浅析电厂土建结构设计技术分析

山东电力建设第三工程有限公司 姜 山

由于我国电力事业的发展，电厂的建设发展规模持续扩张，已有电厂也必须要实行调整与升级。而土建工程是电厂升级及新建的基础项目，电厂土建工程与其它土建工程存在明显的区别，特别是主厂房的施工，一定要确保达到电厂的基础需求，其质量对日后的生产环节影响巨大，同时要考虑防患自然灾害。基于目前中国的电力产业正逐步趋向自动化与智能化目标开展，不仅要整合电厂环境实行设计，且必须保证设计的科学性和规范性，才可设计出适合电厂特征与需求的土建工程。

作为社会经济正常发展中不可或缺的重要基础产业，发电厂的正常、稳定运行对社会生产、生活产生巨大作用，其土建工程结构设计作为电力工程整体建设的基础是特别关键的环节。因此电厂工程在实行建设施工时首先做好全方位的结构设计，尤其是保障发电工作正常运行的主厂房的结构，其中主厂房的土建设计中，需掌握先进技术与理论知识的高度整合，并结合实际状况达到适用性与合理性，其成果直接关乎着整体电力工程建设能够达到预期。土建工程结构设计一定要讲究科学性和严谨性，以免产生渗漏等构造问题，这样才可保证电厂的常规运作和提升电厂运作效率。随着经济的日益增长，电力产业快速发展，因此需进一步关注电厂建设。

1 电厂土建结构设计的重点解析

土建工程是电厂建设工程的重要内容其一，为提升土建工程质量，一定在要施工建设进行前对电厂土建结构的系统实行整体进行，全方位做好结构设计工作，确保其设计符合电厂的特征和需求，从电厂土建工程状况来讲，其结构设计的内容包含基础部分设计和梁柱、墙体设计等，尤其重视建筑的抗拉性和承重性，梁柱等上部构造会对造成相对的应力，且经过相对的方法把应力传输到基础部分。要明晰有关内容，不仅是墙体、梁柱还是其他部分的设计，都需要落实设计需求，以免产生结构设计问题。可把发电厂土建结构设计工作划分下述三个阶段[1]。

1.1 选型

在设计选取土建结构的系统时，一定要保证其符合电厂的基本特征与需求。首先一定要通过现场实地勘察，掌握电厂土建工程周围的具体环境状况，如地质环境、气候环境、附近其他建筑物状况、场地规模等。在设计土建结构时要把建筑物当作主体，对其进行详尽的结构和层次实行科学、规范的设计，尤其关注土建结构中建筑物的基础性。在对电厂土建结构实行选型时，要充足思考到电厂的现实需求来设计建筑物的形状。设计流程中应当先设计简易的模型，明确基本结构状态后，再对具体内容实行设计。

再者，基于在电厂土建结构设计中具有许多独特结构设计，所以在设计后期还要对结构系统实行详尽设计，根据土建结构的实际选型来与设计工作人员商议设计方案，要对建筑基础状况和结构状况实行解析，且全方位思考施工现场的周边环境、施工进程、建筑高度等有关要素，然后在此前提下实行结构选型工作，当明确了结构形式后，需要对结构设计的要求选取适合的施工技术、受力构件、承重系统和施工设施和材料等。

1.2 计算

参数统计是电厂土建结构设计中一项不可忽略的内容，其直接关乎着土建工程的施工质量。在详尽的参数统计中可采用建设模型方法，配置专业设计工作人员，在勘察与了解电厂土建工程场地现实状况的基础上，科学筹划其土建结构模型，经过这个模型来计算场地有关数据。建模方法在这一流程中非常重要，若建模数据不够精准则日后的数据计算也不能确保正确性。

所以在实行建模时要充足整合现实情况和场地数据，对电厂土建结构的承重、压力等实行详尽解析勘测。应把有关投资和数据当作建模和计算的基础，但不应盲目参照部分数据进行建模工作，应进行必要的交流和沟通，对电厂的土木工程情况进行全面分析，做好计算，统计孔、预埋件和承重。在综合各种数据和相关意见的前提下，根据承重合理计算并设计相应的数学模型。

