电力工程结构设计的常见问题与设计规范分析

曹凯翔

摘要：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。

关键词：电力工程；结构设计；易发问题；设计规范

一、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。

二、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。而要想实现这一点，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。

三、结构缝设置以及缝宽度问题

温度的变化对建筑结构有着不利影响，因此，电力工程物尤其是超长电力工程物设置合理的伸缩缝是十分有必要的。但是部分结构设计人员不使用伸缩缝减少温度影响而使用后浇带代替，这种做法存在一定的问题。因为后浇带不能解决温度变化的影响，仅能减少混凝土材料干缩的影响。在后浇带处的混凝土封闭后，若结构再受温度变化的影响，后浇带就不能再起任何作用了。一些超长建筑结构不便或不能设置温度伸缩缝时，应采取其他构造加强措施，不能只留设施工后浇带。

四、振型数取值问题及设计规范

建筑结构计算结果的精度与振型数取多少密切相关。对于刚度不均匀、平面不规则的复杂电力工程结构，尤其对于大底盘结构、多塔结构，在考虑扭转耦联计算时，很难确定应该取多少个振型数来计算地震作用。若振型数取得太多，则增加了很多计算工作量；若振型数取少了，有些高振型的地震作用计算不出来，结构抗震设计不安全。一般应遵循以下原则：当考虑扭转耦联时，振型数应取≥9，结构层数较多或结构刚度突变较大，振型数应多取，但又不能多于房屋层数的3倍。当不考虑扭转耦联计算时，至少应取3；当振型数多于3时，宜取3的倍数，但不应多于房屋的层数；如层数=5层时，振型数可取3，而不能是6；如层数≤2时，振型数可取2或1。

五、计算结果的大致判断问题

建筑结构设计借助计算机软件是十分必要的，但判断计算机计算结果也十分关键。判断计算机计算结果主要从两个方面进行，即正确对待结构计算软件的分析结果，判断电算结果的合理性。正确对待结构计算软件的分析结果。《抗震规范》2.6.6条规定：“所有计算机计算结果，应经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。”分析过程和计算模型与实际结构的差异的误差、材料弹性和弹塑性参数的假定、各类荷载的确定，都会造成计算结果的误差；计算机分析是根据结构的力学模型进行的，采用简化的模型和简化的荷载。因此，建筑结构设计人员必须清醒地认识到，电算分析没有绝对正确的结果，只有更合理的模型和结果，必须正确处理人与计算机的关系。对于复杂的结构设计任务，结构设计人员要清楚计算模型的假定和适用条件，需要借助计算机以提高计算效率，但绝对不能单纯依赖计算机，对计算结果判断校核合理有效后，方可用予工程设计。

六、单桩承载力取值出现偏差或缺乏计算依据问题

电力工程结构设计时，单桩承载力取值易出现偏差或缺乏计算依据，此时可从以下四个方面考虑。1）工程项目场地原为地势较低或河道时，松散的新近填土作为上部土层，桩基设计时直接采用試桩提供的承载力或直接按经验公式计算单桩承载力数值，没有考虑上部未固结（或欠固结）土层在固结沉降过程中可能引起的桩侧负摩阻力的影响。2）桩身承载力验算时，没有考虑桩身压曲或施工工艺系数ψc的影响，对抗拔桩，没有进行桩身抗裂验算，仅计算桩身承载力。3）对于不同的桩型，按规范经验公式计算单桩竖向承载力时，各土层的极限端阻力和极限侧阻力是不同的（即成桩工艺不同，地基土对不同桩型的支承能力不同）。一些工程项目地质勘察报告仅提供了计算打入式预制桩的单桩承载力设计参数，而设计采用钻孔灌注桩，并直接引用地质报告中的设计参数，使计算的单桩承载力出现偏差。4）电力工程有地下室时，在按静载试验确定单桩承载力时，没有扣除地下室深度范围内的桩侧摩阻力，由于基坑开挖后暴露时间不宜过长，试桩一般都在基坑开挖前进行，基坑开挖后，地下室深度范围内的桩侧摩阻力己不再存在。

七、结束语

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。

参考文献

[1]刘莹.电力工程结构设计的常见问题与设计规范初探[J].现代装饰（理论），2012（11）.

[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）.