（1.山东省能源建筑设计院，山东，济南，250000）
（2.身份证号：371325198210216665，山东，济南，250000）
【摘 要】发电厂建筑结构设计是整个建筑施工过程的重要环节，它对于保证施工水平和建筑质量有着非常重要的作用，发电厂建筑结构设计的根本目的，就是在一定的经济条件下，赋予结构以适当的安全度。
【关键词】发电厂建筑；结构；设计
一、发电厂建筑结构设计方法
1．平面设计法
世界公认的建筑设计图集是平面图示设计法的研发基础，设计图集对建筑的梁柱结构、剪力墙结构等系统的平面图形表示方法进行了规定，同时还规范了这些结构系统所涉及的一系列建筑结构细节图。平面设计法进行厂房设计时，主要是将构成建筑内外结构的相关构建以及配筋的数量、长度直径等信息表达出来，并根据制图规则通过排列构件及配筋把建筑物的整体形态反映到平面图中，同时再和规范的厂房结构细节图进行对照就形成了系统的厂房建设图纸。
2．原位图示设计法
原位图示设计方式主要建立在传统平面图示设计模式的基础上，因此这种设计方法是对平面图示设计技术的改良与延展，同时在开发这种设计技术时，还融入了具体项目工程的相关要求。对于原位设计法而言，其核心核是建筑整体结构的设计纲要以及建筑主体结构，包括柱体、房梁、墙系、地下系统以及内部楼梯等结构。原位设计方式进行设计只需制作基本结构的六张图纸，因此原位设计法不但具有严谨的逻辑和条例，同时还具有简易、直观的特点。
二、主厂房的结构布置与结构形式
1．主厂房的结构布置
主厂房的结构设计可谓是复杂且规模庞大的工程。在对主厂房进行结构设计的时候，一定要考虑到整个主厂房可用面积的利用率，还有就是结构设计一定要严格的按照科学性的分析来一步步的进行，切勿主观臆断，盲目的进行布置，这样就会为以后主厂房的运作，埋下巨大的隐患性问题。
2．主厂房的结构形式
继装备式结构钢筋混凝土技术的长期使用后，目前又开发了泵送混凝土技术，这大大的提高了以往的技术水平，使得主厂房的结构形式也越来越多样化。但泵送混凝土的建造形式也存在着目前仍然无法攻破的难题。
三、电厂建筑结构设计要点
1．地基基础设计
设计基础首先要了解地质情况，熟悉地质资料。如有不良情况，必须进行地基处理。厂房基础的选型宜采用独立基础，也可依次采用桩基、条形、筏板、箱形基础。主厂房地基设计可根据工程地质条件和主厂房各单元的沉降特点，对相邻结构单元采用不同地基处理形式或不同的桩基持力层。设计等级为甲、乙级的建筑物，均应按地基变形设计。
2．锅炉结构设计
锅炉结构宜采用独立式的钢结构体系，与主厂房之间应设防震缝。锅炉刚架与主厂房属不同类型的结构，若将他们联系在一起，将形成体型复杂、平立面特别不规则的建筑结构。因此，设置防震缝能避免锅炉钢结构和贴建厂房的地震作用下的相互影响和破坏。
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3．建筑抗震设计
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，这种补充计算在电厂的建设工程当中经常会用到。
4．主厂房结构设计
首先，主厂房的平面布置，力求简单、规则、平直、整齐合理、受力明确、质量和刚度均匀对称。质量大的跨间不宜布置在结构单元的边缘，质量大的设备宜设置在距刚度中心较近的部位。其次，主厂房坚向布置应与工艺密切配合，设备尽可能采用低位布置，并减轻工艺荷载和结构自重，降低主厂房高度和重心。汽机间屋架下弦标高除满足工艺要求外，还应尽量与除氧煤仓间相应楼层设置于同一标高处。
5．房屋面结构的设计
