装配式钢结构建筑消防问题及解决

装配式钢结构建筑消防问题及解决

杨靓

安徽省合肥电力规划设计院安徽合肥230022

摘要：在国内钢材产量不断增加的背景下，工业和民用建筑当中的钢结构应用也逐渐增加。其中，在低层或者是多层住宅建筑中，钢结构的应用都十分广泛，而在工业建筑当中，则是将大跨度钢结构的厂房作为重点。而在多种结构形式当中，因为钢结构自身的优势明显，所以，在单层变电站新建与改建工程中得到了广泛地应用。

关键词：钢结构；装配式变电站；建筑设计；

在社会发展速度不断加快的背景下，国民经济水平得到了有效地提高，因此，资源节约型社会的建设成为未来重要发展方向。装配式钢结构的运用，对传统变电站建筑进行了有效地改善，施工周期有所缩短，对周围环境的影响也有所降低，所以，在变电站建设方面备受关注。

一、钢结构优势

针对国家电网公司在输电点工程项目全寿命周期文件的要求，将全寿命周期管理理念及方法进行了全面优化与创新，对新的技术与材料，包括工艺等进行了充分地利用，降低了湿作业，有效保护生态环境，降低了污染。其中，在装配式钢结构变电站中，钢结构本身呈现出以下特点与优势：（1）钢结构的强度比较高，且自重较轻，属于柔性结构，具有理想的抗震性能；（2）钢结构施工的速度较快，其建设工期不长，能够在冬期开展施工；（3）在生产工业化与定型化方面十分便捷；（4）建筑空间在布置方面十分灵活，所以，可以针对变电站的多功能要求进行施工。（5）钢结构的施工噪声小，且施工材料可以回收再次利用；（6）采用钢结构的建筑本体质量不大，且基础小，能够降低建筑基础所使用的土石方量，使得土地利用率有效提升，节省了地下空间，使得隧道的出口位置更为灵活；（7）钢结构施工中的湿作业有效减少，且能够节省水资源使用量。

二、装配式构筑物设计

1.构、支架设计。构、支架设计结构形式与传统变电站相同，对于220kV以上的变电站构架柱，一般选用圆形或是多边形钢管构成的钢结构；对于构架横梁，则采用等比边角钢或者是以钢管为主要材料而构成的三角形断面钢结构。同时，对于110kV以下的变电站构架柱，则应当选用混凝土等径环形杆；对于其构架横梁，则应当选用以等边角钢为主要材料构成的三角形断面焊接钢结构。对于构、支架基础，均选用重力式混凝土杯形基础。此外，对于主要设计，具体如下：构件接头均采用螺栓连接，以此来避免工程现场火情的发生，并且避免对防腐层造成损害，或是使其出现色差，有利于文明建设。对于变电站钢结构防锈防腐设计，应当选用“冷喷锌+面漆”的防腐工艺进行，有利于环境保护。

2.装配式围墙、防火墙设计。预制式围墙一般由墙板、压顶、钢筋混凝土预制式立柱、柱帽构成。其中，围墙立柱、墙板压顶、柱帽全部选用标准设计工厂化，并且按照清水混凝土施工工艺生产的预制件，墙体则选用工厂预制加工的成品蒸压轻质加气混凝土墙板，也就是所谓的ALC板。同时，对于变电站顶部的一块ALC板，应当选用预制混凝土梁压顶。此外，在进行安装操作时，需要将预制件插入围墙立柱的预留凹槽中，并采用ALC嵌缝剂处理板缝，然后还要对其涂抹一道丙乳密封液，以及涂刷一道护防水腻子、两道外墙防水弹性涂料。对于装配式防火墙设计，与围墙设计基本相同。

3.装配式电缆沟设计。预制式电缆沟一般由钢筋混凝土预制式电缆沟单体、沟盖板构成，同时，电缆沟单体及沟盖板统一采用标准化设计工厂化生产的钢筋混凝土预制段。对于电缆沟预制长度，也要考虑其能够便于运输、安装，且还需要将每段的自重控制在1500kg以内。为了给现场安装提供便利，并确保满足防水需求，需要在电缆沟单体的一端U形端面上设置凸缘，另一个端面设置相对应的凹槽，连接时，需要使得凹凸槽完全吻合，对于两者之间存在的缝隙，应当采用密封胶进行密封。此外，还需在预埋在沟壁的扁钢上焊接电缆支架，并在每一个电缆沟的单体底部开设汇水沟槽，有利于增强沟底的排水能力，减少积水。电缆沟单体底面由两侧壁垂直于中间汇水沟槽方向，在工厂预制时设置为斜面。

