中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司 吉林长春 130021
摘要：装配式建筑是将工厂预制的建筑构件经现场或者厂区装配、组装连接或者部分构件现浇而成的结构或者钢结构建筑，装配式建筑作为推进建筑工业化的重要途径，在节约资源、降低能耗、环境保护、提升建筑品质等方面相比现浇方式有着巨大优势。在变电站不断地扩建和改建过程中，钢结构因为其质量轻而承载力高、施工工期短、强度高、跨度大、抗震性能好等优点逐渐替代钢筋混凝土结构，在变电站建筑中发挥重要作用，本文分析了钢结构在变电站建筑中的发展优势、不足之处以及相应的解决办法。
关键词：变电站；钢结构；建筑；优势
前言
随着我国大容量电能传输的客观需求日益增强，城市化进程的不断加快、社会用电需求的增加促进了变电站的快速发展；变电站的发展需要满足节能、节材、构件标准化等绿色发展要求，在保障安全的前提下，能够节约能源、节约材料；钢材作为一种新型的建筑材料，因其成本低、性能可靠，逐渐成为建筑行业中不可或缺的建筑材料。根据相关资料统计，钢结构在变电站的扩建和改建项目中的使用的频率逐渐增加，由于我国钢结构的发展时间比较短，目前仍处于探索发展阶段，仍存在很多不足之处，通过对钢结构在变电站建筑中的应用分析，更加了解钢结构在变电站建筑中的发展优势以及不足之处，使钢结构在变电站建筑中更好的发挥作用。
1变电站建筑的现状分析
变电站的建筑设计主要依据变电站所需设备的容纳空间作为设计依据，变电站对于设备用房的要求严格，一般是跨度大、长度长，钢结构（主要承重构件由钢材构成）具有的强度大、质量轻抗震性能好、施工工期短等性能可以很好地满足设备用房的空间需求。
2变电站建筑中的应用优势
钢结构在变电站建筑中的应用具有明显的优势，主要表现在以下几个方面：材料性能，抗震性能、抗风性、耐久性、节能、成本等。
2.1钢结构的质轻而承载力高
钢材自身的抗压、抗剪、抗拉强度较高等因数所需的钢材截面比较小，材料的质量比较轻，自重小，因此与传统的钢筋混凝土结构相比，钢结构的质量比较轻但承载力比钢筋混凝土结构高；假设不同结构所需承担的外部荷载条件相同，钢结构的质量轻，自重小，基础所需承担的荷载比较小，从而降低了对基础的处理。
2.2钢结构具有良好的抗震性能
钢结构因其具有良好的整体性，从而具有良好的抗震性能，安全性好。根据抗震设计规定，在结构的弹性设计阶段，高层钢建筑层间位移是高层钢筋混凝土结构层间位移的1.8倍，根据《建筑抗震设计规范》，钢结构能够抵御地震烈度8度的地震破坏，具有良好的抗震性能。
2.3灵活布置，合理利用建筑空间
相同的承载条件下，传统的钢筋混凝土结构的自重比钢结构大很多，建筑的空间尺寸受到限制，往往出现柱子尺寸过大、梁过高、板过厚等情况，结构所占面积过大，建筑空间的使用面积变小。钢结构的质量比较轻，结构占用的面积比较小，相同的荷载条件下，钢结构占用的建筑面积要比钢筋混凝土结构小的多，建筑平面合理分隔，满足变电站建筑设计中不同设备用房的空间需求，合理的利用建筑空间。
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2.4构件标准化，减少施工工期，降低成本
钢结构的基础按照传统方式进行现场施工，而其他预制构件是装配式施工，形成标准的建筑体系，实现建筑构件的工厂化加工和机械化施工。钢结构可采用现场吊装作业，钢板作为楼板，可现场同时施工，降低施工周期和施成本。
3钢结构存在的不足之处与解决措施
