探讨变电站土建设计中的结构安全性与耐久性

王涛

摘要：变电站的结构安全性和耐久性是变电站建设中重要的考核指标，本文针对这两个方面进行土建设计方面的详细分析，针对相应的问题进行解决。

关键词：变电站土建设计；结构安全性；耐久性

无论对于变电站的使用者还是设计者，变电站的结构安全性和耐久性都是具有重要意义的，不仅关系到基础设施的投资，还要关系到设施的经济与安全性的匹配问题。因此，设计人员高度重视土建设计的安全性与持久性非常必要。

一、土建结构安全性分析

结构的安全性是指在各种作用下防止结构遭到破坏和倒塌，使得人员受到保护不受伤害的能力。其主要取决于结构设计与施工水平的高低来决定的，正确使用结构也是一个重要影响因素。结构的安全性在土建结构工程主要体现在以下几个方面。

（一）、结构的整体牢固性

土建工程的整体牢固性是其安全性的体现，牢固性就是指在遭受局部破坏后，不会有大范围的连续破坏，使得其能力遭受破坏。

（二）、构件承受能力的安全性

结构构件的安全相关因素有两个，一个是具有承载较大的载荷规范，例如楼板的承受活载荷各国标准不同，我国的为1.5KPA，美国为2.4KPA，其将荷载标准值放大为一个细数，用以计算结构构件的实际载荷作用。另一个是对材料强度分项系数与載荷分项系数实际大小进行相应的规范。具体用量值可以体现结构构件的标准荷载作用下的安全情况。

（三）、结构的安全耐久性

我国长期以来较为重视土建结构中混凝土腐蚀钢筋造成的安全事故，把重点放在了负荷作用下结构强度的要求上了，极易忽视结构构件安全水平的设计上，因此有必要将结构构件的安全耐久性进行深入分析，重视这一问题。

二、土建工程的耐久性分析

土建结构的耐久性是工程使用期内保证正常结构功能的一项重要能力，其与工程的使用年限具有重要联系。我们说的正常功能是结构的安全性和适用性，这体现在适用性上最为明显。我们一直认为混凝土结构可以长久的使用，但是随着时间的推移，发现了一些影响工程损害的因素的情况。根据相关调查，我国的建筑一般在30左右就需要进行大修，而且很多不到20年，公共建筑及民用建筑由于使用的环境较好，在维护得当的情况下可以使用50年[1]。

三、常见的变电站土建结构安全性与耐久性问题分析

（一）、裂缝产生

1、产生裂缝的原因较多，在混凝土结构上的裂缝一般都是由于颗粒级配不良；骨科含沙量太大；涉及强度等级太高；外加剂选择有误等因素导致的，这些在施工操作中的失误都是造成结构上出现裂缝的潜在因素。

2、温差导致的裂缝

温差裂缝主要分布在继电室等砖混结构内，裂缝主要分布在建筑物四周屋檐下部的纵横墙面上，一般为水平裂缝，裂缝也可能出现在窗户的上下部位，一些高压配电室的砖混结构里，其裂缝则分布在屋檐下部的纵横墙面，也是主要是水平裂缝。温差裂缝一般较小，是一种相对稳定的裂缝，温度变化后，砖墙体与混凝土的膨胀度有所不同，导致了内部应力超过了抗压张力，最终形成了温差裂缝。

（二）、混凝土质量不合格

混凝土的检测指标往往相对过于单一，导致了水泥细度过分增加，矿物成分的比例被改变，这对于混凝土的耐久性有着较大影响，大大削弱了其耐久性。对于水泥的检测，即使有较高的强度，没有耐久度，也要视为不合格。

（三）、变电站土建工程缺乏检修与维护

变电站投入使用后，需要定期的对土建工程进行维护和检修，这与工程的安全性和耐久性具有重要作用。只有进行定期的检修与维护，一些土建工程的安全性和耐久性才能得到保障。当前的问题是，由于我国土建结构的安全性和耐久性的水平较低，一些土建工程产期以来存在较多的安全隐患，没有有效手段进行隐患的排除，导致工程失去效能。所以，在一些公共建筑必须进行定期检修，以排除发生公共安全事件的可能。一些建筑诸如外墙部件等，由于其极易发生坠落伤人，所以需要定期进行强制检测。我国的施工队伍人员素质差，缺乏相关的安全制度，对于建筑结构耐久性的要求也不高，所以存在较多的安全隐患。所以加强建筑检测的法律健全对于加强建筑质量具有重要作用。

