钢结构在变电站中的应用分析

钢结构在变电站中的应用分析

张莹

中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司 吉林长春 130021

摘要：伴随着我国资源节约型和环境友好型社会建设的进步发展，变电站建设趋势将会走向降低造价、减少土地占用率与缩短建设的周期为主。和周围环境有效的协调，从而起到提升变电站的可靠性和降低变电站设备维护的发展，与此同时有关行业的技术发展也会促进变电站建设的模式完善，传统封闭式的变电站高压变电组合电气的使用能够实现变电站高压的模块化，并且还能够起到缩短施工周期。基于此本文主要是通过分析装配式钢结构在变电站建筑中的实际应用分析，予以有关单位参考与借鉴。

关键词：钢结构；变电站；应用

引言

随着我国城市建筑以及城市电网的迅猛发展，城市变电站的建设也得到了推进。在一定程度上根据变电站建设过程中的环保、节能、抗震要求，笔者通过研究和分析了，钢结构作为一种新型的建筑材料，其自身有着相对较多的优势与特性，钢结构会在变电站建筑中得到极大的发展，这也能够促进变电站建设的质量。在某种层面上，我国钢结构建筑市场发展只有十几年的时间，相较于国外还处于起步阶段，在今后市场发展中有着极大的前景。美国、日本等国家的钢结构建筑有上百年的历史了，其自身的工业化程度较高，在很多方面都是值得我国去借鉴学习的。

1钢结构在变电站建筑中的实际应用分析

钢结构变电站大多数采用的都是主体建筑为钢结构，在地下建筑中的电缆夹层则是为钢筋混凝土结构。在一定程度上建筑工程的面积与高度都是可以成为变电站所需要的有用数值，在变电站建筑内部是没有循环道路等方面的附属设施的，这种情况的出现就要求在变电站主厂房中使用耐火等级较高的材料和抗震能力较强的材料来进行建设。

当前我国诸多城市变电站受场地局限,多为建成户内站,建筑物内部可以分为主变压器间、主设备厂房以及GIS室。其中主变压器间是单层的钢结构，和主设备厂房、GIS室是相互贴近而建设的；主设备厂房是建筑物的地上部分，也是采用的多层钢结构，地下部分是钢筋混凝土阶层，一般在主设备厂房内设置的10KV开关室、配电室和附属的房间，在主厂房的上层有电容器室与主控制室；在GIS室中，其主变压器间是多层的钢结构厂房。

在一定程度上钢结构变电站部分设计的重点是；将上半部分的钢框架固定部位安装在地下室的顶板上面，在钢框架中的柱脚所使用的就是基础预埋螺栓所连接在一起的，该基础是钢筋混凝土结构，在此过程中还需要注意的是螺栓在柱内和地下室顶板梁上的预埋过程中还需要重视质量的控制。钢结构在焊接安装中的质量控制是需要使用现场的超声波检测来判定的。变电站工程的楼板所使用的是组合结构，楼板所采用的是钢筋混凝土组合楼板。在变电站建筑物的外墙所使用的是钢筋混凝土砌块来完成的，在钢结构焊接和安装固定期间，必须要进行整体安装和焊接，这样能够保障其不容易出现脱落的现象。

2钢结构在变电站中的应用特点分析

随着我国社会经济和科学技术的不断发展，我国建筑物的修建技术也得到了促进，在钢结构变电站中的应用中，钢结构和钢筋混凝土结构相比较，钢结构在材料的整体性能、功能、环保、设计以及受力特性以及综合经济等方面都是具有极大的优势，在变电站建筑中加入钢结构其特点主要是表现在下面几点中：

