变电站土建结构安全性及耐久性的研究

变电站土建结构安全性及耐久性的研究

吴华熙

广西弘燊电力设计有限公司 广西 530031

摘要：电力系统中最为常见重要的设施就是变电站，如今：电网的规模也越来越大，对于变电站的需求就越来越多，其数量也就不断增多。电力系统的运行水平会受到变电站运行的稳定性与可靠性的影响，所以，人们越来越关注变电站土建工程的安全性和耐久性。因此基于结构安全性与耐久性的考虑，加强对变电站土建设计要点的研究具有积极意义。

关键词：变电站；土建设计；安全性；耐久性

引言

变电站土建结构中结构的安全性与耐久性对于设计者与使用者来说都是非常重要的，它直接关系到基础设施的投资以及经济与安全的协调。因此，土建结构的安全性与持久性更应该引起有关设计人员的重视。

1、变电站土建结构的安全性与耐久性的概述

变电站土建结构设计安全性主要表现在以下几个方面：①结构设计，确保设计土建结构不存在任何威胁；②构成部分，确保土建结构中荷载，构造等参数符合标准；而耐久性主要是指工程持久使用能够达到的水平，其对土建结构稳定性具有直接影响。该项指标的决定性因素在于材料耐用性与结构稳定性两方面。

2. 变电站土建结构安全性与耐久性的要点分析

2.1变电站的选址和地基处理

作为电网输出点的变电站，其建筑结构具有一定特殊性，因此对于工程的选址和地基要求也较高。在地质环境较差的环境下会影响整个工程的施工周期，还会出现整体结构不稳定的情况。变电站在选址时首先要考虑的是洪水干扰，尽量选择地势较高的地方，此外要选择土质力学性质较好的位置。对于土质环境较差的地方，在进行地基处理时，要根据地形图和土石方图将变电站基础所在区域开挖后利用片石垫层加固进行地基改良：如果变电站地基是条形基础，当检测到的地基承载力要小于设计承载力时，可以通过计算扩大条形基础底面积来达到地基改良的目的，如果变电站基础是独立柱基础，则通过降低基础的方法使基底在原土之下，改变独立柱基础的长细比使基础的承载力满足设计承载力要求。此外还可以采用强夯法、挤密桩法来处理加固接地基。比如在变电站软土层较深时采用夯击来加强土的强度，在变电站基础处于软土层时可通过打入挤密桩提高抗压和抗剪强度。

2.2设计中充分考虑各种荷载

对于土建结构而言，无论是建设中，还是完工后，都无可避免地承受来自不同因素造成的荷载，这些荷载的产生势必会影响土建结构设计安全性、耐久性，进行结构设计时必须确保各类恒、活荷载统计完整不漏项。除此之外保证结构构件承载能力安全的两个相关因素，一是荷载标准值即承载力的大小；二是荷载分项系数和材料强度分项系数，它们体现了结构构件在给定标准荷载作用下的安全度，数值越大，安全系数就越高。因此，在设计中必须合理的安全系数和严格的设计标准。

2.3 设计中考虑合理的结构体系

设计合理的混凝土结构体系安全有效地传递，以精确的理论计算或完善的试验结果作为前提保证，配置完善的受力钢筋骨架，不但进行强度和刚度计算还应进行抗裂或裂缝宽度验算，避免因结构开裂或裂缝宽度超出限值而使钢筋受腐蚀。

2.4 设计中考虑合理的构造体系

采取合理的构造措施设置合理的构造系统，必要的构造钢筋，采用有利于结构耐久性的最小配筋率，配置抗裂钢筋，屋面温度钢筋。消除不合理的约束因素，合理设置变形缝或后浇带。

2.5 设计中考虑整体的牢固性

整体牢固性是结构出现局部破坏不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力，结构的整体牢固性主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度，可以减轻灾害损失。例如：在建筑物的局部设置变形缝，在设备支架底部与基础相连接的部位设置垫片和防震螺丝等措施。

2.6 设计中的考虑的结构耐久性       

耐久性主要是根据以下方面的内容进行设计：①设计使用年限；②环境类别。混凝土结构由于钢筋锈蚀、混凝土腐蚀等，所导致的结构安全事故，其严重程度已远超过因为结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害。

  土建工程结构的耐久性，受材料选择的影响，对工程结构的稳定性具有决定作用。在选择工程结构材料时，要结合工程结构设计及施工要求，选择质量有保证、规格适合的材料，以免因材料自身的耐久性不能在工程结构中得到发挥或出现材料不符合质量要求的状况，影响工程结构的整体稳定，使建构筑物不能发挥自身的功能。特别是在钢筋混凝土结构中，材料的选择对工程结构的稳定性起重要的作用。另外严格按照规范中要求的保护层厚度设置保护层，保证构件在设计使用年限内钢筋不发生降低结构可靠度的锈蚀。

对于户外变电站来说，钢筋混凝土表面暴露的露天环境中，长期受到有害物质的侵蚀以及外界温度、湿度等不良气候因素的影响，随着时间的增长，钢筋混凝土构件出现裂缝、破裂、剥离，钢筋锈蚀、疲劳等问题，导致结构承载力降低，甚至发生破坏。因此，钢筋混凝土结构材料的选择一定要兼顾工程结构的安全性和耐久性要求，如混凝土的标号、外加剂的含量、钢筋的级型等，确保结构构件在正常使用条件下达到要求的使用年限。

结语

综上所述，现阶段变电站土建结构设计中，耐久性与安全性为结构设计期间设计人员需重点考虑的关键性要素，也是保障变电站整体项目高质量建设的关键所在。鉴于此，需提高对耐久性、安全性设计的关注度，依据对影响因素的分析，施行合理保障措施来进一步提升土建结构的安全性与耐久性，为变电站的稳定、长久运行提供保障。

参考文献

[1]张吉珂，土建结构工程的安全性与耐久性，2006年第06期.

[2]张方龙，如何有效提高土建结构工程的安全性与耐久性，2010年第06期

[3]徐昆明，土建工程结构安全性与耐久性设计，2008年第11期