四、变电站土建结构设计中的安全性和耐久性提高措施分析

（一）、合理设计混凝土结构体系

安全在混凝土结构体系中有效传递，进行相应的试验验证并通过精确的计算做保障。在受力钢筋骨架的配置上要计算其强度与刚度，而且在裂缝宽度的计算也要同时进行，防止钢筋由于受到裂缝开裂导致的腐蚀现象发生。

（二）、设置合理的土建结构设计安全水准，工程失效产生的风险要提前进行考虑，资源供给以及人民群众的意愿要充分考虑，这些因素对于合理设置土建结构的安全水准有重要意义。同时，进行定期的检测维护来保障土建工程使用的安全。

（三）、合理的构造措施。构造系统要合理设置，构造钢筋需要以最小配筋率来保障结构的耐久性，限裂钢筋要合理配置。不合理的约束及时消除，后浇带或变形缝要合理配置。

（四）、土建工程的结构设计人员需要高度重视工程的安全性与耐久性，具体设计说明中明确土建工程设计应该有最低使用寿命的基本考虑[2]。

（五）、考虑各种负荷作用

1、外界环境产生的负荷，如自重、风雪和温度作用产生的载荷。

2、过分强调经济利益，导致将计算模式的合理安全系数降低，配置降低导致钢筋的设置不合理，出现混凝土开裂现象严重。所以依据严格合理的设计标准是必要的。

（六）、施工图要全面

在进行施工前要认真分析施工图，详细的了解施工图的具体要求和特点，施工图要向施工单位提出严格的具体技术要求，以确保施工工程的质量要求。

（七）、计算配合比要准确

混凝土的配合比要经过精确计算，详细的进行抗拉强度的计算来提高要求，专门应对特殊环境下的混凝土施工。

五、变电站土建工程安全性与耐久性的具体设计

根据国家相关的制度标准进行审核初步设计， 调整要遵循局部到整体的原则，调整原则不能超过进行初步设计时定的原则。设计确定尺寸后要进行建筑物结构计算，以提出经济性的选择，这是一个进行就地取材和因地制宜的原则。通过进行材料及技术手段的选择，来尽可能的降低施工费用。合理的处理土建工程的基础是非常必要的，一般基础埋深要达到两米以上，不足三米不需要桩基。

（一）、总平面及竖向布置

按照初步确定原则进行总平面的设置，且进行大范围的调整是没有必要的， 进行压缩小部分调整来进行局部调整。进行总平面的调整是针对竖向布置的调整，以获得最优标高，减小场平工程量及其他工程量。

（二）、挡土坡及边坡

合理的计算高度就要根据设计场地来进行，将挡土墙的断面及边坡断面确定何时的高度。通过地质资料来设计挡土坡及边坡，护坡与挡土相结合的方式一般用于顺坡地质，逆坡则仅需要进行简单的处理即可。

（三）、建筑结构

建筑设计要尽量融合周围环境，与之协调，在满足功能要求及立面的情况下，尽量减少附属建筑设施。只要能满足要求，就可以尽量减少钢筋混凝土的施工，用砖混结构来代替，配电装置尽量在满足要求的同时利用成型预制钢筋混凝土环形杆。

六、小结

本文针对变电站土建设计的安全性和耐久性进行了详细分析，这个问题长期以来就是设计人员困扰的问题，通过分析在施工中易产生的问题，提出相关措施用以应对，理论结合实际，促使变电站土建设计能够达到要求的安全性与耐久性。

参考文献：

[1] 王钢，变电站土建设计中的结构安全性与耐久性探析[J].中国新技术新产品，生产与安全技术，2012.NO. 23

[2] 肖茂杰，变电站土建设计中的结构安全性与耐久性探讨[J].电力技术资讯，2013年9月