论变电站土建结构的抗震设计
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变电站建筑结构抗震设计摘要:输变电工程属于地震生命线工程,变电站为输变电工程的节点,其抗震能力直接影响到电网的地震安全性。
一旦地震导致变电站受损,需花费大量时间与成本恢复重建,不仅给周边居民用电造成不便,也影响电力企业的经济效益,因此加强变电站建筑结构抗震设计具有重要意义。
关键词:变电站;建筑;结构;抗震;设计1变电站震害分析城市供电系统作为维系城市运行的关键基础设施之一,一旦失效或遭到破坏,其对城市其他生命线工程等基础设施所产生的影响巨大,会造成严重的灾害和难以估量的经济损失,影响到国家经济和人民正常生活。
而变电站是电网中的重要电力设施,在电力系统中不仅起到变换电压、接受和分配电能的作用,而且还控制电力的流向,并且调整电压。
其基本功能主要为实现电力传输的转换与分配、实施电网监控和运行操作、提供电网运行与维护的关键信息三个方面,故变电站的运行状况对于城市供电系统具有重大意义。
在各类灾害中,地震灾害对变电站的影响和威胁不容忽视,根据国内外相关震害分析显示,在中等或强烈地震的作用下,结构将出现严重破坏或是倒塌,引发巨大经济损失,甚至出现人员伤亡。
在近代的多次地震灾害之中,国内外的变电站都遭受到了严重的破坏,这不仅会对电力企业造成重大的经济损失,还给政府的抢险救灾以及安置灾民工作带来了极大的困难,震后的修复重建工作同样也会造成国家的巨大负担。
因此,科学开展变电站建筑结构地震设计具有重要意义。
2变电站建筑结构抗震设计2.1变电站建筑结构抗震理论设计2.1.1变电站建筑平面布置在变电站的建筑平面布置的过程中,需要按照对称和规则的原则来执行,为变电站的整体稳定性奠定基础。
而在变电站的立体面的布置中,需要通过对其整体的协调性与规则性的保证来进行,同时要保证建筑结构的侧向刚度的均匀变化,确保不会有突发情况的发生。
而对于变电站墙体的竖向布置的过程中,确保整体的布置是满足上下连续需求的,通过这种布置手段可以避免出现刚度突变的情况发生。
浅谈地下变电站结构的抗震分析及设计隨着城市化进程的快速发展,现今我国地下工程的建设和人流的通达量已经位居世界的前列,因此为了有效的配合地铁的运行,要在地铁站的起点和终点设置相应的配套地下变电站。
由于建设工艺的需求,需要对变电站结构进行较多的开孔,因此就会削弱楼板的整体刚度。
因此地下变电站的抗震分析和设计已经成为了地铁建设的重要工程。
必须通过合理的抗震设计方法对地下变电站结构的抗震性能进行合理设计。
一、地下变电站结构的特点和不利抗震因素通常情况下地铁的建设会受到地下水位的影响,由于地下水水压的影响,会使整体的地下结构产生不均匀的变形而地下变电站又因为其自身结构特性如其竖向荷载较大会增加变形现象。
因此为了提高地下变电站的抗震性能,就使得整体结构的竖向承载力以及竖向的刚度要具有更高的要求。
因此现今我国的地下变电站的结构设计综合考虑了这些因素相应的进行了结构的抗震设计,多采用结构性能较好,刚度较大的现浇混凝土的框架-剪力墙结构,在这之中框架结构的设置通常设置在地下建筑的中心位置,而剪力墙结构则设置在建筑物的临近的外围结构的周围。
因此为了不同的使用功能特性,地下变电站结构和地上的变电站结构以及其它的地下的结构相比,存在着许多自身独有的特性,因此地下变电站的结构体系存在许多独有的受力特点,并存在一些相应的不利抗震因素。
(一)地下变电站的受力特点和结构体系1.结构荷载(1)侧向的压力较大。
主要的结构表现是会随着地下深度的增加而受力增大,从而促使结构的水平荷载增加。
(2)恒载所占的比例较大。
主要的表现是指四周的水土荷载比例较大,如上部的覆土压力和底板的水浮力等。
(3)地震的作用,由于地下结构所需要承受的地震作用同常规的地面建筑相比具有较大的区别,所以地下变电站结构的抗震表现是会随着土体的运动而发生同时的位移。
2.结构体系(1)水平的结构体系,主要指的是地下变电站的楼板同地面结构的楼盖体系具有很大的不同,地下变电站的楼板的类型主要是典型的偏压构件,同时需要有大量的开洞、较小的穿线孔、和电缆竖井等。
