(云南电网有限责任公司玉溪供电局云南玉溪653100)
摘要:近年来,我国推出了有关绿色建筑的文件,对建筑工业化起到一定作用。而建筑工业化的代表是装配式建筑,提高质量、节约工期、节能环保、绿色施工等均为装配式建筑的优点,以上优点是普通建筑物所不能比拟的。本文将装配式建筑在变电站中的应用做出以下内容的研究,以供今后在变电站工程中能够更好地推广装配式建筑。
关键词变电站;装配式建筑;应用
1装配式建筑的概念及发展
1.1概念
装配式建筑即建筑工业化,也称为积木式建筑,指的是在工地采用预制构件进行装配而成的建筑物[1]。该建筑具有节约劳动力、受气候影响小以及建造速度快等优点,从而能够将建筑质量进行提高。装配式建筑的墙板与主要构件是采用工厂预制生产的,墙板与柱、梁现场通过预留槽口插接,或者预留连接件螺栓连接;主要构件在现场通过局部浇筑连接或机械连接。相比于传统现浇结构,装配式建筑有着减少施工机械与施工人员、较快的施工速度、美观的外立面、较高的工艺水平、可靠的加工质量、节约环保以及降低安全风险等优点。
1.2发展
我国的装配式变电站出现于2007年,直至2014年,我国有十几个装配式变电站正在建设中或已建成投运。其中,广东500kV祯州变电站于2009年建成投产,该变电站是我国首个实现全装配式的变电站。该变电站的的围墙、高防火墙、主变防火墙、配电室、主控通信楼等建构筑物均采用装配式模式进行建设。钢结构是以上建构筑物的结构主体,而墙体为ALC板,使建筑构件加工在工厂、装配在现场的目标得以实现。据报道,该装配式变电站在提高施工质量、绿色环保、节材节水以及缩短工期等方面获得了令人满意的结果。
2装配式变电站的优点
配电装置楼是变电站内的主要建筑,层数2~3层。电气设备主要放置于楼内,因为楼内防火要求、层高较高,跨度较大。常规站的全户内变与半户外变均需要在现场进行施工作业,待土建安装完毕后,还应运输、安装及调试电器设备;完成最终送电后,土建部分仍需留在现场等待修补、整改。然而,装配式变电站的地基基础在施工前,就可以进行工厂预制生产。在地基基础施工结束后,则可立即安装墙板与梁柱,不需要砌体与扎筋支模的施工;而且,除屋面板与浇捣楼板外,不需要进行土建湿作业,从而使建筑质量的稳定性得到有效地保障;在土建部分的施工过程中,部分电器设备能够在工厂内直接进行安装与调试,并完成成品舱的制作,在土建交安后,可以直接运输至施工现场进行吊装定位,使电气设备安装的新途径得以创新[2]。
装配式建筑与创新的电气工艺将变电站的施工周期进行大幅度地缩短,从而提早了变电站投运使用时间,同时提高了企业效益。装配式变电站能够将传统的土建设计施工模式与电气安装形式进行改变,能够将变电站的科技含量进行大幅度地提高,并能够达到节能环保、高效集约的目的。
3装配式建筑的结构选择
由于变电站建筑物的层数通常为1~2层,而部分全户内变电站的局部层数为3层,并具有简单的平面布置。因此,应选择框架结构型式,该结构型式的传力较为清晰、简单,并具有相当成熟的技术与理论。在布置建筑结构时,应按照电器设备的荷载分布情况与工艺布置方式进行综合、充分地考虑。而在布置变电站结构时,可以按照相应电器设备通用的设计方案,将标准化的结构布置形式进行制作。
3.1钢筋混凝土