2.1 抗震性能特点分析

在西方发达国家有很多地震区的建筑都是以钢结构为主，其主要的原因是因为钢结构在抗震性能中有着较大的性能。按抗震设计规定，弹性计算阶段的高层结构层间位移限制，对钢筋混凝土结构规定为h/550，而对钢结构则可放宽至h/300，二者相差约1.8倍。钢结构在设计期间都是按照抗震的标准来规定的，其自身的弹性计算阶段高层结构之间位移有一定的限制，但是钢结构在建筑物中的整体抗震性能是较好的，钢结构和钢筋混凝土结构相比较，前者在韧性和强度以及延性方面都是具有较大的特征。在一定程度上钢结构使用在变电站建筑物中是能够起到钢结构自身多方面的优势，从而让变电站建筑物能够起到抵抗地震和抗风的能力，在一定程度上起到了提升变电站建筑物的可靠性和安全性。钢结构建筑能够满足抵御烈度为8度的强烈地震的破坏，符合我国对变电站抗震《建筑抗震设计规范》、《建筑工程抗震设防分类标准》、《电力设施抗震设计规范》规定的要求。

2.2 分割布置较为灵活，合理利用空间

钢筋混凝土结构因为自身的重量和体积较大，在很大程度上是限制了空间的利用率，若是跨度较大，有可能会出现柱大、梁高以及板厚的情况。然而现代的钢结构其自身的重量是相对较轻的,体积较小,在空间的利用率中能够起到很大的占有作用,并且还能够减少建筑物结构所占地的面积,这样能够增加变电站建筑物的有效土地面积。与此同时充分使用钢结构在变电站建筑中的运用能够将其合理的分割,还能够满足相同的结构类型变电站的设备安装需求,在实际中有着极大的作用。

2.3 钢结构材料自重较轻，其承重能力强

钢结构和钢筋混凝土材料相比较，其自身具有质轻，承重能力较强的特点。根据有关数据资料显示，钢结构的强度重量比的数值是钢筋混凝土的五倍之上。钢结构材料的抗压力、抗震、抗剪力以及抗拉能力都是相对较高的，在截面的选择上是可以较小，这样是能够减轻钢结构自身的重量。在通常情况下，钢筋混凝土建筑物的自重是相对较大的，大多数都是打到了1.5T/m2到2.5T/M2左右，然而钢结构建筑的自重一般都是在1T/M2以下的，这种情况就会体现出钢结构自重的优势所在。在某种层面中，建筑物结构的承载负荷相同时，钢结构的自重要比钢筋混凝土轻两倍，那么建筑的基础承担荷载也会得到一定的降低，从而直接起到降低建筑物的基础造价，也能够实现缩短变电站建筑物的施工工期。

2.4 钢结构易于质量控制，能够减少工期

钢结构材料除去基础是按照以往的建筑物结构形式去修建的之外，其他方面都是全部实现了预制和现场装配的施工，从而实现了工业化的实时施工，这种情况就能够避免影响材料因素的出现，在现场施工的质量监督控制过程中也是较为容易起到质量控制的，从而有效的行程标准建筑体系，也实现变电站建筑工业化和机械化的行程。通常情况下，变电站建筑物都是两到三层建筑，钢结构工程能够在现场进行一次性的吊装工作，与此同时在二层的楼板之间也能够使用钢板来作为混凝土模板，从而形成组合式楼板，其工作流程极为简单，施工速度也是较快的，在模板施工工序和搭建手脚架过程中也是极为百年里的，这样能够节省出较多的劳动力和施工人员的减少，实现成本的节约。

2.5 钢结构环保节能分析

钢结构材料大多数都是工厂化加工,在施工安装现场进行装配,在钢结构构件中其主要使用的是螺栓连接与焊接,比如变电站在安装电气设备一样,随时安装。所以钢结构在现场施工中占地面积较少,能够实现施工无污染,施工无噪音,从而避免了污染周围环境,起到环保作用。在钢结构使用的期限达到时,钢材料还能够起到回收再利用,这也是完全符合当前建筑材料环保要求的，同时也符合变电站全寿命周期的要求。

结语

在一定程度上，钢结构所具有的一系列优势，能够实现当前变电站建筑的可靠性。伴随着我国钢结构技术的逐渐成熟，其也符合我国环保友好型社会建筑，钢结构在变电站建筑中的应用也会得到大幅度的提升，其发展前景是极为广泛的，在今后钢结构材料的实际应用范围也会得到拓宽，起到实现我国建筑行业的可持续发展。

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