浅谈变电站抗震措施邱雪莲(广西电力工业勘察设计研究院)前言强烈地震是各类自然灾害中对生命线工程威胁最大的灾害之一,使各类结构遭受破坏并对生命线工程系统的功能受到重大损坏或功能丧失,哪怕只是某些部分结构遭到轻中度的损坏,也能造成整个生命线工程系统大幅度消弱。
就电力系统来说,它一旦遭到损坏失效,就会使人类受到严重灾害及经济损失,电力一旦中断,就会使人类不能正常生产生活,可能还会引起次生灾害,导致人类生命、财产受到威胁。
1电力设施受到地震灾害的破坏事件的类型和原因1976年发生在中国河北的唐山大地震中,短路器、隔离开关、避雷器等设备都达到了很高损坏率,而这些设备绝缘部分都是由瓷套管组成的,在地震过程中导致瓷套管根部断裂。
因为设备的结构形状细而长,上部重量又较大,地震时由于瓷套管是脆性材料,当根部受到强大弯曲时,瓷套管自然断裂,特别是瓷套管同其他材料的相接处的断裂损坏。
同时,地震前后地震波的卓越频率与设备的固有频率相近,而且这些设备材料大多由脆性材料组成,其储能能力和设备阻尼值较小,使设备受到类共振影响遭到损坏。
这就是地震中电力设施受到震害的类型之一的电瓷型高压电气设备;而因砂土液化或者地基不均匀沉陷造成的塔体破坏等属于高压输电铁塔震害类型;地震过程中,主体移除轨道、倾倒等,顶层瓷套管损坏,散油器等附件的损坏属于电力变压器震害类型;震害过程中高压变电站的变电设备很多由支撑结构损坏而受到破坏是属于支撑结构震害;变电站内的软硬母线破坏形式分别为:软母线通常是悬挂母线的绝缘子被拉断,硬母线是棒式支柱绝缘子被折断,这种是属于变电站内母线震害;计算机控制系统、通讯系统等二次设备在变电站中有很大的重要性,需完好无缺才能保障变电站的正常运行。
在地震中二次设备通常是遭到倒塌、滑落等破坏而使其丧失一些使用功能,这种是属于其他电力设备的破坏震害类型。
2目前中国在电力设施方面的抗震措施通过以上电力设施震害类型和原因,中国在电力设施方面的抗震措施首先要从提高建筑物和设备本身的结构强度来着手相关研究工作。
220kV户内变电站屋顶构架结构体系及其抗震性能发布时间:2022-07-07T05:41:50.758Z 来源:《建筑实践》2022年第3月5期作者:郑康辉[导读] 随着近年来全国城市轨道交通的建设以及总建筑用地面积逐渐减少,户内新建高压变电站也呈较为明显的大郑康辉河源联禾电力规划设计有限公司广东河源 517000【摘要】随着近年来全国城市轨道交通的建设以及总建筑用地面积逐渐减少,户内新建高压变电站也呈较为明显的大规模小型化和改造小型化的演变趋势。
一种以低压变电主线路构架体形式为主设计的的新建筑结构,并拟采新型的户内新建低压变电站屋顶部分正在国内悄然兴起。
本文通过借鉴原型结构进行分析,发现原型结构在多种不同的频率地震波动信号下,产生的不同的结构整体抗震和反应等性能。
【关键词】户内变电站;GIS屋顶;抗震性能前言随着城市的不断发展,出现城市用地资源紧张,居民建房对建筑环境要求极高的现象。
变电站基本是采用全户围内建形式,可有效节省房屋占地,从而保持与整个城市变电站建设布局规划要求的协调统一。
城市变电站又是一项国家安全重要系统的主要生命线工程,在各种地震灾害过程中,变电站应能具有较高水准的整体抗震安全性能,以保证其供电系统的运行正常有效进行,因此增强其整体建筑结构系统的抗震设计性能更尤为重要。
据国内外发生的大量严重地震灾害试验表明,变电站的结构无论在经受何等震级的地震作用下,都会因此产生较为严重的机械破坏,会导致变电站结构的变形甚至结构倒塌,造成十分严重的间接经济损失和重大人员事故伤害。
变电站又作为工业城市建筑的一种重要工程组成结构部分,投资巨大,因此变电站安全运行的保障性以及重要性就不言而喻,这一点也要求了变电站在设计建设过程中,应有的较高程度的设计抗震防护能力。
一、户内变电站的结构设计分析户内变电站以及生产调度综合楼的框架之间开洞错层情况较多,由于层高偏高且竖向变化率较大,结构强度传递不甚平衡,且横向框架跨度误差较大,框架受力结构复杂,抗震耐久性要求相当高,因此对于进行此类高度复杂的框架材料工程抗震,以及结构稳定性研究进行实验研究都有着非常重大广泛的理论研究价值与工程实践研究价值。
变电站典型设计土建说明一、前言本文档旨在详细介绍变电站典型设计土建方面的要点和注意事项,帮助读者了解变电站土建设计的基本原则和流程。
二、设计要点1. 场地选址•场地应尽量选择平整、无积水和泥土疏松的地段。
•考虑到未来扩建和维护方便,场地要足够宽敞。