1.3 图纸

作为土建工程的主要内容之一，电厂土建工程结构设计主要以建设一系列土木工程项目为目标。因此在电厂土建工程结构设计中最关键的部分在于设计图纸。准确无误的设计图是电厂土建工程结构设计项目中最重要的内容之一，包括应力、内力和土木工程结构的一系列相关参数，然后是工程的各个部分，都必须在设计图上清楚地标明。设计图纸其中的全部内容都一定要合理，不能有任何不符合的部分，不然将不能保证工程施工的合格性，且当设计完成图纸以后还需对其内容实行科学评判，实时修正不合理的部位。为确保建筑的承载能力能够达到现实需要，需依据计算出有关规定和结构内力状况选取符合的材料、零件和设施，之后在此前提下描绘出对应的施工图，一般出图会选取运用平面出图法，这样能够降低图纸数目，更便于日常工程建设需要[2]。

2 电厂土建结构设计的具体方法

2.1 总体设计

基于满足当前的规范以及使用要求，首先要做好厂房总体设计，设计符合要求的厂房主体结构，因为它是电厂建设工作中最重要的基础工作。在总体设计方案中，首要重点是科学设计的系统，在标准建设规模内的主要厂房的模式和一般状态，使其满足发电厂土木工程的相关规范。且当主厂房的总体设计完成之后，才可着手开展其他系列项目的详尽设计。中国的电厂主厂房结构系统较为常见主要包括三项：钢构造、钢管构造和钢筋混凝土构造。这几种构造各有其特征与优点，需整合现实状况科学选取。

其中钢构造应用是在设计过程中最符合主厂房用到的结构形式，现实应用中最为广泛，其重要优势在于具备优良的稳定性、经济性和耐火性。其构造断面小、易于放置且组装便捷，在考虑到受力与材质层面等要素时也是不错的选择。然而它也有自身的部分缺陷,如较难维护、工程成本相对高与损耗的钢材量大等。因此要在设计中把各项目的建设工程的经济性具体考虑以满足规范施工的目标。在实际选择建筑材料时，设计人员应考虑电厂的实际需要，确保厂房设计适合发电过程的技术要求，并确保平衡有效的工作刚度，框排架应是设备的必要的抗侧力附件。整体工作应设计有沉降缝、伸缩缝和抗震缝。

需要注意，如是钢筋混凝土结构，纵向伸缩接头应小于100米；如果是现浇混凝土结构，纵向伸缩接头应小于75米；如果是钢结构，纵向伸缩接头应小于150米。在总体设计中，必须有效地协调厂房的系统、模式和其他内容，以便所有内容能够相互匹配。此外，其他项目之间的关系应该得到很好的控制。还有建筑材料，包括材料等级、比例、详细用量等，应科学设计，除锈、防腐工作也要按照规范执行[3]。

2.2 基础设计

在进行地基基础设计之前，设计工作人员应当全方位勘察现场的地质环境，对地质信息实行深度的解析，假若存有不益于施工工程的状况出现，那么需实时给予必要修正。在设计工作中投计工作人员首要要明确施工流程中相关地质的信息是否达到实际施工状况，如若不适宜一定实行修正工作。在基础结构设计中，设计工作人员能够依据需要采用独立基础，独立基础是在基础选型其中偏多的运用到的类型，针对主厂房来讲，其邻近单元在选取地基解决的方式也能够整体应用到桩基、筏板、条形和箱形等基础。相邻的两个构造单元也能够把具备不同性的桩基持力层或者地基处理方式给予处理。而且桩基的持力层的采取方面须思考场地的地质状况与有关的沉降特征。

假如建筑的设计级别为乙级或者甲级，则应依据地基变形进行设计。建筑物的设计级别如果达到甲级与乙级的主厂房，都应该依照地基变形这种设计形式进行设计工作。为了以防碰撞事故的产生。在设置基础平面的一同，不仅要思考主厂房本身的基础构造状况，也要思考其与其他设施的基础构造在水平面与竖直面的设置状况彼此关系、平台基础、磨煤机基础性等问题，解决好邻近关系。

