110kV全户内城市变电站结构形式的讨论

李 鹏

郑州祥和电力设计有限公司（450000）

0 前言

随着城市化发展进程的加快，用电负荷的逐步增加，城市变电站建设的需求量也随之增大。工业建筑是建筑创作的一个重要类型，除应满足特定的生产工艺对建筑环境的严格要求之外，还要满足工作环境舒适度和精神愉悦的建筑美学要求，而且工业建筑本质上是空间大小、环境指数、节能原则、公害对策、设备布局和建设速度等要素的组合。这一点有别于其他建筑。这就需要我们立足于国网典设及“两型一化”的前提下，精心设计，优化比选，体现工业建筑的“工业化”特色。

结构形式依据电气设备、空间布局及工艺要求布置图，可选择钢筋混凝土框架结构，装配式普钢结构。

1 装配式普钢结构

装配式普钢结构，组成该建筑承重结构的主要受力构件为普钢型钢构件，组成该建筑围护结构的材料为轻质的围护材料。

轻型装配式钢结构的主材通常下面几种:①冷弯薄壁型钢结构；②热轧轻型钢结构；③焊接或高频焊接轻型钢结构；④轻型钢管结构；⑤板壁较薄的焊接组合梁及焊接组合柱而构成的结构。

轻型装配式钢结构有下列优点:

1）自重轻,抗震性能好,安全性高。装配式钢结构构件承载力高、构件尺寸小，围护结构采用自重小的轻质墙体和楼面材料，一般可减轻建筑结构自重的30%，质量是钢筋混凝土建筑的1/2左右。轻型钢结构整体刚度大,钢材强度高、延性好，因此抗震性能好，用于结构抗震措施的费用少，适用于地震多发区；结构自重轻,基础负担小还可大幅减少基础造价，尤其适用于地质条件较差的地区。

2）建筑造型简洁美观,内部空间布置灵活丰富。钢材强度高,可以采用大空间柱网布置,建筑设计不受结构限制。室内大空间无梁无柱,跨度可达12 m,为业主提供了个性化分隔室内空间的可能。真正体现“以人为本”的设计理念；同时,墙柱等构件截面尺寸小,可增加净使用面积5%～8%。

3）实现建筑产业化、装配式钢结构构件在工厂大批量、标准化生产,现场拼装,工业化程度高,设计、生产、施工一体化，提高了建筑产业化水平。

4）施工快捷、工期短,不受季节限制。与传统结构体系相比，装配式钢结构房屋至少可缩短1/3的工期。

5）绿色、环保,符合国家可持续性发展的要求。装配式钢结构不使用粘土砖,符合国家土地资源政策；施工过程中环境破坏及污染少,符合国家环保政策；而且大部分材料可回收和再生,具有很高的可重复使用性和可循环性,符合国家可持续发展战略。

6）宜于拆卸搬迁:一旦站址受周围环境影响需移址，装配式钢结构可在很短时间内拆迁，损失极小，而所有这些是钢筋混凝土建筑所无法具备的。

2 混凝土框架结构

混凝土框架结构是采用混凝土柱、混凝土梁等杆件刚接组成空间体系作为建筑称承重骨架的结构。屋盖、楼板的荷载通过板传给梁，梁再传给柱，柱最终传递给基础。混凝土框架结构平面布置灵活，能获得较大的空间，适合用于多层工业厂房及民用建筑的办公楼、住宅等。混凝土框架传力途径直接、合理，原材料易就地取材，整体性好，可模性好，构件简单，坚固耐久，耐火性好，施工方便，实用经济。框架结构为柔性结构，抗侧刚度小，在水平荷载作用下侧向位移大，抗震性能差；框架结构构件截面大，现场施工复杂，模板消耗多，工期较长；框架结构自重较大，对支座不均匀沉降敏感。

表1 钢结构与钢筋混凝土结构技术比较

框架节点区构造复杂，混凝土浇筑、钢筋绑扎对其结构安全有很大影响。框架端部负弯矩大，计算配筋面积多，节点区钢筋密集，混凝土施工困难，这给节点区质量留下安全隐患。混凝土框架施工受季节影响大，大部分为现场湿作业，工作条件差，容易产生污染,其施工质量多取决施工人员水平，未利用现代工业制造技术，也未能体现“两型一化”的精髓，因此本工程中不推荐使用。

3 装配式钢结构与混凝土结构的经济技术比较

1）技术比较:轻型钢结构与常规钢筋混凝土结构相比具有轻质高强、空间布置灵活、较强的抗震能力、工厂化生产、标准化施工等诸多优点，但钢筋混凝土结构在防火，耐久性方面有明显优势，因此钢结构的防腐和防火问题，在设计、制作、防护、安装时必须引起足够的注意。

2）经济比较:经统计分析，同等条件下钢筋混凝土结构常规方案的单位工程造价为1500元/m2左右，而轻型装配式钢结构的单位工程造价则高25%左右。尽管当前轻型装配式钢结构的单位工程造价高于钢筋混凝土结构，但主要因素不在结构体系而是建筑内外墙板、楼板、防火及构配件成本较高。另外我国劳动力价格低廉，属于技术密集型的钢结构体系在节约劳动力方面的优势在价格上显示不出来。如果定型化、批量化设计建造，则可以在一定程度上降低材料成本。另外钢结构工程可以缩短工期，故相应的工程贷款利息和管理费用大为节省，可以用来弥补较高的建安费。

4 结语

混凝土框架结构平面布置灵活,适合用于多层工业厂房及民用建筑的办公楼、住宅等。原材料易就地取材，可模性好，坚固耐久，耐火性好，施工方便，实用经济。但混凝土框架施工受季节影响大，大部分为现场湿作业，工作条件差，容易产生污染，其施工质量多取决施工人员水平。 装配式钢结构施工速度快，施工工期可大大缩短，在工程建设中采用钢结构技术有利于建筑工业化生产，但造价较混凝土结构略高。

110千伏全户内城市变电站结构设计，通过与电气、建筑等专业协调沟通，大胆尝试，不断努力、探索，使得结构方案设计也在不断的发展创新。并为电气设备安全、可靠运行提供有力保障。