柱、板、梁等均由预制混凝土构件组成的结构是全装配式混凝土结构[3],其吊装过程可以直接在施工现场完成。墙板使用成品墙板,楼板使用预制叠合楼板,而梁使用叠合梁;地基基础一般使用现浇基础,并将埋件与插筋进行预留。由于全装配式混凝土结构的设计要求相对较高,因此,设计人员应将预制构件接口的分界工作做好,并统筹布置设计阶段的所有埋件与留孔。湿式连接与干式连接是柱、梁节点的两种连接方式,前者在构造钢筋链接锚固与节点区梁柱主筋的同时,利用灌浆料与现浇混凝土将梁柱进行连接;后者能够将现浇结构、刚度以及承载力进行实现,但是现浇节点难以与恢复力特性和延性相一致。由于全装配式混凝土结构具有较高的设计难度,其对工艺、节点有着相对较高的要求,而且在施工现场会产生叠合板整体性低于现浇板、湿作业等情况,因此其在电力工程装配式建筑中的应用情况较少。
3.2钢结构
相比于混凝土,钢材屈服强度与密度的比值较低,因此,两者在相同受力条件下,钢结构自重较轻,构建截面较小,有利于安装与运输,并适用于承载重、高度高、跨度大的建筑结构。钢结构装配式建筑采用型钢截面作为梁、柱,并于工厂进行加工,在施工现场利用高强螺栓连接,并将龙骨安装于梁、柱上,与墙板螺栓在现场进行连接;基础可以采用工厂预制或者现浇的形式,而柱可以使用钢筋桁架楼承板现浇楼板或者压型钢板组合楼板,墙板使用轻质成品墙板。该种建筑结构的现场连接均采用螺栓连接,而且不需要采用大型机械进行现场装置,也无湿作业与焊接,保证了施工现场的环保整洁[4]。
4装配式建筑的典型节点与抗震性能
钢筋混凝土装配式建筑的接缝处与节点应采用焊接连接、套筒桨锚固连接以及机械连接。在现浇混凝土中锚入钢筋,并采用焊接或机械连接方法在框架梁柱与框架梁街头节点处,对水平钢筋进行连接。节点应做好良好的防腐措施与防火措施。该种装配式建筑的抗震设计应严格遵守相关抗震规范进行,同时还应严格遵循强节点弱杆件、强剪弱弯、强柱弱梁的原则,并使装配式混凝土结构的抗震性能得到有效地保障。钢材具有相对较高的抗剪、抗压、抗拉等作用,同时,钢结构的弹塑性较好,能够通过结构的变形将地震能量进行消耗与吸收。另外,钢结构的自重相对较轻,因此具有良好的抗震性能。刚性连接节点(包括栓焊混合连接、高强螺栓连接与全焊接连接)是钢框架梁柱的主要连接方式。虽然以上三种连接具有相同的承载力,但是,地震发生的时候其消耗与吸收能量的能力均具有相对较大的差别[5]。栓焊混合连接的滞回曲线为稳定的纺锤形,其节点具有良好的刚度与延性,比较适合用于梁柱节点的链接。
5结语
近年来,我国在不断地推广绿色建筑,将低碳、循环、绿色等作为指导城乡建设的理念,并对绿色建筑的相关技术进行大力地推广,从而使建筑工业化建设得到大力地推动。装配式建筑的设计、生产以及安装等环节构成了一个系统工程,其围护材料与建筑结构材料的工业化与标准化均会得以实现。而装配式变电站能够将“节约资源、友好环境”以及变电站全过程进行充分地实现,同时还能够将工期缩短,从而使变电站的运行成本与施工质量得到提高。将装配式结构应用于变电站的建设设计初始环节中,能够将全寿命周期的综合效益进行有效地提升,同时,运用创新、优化的理念能够促进我国电网建设的发展。
参考文献
[1]王丰.装配式结构在变电站建设中的应用[J].江西建材,2016(12):87+89.
[2]曾锐碧,范绍有.装配式建筑在变电站中的应用及研究[J].南方能源建设,2015(02):240-243.
[3]田家运,李家锋.预制舱与装配式建筑物在变电站中的研究与应用[J].电子技术与软件工程,2016(16):248.
[4]刘奇俊,张智勇,王刚.绿色装配式变电站建筑设计研究[J].低碳世界,2014(23):103-104.
[5]张丞.变电站轻型装配式建筑设计探讨[J].广东科技,2014(24):88-89.