设计工作人员要充足思考到全部能作用到主厂房基础的要素，并且保证基础埋深的深度来固定地基。还需要明确相关厂房的部分数据,如其内外侧的水管、电缆沟、灰沟与几种梁的标高，确保沟道可通过。部分基础结构尤其是条形基础与箱基安放在岩石地基之上时，其长度均在土上长于40米时，需要在建筑施工以后实行浇缝的工作。另外，在硷中放入膨胀剂的施工方法，考虑到地下水富含的矿物质对其的侵蚀状况，因此要提前做好对于地基的防腐蚀，进而保证厂房的可靠性。

2.3 屋面设计

厂房建筑结构设计是发电厂设计的主体，需要具体考虑厂房主体结构的设计要素、安全、可靠性及用材，针对电厂主厂房的屋面构造，一定要实行规范科学设计。需要思量到屋面的构造,其中主要体现两种，首先考虑到重量的要素和在发电站运作其中的安全与可靠性等问题。在材料选取方面，应当要选取自重轻的材料，进而充足把屋面结构的优点施展出来。并且在设计中还要准确选取屋面梁有关的配置事项，要满足经济性、便捷性与可靠性。在设计主厂房的屋面的时候，还要着重屋面和屋面梁中间的关系[4]。

2.4 抗震设计

在土建工程结构设计过程中要着重关注发电厂抗震要求，针对主厂房设计工作主要运用时程解析方法。采用时程解析方法计算抗震性能时，首先计算X 方向地震波输入，建筑结构各楼层平面中楼层角点和边缘中点X 方向的峰值加速度，根据这些角点的平面X 和边缘、Y 坐标的中点，采用二次多项式模型建立各楼层平面X 方向加速度峰值的响应面模型，根据X 方向峰值加速度的响应面模型，确定每个楼层平面上X 方向上峰值加速度最大点的平面坐标；然后计算Y 方向上的地震波输入，建筑结构各楼层平面中楼层拐角点和边缘中点的Y 方向峰值加速度，根据这些角点和边缘中点的平面坐标，采用二次多项式模型建立各楼层平面Y 方向加速度峰值的响应面模型，根据Y 方向加速度峰值的响应面模型，确定各楼层平面中具有最大Y 方向加速度峰值点。

运用时程解析方法中曲线图求得平均值，再整合日常计算中时常采取的反应谱法进而获得出偏大值,依据模拟计算所得出的结果，能够满足严苛需求抗震性的建筑结构设计标准,这种仿真模拟计算在工程建设过程中时常会应用到。而且厂房主体存有复杂的建筑结构，如钢构造或钢筋混凝土构造厂房中错层结构与相关层高问题，存在普遍的不可预防性，所以我们可依据我国部分时常产生大型地震的区域的电厂，对各项数据实行解析针对主厂房薄弱层的有关验算。相关专家经过解析发觉，其中在地震中钢筋混凝土构造厂房震害主要发生在节点区域，节点区域包含节点核心区、周围的支撑梁及柱端等。

3 结语

总而言之，在电厂土建结构工程的设计中，其重点在于选型、计算和图纸，而在实际设计中，首先要做好总体设计，之后再做好基础设计与屋面设计。在计划好上述这些内容的前提下，更加具体化其中的细节，进而实现最优化的设计。

本文主要阐述了在电厂建设过程中主厂房的土建结构设计的重要价值，我们必须要遵循相关需求规定，同时还需要确保安全性与经济性，另外在抗震层面也要做好有关计算，保证电厂在运作中免受突发灾害的破坏。中国电力工程建设产业有着日新月异的发展，近几年来已然在全国各个地方积极建设多个发电站,并且目前全部在经济发达地区运作之中。基建工程的设计、施工及智能化技术不断升级,这为今后的土建设计工作提供有利的技术支撑与保障。

[1]周泽.电厂工程施工质量控制研究[J].工程建设与设计,2019,14.

[32]陈年正.土建工程质量控制措施分析[J].现代物业（上旬刊），2019,15.

[3]王辉.电厂结构设计的分析与探讨[J].科技创业家,2013,17.

[4]贾军刚,任忠运.直接空冷土建结构设计技术探讨[J].电力建设,2005,5.