三、关于钢结构装配式变电站建筑设计的研究

1.建筑节点阐述。在钢结构设计当中，建筑连接节点是重点。而在进行结构分析之前，需要全面考虑并确定节点形式。但是，最终所设计节点同结构分析模型当中的形式不一致的问题经常存在，所以，应当针对这一情况采取措施以避免。根据传力的特性，可以采用节点刚接、半刚接与铰接。其中，图一表示的是钢梁与钢柱同檩条节点，图二表示的是角柱同檩条节点。

图一钢梁与钢柱同檩条节点图二角柱同檩条节点

2.工艺节点阐述。将钢结构应用在变电站的建筑当中，最关键的就是设备支架埋件预设。其中，在框架与砖混结构中预埋箱体和支架埋件，难度并不大。然而，如果是在双面龙骨挂板材钢结构墙体中预埋，则具有较大的难度。其中，需要保证具有有效的支持，并且定位要准确。另外，应当保证设备安装与传统的安装习惯相吻合。在设计过程中，可以在墙体主檩条之间需要使用竖向工字钢当作支撑的主材，同时，钢板焊框会延伸到墙体的表面。另外，需要考虑到设备本身型号，对安装区域进行合理地划分，而在安装设备的过程中，则应当安排在安装区域范围内。而电气安装工作人员需要适当地调整位置，相关人员予以配合，确保设备安装的有效性。在预设支架方面，把支架的主材直接焊接在工字钢组成节点上，并伸出墙面，作用力是钢构柱，是通过钢结构墙体中法向拉力，并以横向工字钢为载体实现的，而后经钢构柱向建筑结构传递，完成力的合理分配。

四、变电站的防水设计

屋面防水处理中的钢结构作用也十分关键，所以，在设计的过程中，一定要始终根据设计的规范开展，不允许追求造价的节省而擅自下降设计的指标，并与施工现场的具体情况相互结合来设计。如果施工地区的雨雪较大，并且建筑屋面的跨度相对较大，那么，屋面坡度一定要超过10%。在对屋面檩条进行设计的时候，一定要保守，不能为了节省钢材而减少檩条高度。如果檩条的高度选择高值，能够对屋面下桡的不均匀性予以改善，以免屋面出现积水。

五、变电站防腐与防火设计

在实际应用钢结构体系的过程中，同样也存在诸多问题。其中，因为钢结构的耐腐蚀性能比较差，所以，一定要对先期除锈和防锈进行全面保养与维护，并且在构造方面，尽可能规避检查或者是维修死角。而钢结构投入使用以后，需要尽可能规避结构的漏雨或者是存水的问题发生，使得维护周期运行的有效性。另外，如果钢结构处于温度450-650范围内，则承载能力就会消失，并出现大幅度形变，使得钢柱与钢梁等出现弯曲，最终无法继续进行使用，如果钢结构不受保护，那么其耐火的最长时间只有15分钟。另外，耐火时间与构件吸热速度之间存在直接联系，所以，在设计方面，钢材表面的温度一定要在高于1500摄氏度的情况下隔热防护。为了有效克服防火问题，一定要积极开展防火处理工作，进而确保有效地增加钢结构耐火极限，使其达到极限范围。还应当采取多种措施避免钢结构在火灾中的升温速度较快而引发的塌落，但是，需要考虑的情况的不同来采取相应的方法。其中，可以使用耐火或者是绝热的材料对火焰进行阻隔，以免对钢结构进行直接灼烧。除此之外，变电站应当根据防火的要求，在内墙与型钢表面需要使用薄涂型的防火涂料，这种方法十分简单且具有实用性，在维护方面也容易。

为了促进装配式钢结构的迅速发展以及进步们需要加大对各种建筑消防安全防火措施的应用以及推广，从而有效的提升装配式钢结构建筑的应用价值以及使用价值。

参考文献

[1]陈明.周明辉，装配式钢结构建筑防火.2015.

[2]张梦瑶，装配式钢结构体系建筑关键消防技术取得最新进展.2016.

[3]张照鹏，彭益良.装配式钢结构建筑消防问题及解决方案.2016.