钢结构在变电站建筑的应用中虽然具有很多的优势，但它仍然存在很多不足之处，例如钢结构的耐火性与防腐性能比较差等，针对不足之处需要采取相应的措施解决。
3.1钢结构的耐火性能弱
钢结构的耐火性能比较弱，因此钢结构需要采取一定的防火措施。钢结构中建筑的钢梁、屋架、钢柱一般采用钢材，作为建筑的骨架部分，钢结构中的梁、屋架、柱承担着建筑的主要安全。钢材是不燃材料，但随着温度的升高，钢材的力学指标会发生变化，性能也会随着温度的升高而有所改变。在温度足够高时，钢结构的内部应力也会随着发生改变，进而导致钢结构的承载系统发生问题。温度达到500℃，在此温度条件下，钢结构会发生塑性变形，失去稳定性，轰然倒坍。
3.2钢结构的防腐性能差
钢结构的另一个不足之处是钢结构的防腐性能比较差，由于钢材自身的防腐性能比较差，容易被腐蚀，所以钢结构的防腐性能差。变电站建筑大多建在室外，环境条件恶劣，钢结构的防腐性能差是需要解决的重要问题。变电站建筑的使用寿命一般是50年，因此要选择长久有效的办法解决钢结构的防腐问题。
3.3变电站的特殊需求对钢结构的要求
变电站内建筑一般由二次设备室、主变压器室、GIS室、电容器室等构成，变电站与其他建筑不同，变电站作为电力分配设施用来变换、分配、接收电能，变电站的设备间之间有大量的电缆相互连接，设备间的设备安装需要预留大量的洞口，可以利用钢柱、钢梁来解决，但要尽量减少线槽明敷采用在墙体上开槽暗敷等方式。
4施工中绿色钢结构建筑体系的应用
在建筑工程中，钢结构建筑体系需要加强对预制混凝土的综合应用，在通过预制混凝土的应用，除了可以实现对施工质量的提升，还能贯彻绿色、节能的理念，对于建筑可持续发展有着显著影响。此外，在对建筑工程进行施工环节中，还应该适当进行墙体维护与构造的综合运用，此种工作手段可以实现对建筑墙体需求的充分满足。在建筑施工中对此种全新结构的应用，需要施工人员深化自身能力，提升专业性，在建筑工程中结合信息化模型，从而在施工中实现对危险节点的控制，通过施工中对各项信息数据的有效传递，更好地开展建筑领域的信息化建设。
5钢结构发展规划
在各个建筑领域中对钢结构的应用要进一步提升，实现对装配式钢结构应用范围的提升。加强对建筑方式的创新，在推广装配式钢结构过程中，实现工程标准化设计，进一步推进工业化生产和装配式施工的水准，促进建筑结构的转型。政府部门要加强对相关法律法规的建设，确保钢结构与国际发展之间实现接轨，促进法律法规的健全发展。全面推进生命周期理念在工作中的贯彻，保证建筑规划设计工作能在工程建设与安装中发挥更显著优势作用，充分满足可持续发展建筑的基本需求。
结语
钢结构在变电站建筑中的应用仍然处于初步的试验阶段，虽然钢结构的耐火性、防腐性能较差，但因为钢结构承载力高、抗震性能好、节约材料、节约能源、施工成本低等优势，使得钢结构在变电站建筑中的应用成为一种必然趋势；随着钢结构技术的日臻完善，钢结构在变电站的建筑设计中只要精心设计与施工，一般不会存在安全问题，这使得钢结构在变电站建筑中的应用也会越来越普及；钢结构顺应了绿色环保的时代需求，必然会在变电站建筑中得到更好的发展。
参考文献
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论文作者:于慧宇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年20期
论文发表时间:2020/1/8
标签：钢结构论文; 变电站论文; 建筑论文; 性能论文; 钢材论文; 优势论文; 构件论文; 《建筑学研究前沿》2019年20期论文;