，保证该种结构设计能够满足工业生产的要求，同时又能够实现建设成本的有效结构，保证有限空间和成本范围内厂房空间最大化设计及高效施工的实现。具体设计时，应该从长远发展的角度出发，既要满足当下企业发展的需求，又要为企业日后的发展留有充分的余地。混凝土结构的设计要在经济实用的基础上，保证框架结构设计的有效性，保证其结构设计的合理，其保证整个框架结构能够满足一定刚度和抗震能力的要求。
三、发电厂房上部钢筋混凝土框架结构设计要点
1、结构布置
设计人需要对优化结构布置有足够的重视，在尽可能对工艺设计要求进行满足的同时，对结构布置进行调整，为满足结构布置比较规则的要求，要对断面、层高进行优化，并对结构构件以及抗侧力构件进行均匀布置，最大程度地使结构布置中减少或避免错层、短柱和薄弱层现象出现。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆针对厂房各建（构）筑物特点的不同，查找造成结构不规则的源头并对其进行研究解决。如：煤斗的支撑层刚度较低的问题；侧向刚度由于梁断面大幅变化、层高不均匀而造成的不均匀；局部刚度由于楼面错层或者过多开孔导致的不连续等。科学合理的结构布置，直接保证了发电厂房土建结构的安全性和耐久性。
2、计算方法
钢筋混凝土方案结构设计，采用建研院开发的PKPM系列软件（包括空间分析软件SATWE、TAT）和MIDAS/GEN等结构分析与设计软件进行对比计算。合理分析结构配筋及内力，进行优化。钢结构计算可以采用引进的美国STAADPRO和国内相应开发的配套程序SSDD，同时使用MIDAS/GEN结构分析与设计软件进行校核计算。汽机基座采用ANSYS及国内比较通用的MFAP软件进行计算，满足结构设计要求。
3、框架柱设计
框架柱设计最关键之处在于有效控制其轴压比从而确保结构的延性。由于工艺布置的原因，有时框架柱的尺寸是被限定的，此时可以采用高强度混凝土以及相关的构造措施来保证轴压比满足要求。
框架柱应根据荷载情况和工艺要求，采用由下而上分段递减的截面且尽量减少偏心，各榀框架柱的截面应尽量一致，避免出现刚度不均匀。
框架柱纵向受力钢筋直径选择应合理，以使钢筋均匀分布于柱两边为宜，不可过稀或过密。柱箍筋设计应注意肢数和肢距的要求，从而保证其抗剪和包裹混凝土的能力很好地发挥。
在抗震设计中应时刻把握“强柱弱梁、强剪弱弯”的原则，对框架柱的各项设计内力加以调整后再进行柱配筋设计。同时，要特别注意在设计中贯彻规范的各项抗震构造措施。
4、结构缝设置以及缝宽度问题
温度的变化对建筑结构有着不利影响，因此，厂房建筑物尤其是超长电厂建筑物设置合理的伸缩缝是十分有必要的。但是部分结构设计人员不使用伸缩缝减少温度影响而使用后浇带代替，这种做法存在一定的问题。因为后浇带不能解决温度变化的影响，仅能减少混凝土材料干缩的影响。在后浇带处的混凝土封闭后，若结构再受温度变化的影响，后浇带就不能再起任何作用了。一些超长建筑结构不便或不能设置温度伸缩缝时，应采取其他构造加强措施，不能只留设施工后浇带，例如：采用预应力混凝土结构、对受温度变化影响较大的部位适当配置间距较密、直径较小的温度筋、加强顶层屋面的保温隔热措施等。
5、抗震设计
在发电厂房结构的抗震设计中，对于主厂房，设计人员在设计过程中主要应用时程分析法。这种方法是根据通过时程曲线图中计算求得平均值，再结合常规计算中普遍采用的反应谱法从而得出较大值，这样计算得出的结果可以符合严格要求安全性的主厂房的设计要求，这种补充计算在水电站厂房的建设工程当中经常会用到。但是主厂房普遍存在结构的复杂性，比如钢结构或者钢筋砼结构厂房中会有错层和有关层高的相关问题，这些都是不可避免的，因此我们可以根据一些经常发生大型地震的地区的各项分析数据进行主厂房薄弱层的相关验算。有关专家通过分析发现其中钢筋砼结构的厂房在地震中的震害在节点区发生，节点区包括节点核心区和周围的梁柱端。
结语
综上所述，本文主要对水电站厂房土建结构设计进行了分析与探讨，随着我国经济的高速发展，水电站建设数量也在逐渐增多，现阶段，我国已经建成了多个大规模的水电站，并且在安全稳定的运行。但是在水电站厂房结构设计过程中，一定要结合实际情况和工程的标准进行安全经济的设计，只有这样才能充分发挥其应有的作用，促进我国电力事业的快速稳健发展。
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论文作者:樊璐璐,徐大海
论文发表刊物:《低碳地产》2016年第6期
论文发表时间:2016/9/23
标签：结构论文; 结构设计论文; 厂房论文; 水电站论文; 框架论文; 土建论文; 混凝土论文; 《低碳地产》2016年第6期论文;