主厂房的屋面结构主要设计内容包括汽机房的屋面结构、屋面梁。汽机房的屋面结构可选用有檩或者无檩的屋盖体系。压型钢板有体系屋面目前在工程较为常用，此种屋面结构自重轻施工简捷，是一种具有优越性的屋面形式。屋面梁一般选用钢屋架、实腹钢梁或空间网架结构。屋架形式可选用梯形屋架、平行弦屋架或下承式屋架等。当屋盖的跨度在18～30m的范围内时，上述3种屋面梁都可以选用，但应当根据具体的情况选择。当屋盖的跨度大于30m时，只能选择钢屋架或钢网架结构。钢屋架形式的优点是技术成熟，质量有保证；缺点是抗震性能较差，耗钢量较大，钢桁架平面外刚度差，需占用大量堆放材料、预制、拼装场地，施工周期长。实腹钢梁具有美观和设计制作简单的优点，但用钢量相对较大，特别跨度较大时更为突出。空间网架结构具有抗震性能好，耗钢量小，能保证制作质量，占用场地少，建筑造型美观，柱距布置灵活，结构安全度高，施工工期短等优点。
四、电厂建筑结构设计优化措施
1．优化结构荷载
结构设计最重要的是荷载，合理的荷载及优化简化对结构设计尤为重要，有些荷载可以抵消，有些荷载可以优化合并。结构设计中荷载优化主要考虑以下两个方面：
（1）向工艺专业了解检修荷载与正常运行阶段荷载，与工艺专业密切配合，准确、合理地确定荷载值。
（2）在设计过程中要考虑施工单位的施工方案，充分考虑施工方案对结构计算荷载带来的变化，分析其对设计的影响。
2．优化计算方法
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STAAD PRO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．砌体结构优化措施
对结构进行优化设计需要综合考虑地下防尘与防潮设计，对砌体进行要求目的在于保障结构能够持久使用。例如在潮湿的环境中，砂浆要求在M7.5以上，堆砌所用的砖要求在MU15。这项要求已经在规定中明确指出，但部分设计人员仍将标准设定为M5的砂浆与MU10的砖体，这种做法不利于砌体的长久使用。
4．设计安全性的优化
4.1加强质量安全意识
加强质量引导观念，树立“百年大厦，质量为本”的安全思想，强化设计理念中的“百年大厦、千年大厦”的意识。加强与施工单位的沟通，杜绝因设计缺陷造成安全事故的同时，减少施工承担单位的失误和失职。在建筑结构设计中，设计方必须严格把握好建筑结构设计的安全度，在设计中就施工方法等方面明确提出要求事项，甚至连水泥的浇筑程序、钢筋的绑扎位置都可以明确提出要求，这样的态度不仅是在为委托方负责，为业主负责，也是在为施工承建单位负责，更是为设计、施工单位树立品牌、建造百年大厦恪尽职守。
4.2充分考虑抗震因素
增强防震抗震观念，把抗震要求列人结构设计安全的首位。建筑设计中对于防震、抗震的要求是极其明确的，其意义不仅仅在于应对地震所造成的灾害，也在于对其他振动如外力冲击(如爆炸、撞击等)、共振等极易形成的伤害。四川某桥因一队整齐列队行进的队伍产生共振而引发大桥垮塌就是由于其中一个极具典型性的案例。这虽然是个案，但也说明了设计安全度问题的考虑在设计之中就应该更好地体现。
五、结束语
国家建设的飞速发展给我们建筑结构设计师提供了前所未有的结构设计实践机会，其中电厂属于厂房结构最具代表性、内部构成最为复杂的一种现代建筑物。利用钢筋以及高强度的混凝土修建成的现代电厂无论在结构或规划上都必须与生产技术要求相符，同时也给设计师在建筑结构设计能力提供了一个很大的提升空间。
论文作者:陈亮1,孙百青2
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年1月供稿
论文发表时间:2016/4/22
标签：结构论文; 结构设计论文; 厂房论文; 荷载论文; 屋架论文; 建筑论文; 屋面论文; 《工程建设标准化》2016年1月供稿论文;