探讨电力工程结构设计问题及设计规范

摘 要：设计电力的工程结构是一项既辛苦又需承担责任的工作。因为它关乎着运作环节的方方面面。譬如：电力工程系统是否安全合理，还有用电的安全性等问题。所以结构设计这一环节受到了高度重视。笔者在这篇文章中主要是对电力工程结构设计中的易发问题和设计规范予以介绍。

关键词：电力工程；结构设计；易发问题；设计规范

电力工程的质量安全是否有保障直接取决于电力工程的结构设计是否符合要求。作为设计其结构的工作者来说，不仅要关注电力工程结构设计环节易发的常见问题，还要确保其工作是在电力工程设计规范和相关标准的指导下完成的。态度的科学严谨，是电力工程质量过关和供电安全达标的基础。

1 地基等基础层面的易发问题

不规范的地基与基础设计带来的后果十分严重，其主要表现在以下两点：

（1）承重砖的所用材料不合理。由于多孔砖特殊的墙体构造，在室内防潮层以下亦或是地面以下的基础层均不能采用多孔砖来完成建筑的地基建造。而从实际情况来看，不少项目在承重砖的基础用材上并没有遵循这一准则，仍然采用多孔砖。

（2）在对软弱的地基进行换土垫层处理时，不是在合理设计的指导下完成的，只是仅凭建造者的经验来处理问题，根本就不会考虑要设计换土垫层。这种不对垫层的宽度和厚度进行计算的忽视软弱地基危害的态度，是不科学的。凭着经验只是简单地加强一下砂垫层的承载力，无论是从安全角度还是从经济角度来考虑，都是不合规范的。

2 楼层平面的刚度问题

部分电力工程结构的设计，不仅缺乏必要的保护措施，甚至根本就不了解结构观念这种基础性的知识就贸然运用楼板变形来进行计算。众所周知，在数学力学模型上呈现出来的计算机程序编程是成立的或者可以说准确无误的，但在实际情况中，尤其是在确定楼板变形程度这种较有难度的且变动较大的问题上很难做到精确。所以，在设计此类这建筑的结构时，很容易出现一些问题，譬如某些构件或部位的安全储备过大以及结构不安全等。刚性楼面是设计时的不二选择，这样可以将计算机程序得出的计算结果与实际情况中产生的偏差降到最低，基本反映出结构的真实受力状况。而要相实现这一点，在建筑的设计之初或者说在方案阶段就应尽量采用楼面没有变形的平面。比如像凹槽缺口太深和块体之间成“缩颈”连接以及外伸翼块太长等问题都要尽可能地避免。

3 设置结构缝及其缝宽度的问题

温度的变化会对建筑的结构造成不良影响，这就要求电力工程物尤其是超长类电力工程物在设置伸缩缝时要科学合理。但是部分设计结构的工作人员均用后浇带来代替伸缩缝，从而减少温度造成的影响，其实这一做法存在着一定的弊端。首先，后浇带只能减少混凝土材料干缩所造成的影响，并不能解决温度带来的影响；其次，一旦后浇带处的混凝土封闭，就不能抵御温度的变化给结构造成的伤害。若超长建筑的结构不允许设置温度伸缩缝时，可采取其他构造来进行加强，不能仅依靠后浇带。例如：预应力混凝土结构的应用、选择配置间距较密和直径较小的温度筋等都是不错的选择。

4 振型数取值问题和设计规范

振型数取多少直接关乎着建筑结构计算结果的精确度。在计算刚度和平面都不规则的复杂电力工程的结构时，一般很难确定到底需要取多少个振型数来衡量地震的作用。若取得太多，会增加计算的工作量；若取少了，就会计算不出某些高振型的地震作用来，从而造成设计出来的抗震结构不安全。虽然复杂，但也有规律可循：若考虑扭转耦联，那么振型数应≥9，在结构层数较多或结构刚度突变的情况下，应多取振型数，但不能超过房屋层数的3倍。当不考虑这一因素时，至少应取3；当振型数超过3时，最好选取3的倍数，仍不能超过房屋的层数；若层数≤2时，振型数取2或1。

5 计算结果的判定问题

设计建筑结构时，定会用到计算机软件，那么它所产生的计算结果就显得至关重要。但这一结果是否正确，可从两个方面进行判定：（1）要用科学的态度来对待结构计算软件所产生的分析结果；（2）看看电算结果是否合理。对待结构计算软件的分析结果，在《抗震规范》中的第2.6.6条是这样规定的：“所有由计算机产生的计算结果，应经过仔细分析，在确认其合理有效后，才可以用于工程设计。”造成计算结果产生误差的可能性有很多，比如：分析过程和计算模型的模拟、与材料相关的各种参数的设定以及对各类荷载的确定等都会使计算结果产生偏差；计算机的各种分析是通过结构力学模型模拟出来的，模型和荷载都是简化过了的。所以，作为设计建筑结构的人员来说，应清醒地认识到电算分析的结果不是绝对正确的，要处理好人与计算机之间的关系。当面对复杂的结构设计时，结构设计人员可运用计算机来完成对各种情况的计算来提高工作效率，但不可盲目地完全依赖计算机。只有对计算结果进行反复校核并确认其有效后，才可运用到实际的工程设计中。

6 单桩承载力取值偏差或计算依据缺乏等问题

在设计电力工程结构时，若单桩承载力的取值出现偏差或者缺乏相应的计算依据，可从四个方面予以考虑：其一，工程项目的场地设置在地势低洼或河道处，且上部土层用的是松散的新近填土，桩基的设计中要求的承载力数值，也并没有经过实地考察，而是根据公式计算得来亦或是依照试桩的标准来衡量的。其二，在验算桩身的承载力时，只是单一地计算其自身的承载力，像桩身压曲或施工工艺系数ψc的影响等因素却没有考虑在内。其三，不同的桩型，使得各土层的极限端阻力和侧阻力也有所不同。换句话说就是，不同的成桩工艺，地基对其所能承受的支承能力也是不同的。部分工程项目在地质勘察的报告提供的是打入式预制桩的单桩承载力参数，但在设计中却使用的是钻孔灌注桩，且引用的是报告中的数据，这必然会使最终的结果出现偏差。其四，电力工程有地下室时却没有扣除在该深度范围内可能产生的桩侧摩阻力。基坑开挖是有时间限制的，基坑开挖前要进行试桩；那么开挖后，地下室那部分的桩侧摩阻力就会消失。

7 结语

综上所述，电力工程的质量安全是否有保障直接取决于电力工程的结构设计是否符合要求。要想使电力工程结构的设计科学合理，就要将各方面的因素都考虑在内。科学严谨的工作态度和设计规格的严格管理，不仅会使项目的最终完工实现安全、合理和经济，还能尽可能地避免工程和用电等方面的安全问题。高质量的电厂建筑和高保障的用电安全性，对社会主义现代化的建设也是不可或缺的一部分。

参考文献

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[2] 徐强.浅谈电力工程中地下结构的防水设计[J].内蒙古科技与经济，2009（S1）.

[3] 赵刚毅.电力勘测设计企业开展工程总承包经营的难点和对策[J].电力勘测设计，2012（06）.

作者简介：葛小卫（1987.03- ），女，江苏泽宇电力设计有限公司。