2. 基础设计•根据变电站的规模和功率等级,确定合适的基础类型,如承台基础、桩基础等。
•基础设计要考虑地质条件、荷载要求和抗震要求。
3. 结构设计•变电站主要建筑结构包括变电设备房、办公室、控制室等,根据功能和安全需求进行结构设计。
•结构材料以混凝土、钢材等为主,要保证结构的稳定性和耐久性。
4. 防护设计•变电站建筑要考虑到防火、防爆等安全问题,根据相关规范进行防护设计。
•建筑外部应设置防护墙、防火隔离带等设施,确保变电站的安全运行。
三、设计流程1. 立项阶段•制定项目计划和目标,确定土建设计的基本要求。
•开展场地勘察和地质勘查,为后续设计提供依据。
2. 设计阶段•制定土建设计方案,包括场地布局、基础设计、结构设计等内容。
•完善设计方案,进行技术评审和审图。
3. 施工阶段•根据设计方案进行施工,注意施工质量和进度控制。
•进行施工验收和竣工验收,确保土建工程符合设计要求。
四、设计注意事项1. 建筑质量•土建设计要符合相关规范和标准,保证建筑质量和安全性。
•建筑材料选择要符合要求,防止出现质量问题。
2. 设计效率•设计过程中要注重效率和合理性,避免重复设计和浪费资源。
•设计人员要密切配合,确保设计进度和质量。
3. 环境保护•变电站建设要符合环境保护要求,避免对周围环境造成污染。
•尽量采用环保材料和工艺,降低施工对环境的影响。
五、总结本文档通过介绍变电站典型设计土建说明的要点和流程,希望能够帮助读者了解变电站土建设计的基本知识和原则,为相关工程的设计和施工提供参考。
变电站土建设计是变电站建设中至关重要的一环,只有合理规划和设计,才能保证变电站的安全稳定运行。
变电站建筑结构设计技术规定
变电站建筑结构设计技术规定是一个重要的技术要求,它不仅要求变电站建筑结构具有足够的强度,而且还要求其具有良好的抗震性能,保证变电站建筑结构在地震、爆炸等各种极端环境下能够安全运行。
首先,变电站建筑结构设计技术规定要求变电站建筑结构应采用正确的设计方法,并符合国家有关的施工规范,保证变电站建筑结构具有足够的强度。
其次,变电站建筑结构设计技术规定要求采用有效的抗震技术,确保变电站建筑结构具有良好的抗震性能,比如,在变电站建筑结构设计中,应采用抗震设计思想,提高结构的耐震性能,增加抗震工程措施,如实施节点支撑、节点连接处的补偿措施等,以确保变电站建筑结构在极端环境下的安全运行。
此外,变电站建筑结构设计技术规定要求变电站建筑结构应经过严格的试验,以确保其质量达到设计要求。
变电站建筑结构应经过正确的设计和抗震设计,并经过严格的质量检测,以保证变电站建筑结构能够充分发挥其功能,为社会发展做出有效的贡献。
总之,变电站建筑结构设计技术规定的设定,对于保证变电站建筑结构的强度和抗震性能,以及变电站建筑结构的安全运行,至关重要。
因此,变电站建筑结构设计的技术规定必须严格遵守,才能保证变电站建筑结构的安全与可靠。
论变电站土建结构的抗震设计
发表时间:2018-06-19T16:34:45.180Z 来源:《基层建设》2018年第12期作者:陈群岗
[导读] 摘要:在经济发展的带动下,人们对电力的需求量不断增加,只有保证电力的稳定发展,才能满足人们的日常用电需求。
上海电力设计院有限公司 200025
摘要:在经济发展的带动下,人们对电力的需求量不断增加,只有保证电力的稳定发展,才能满足人们的日常用电需求。
抗震设计方法是影响变电站土建结构稳定的主要因素,所以必须进行变电站土建结构设计时,必须选择合理的抗震设计方法,保证变电站的运行安全。
鉴于此,本文就变电站土建结构的抗震设计展开探讨,以期为相关工作起到参考作用。
关键词:变电站;土建结构;抗震设计
1、常见的电气设备受损情况
(1)变压器倾倒、脱轨、位移、变形、套管断裂及漏油等,如图1 所示。
(2)支持式管母线配电装置: 用于支持式管母线的支柱绝缘子裂缝、断裂及管母线变形等。
(3)断路器、互感器、避雷器、隔离开关及电容器等一次设备倾倒、扎裂、渗油、一次桩头拉裂、支持绝缘子裂缝及断裂等。
2、变电站土建结构抗震设计
2.1、选址
变电站这一工业建筑设施由于在国民经济中所处的重要地位,在设计前期选址这一问题上必须引起高度重视,根据规范须注意以下几点:1)站址应满足电气与线路进出线的要求,不仅要靠近负荷中心,而且应与城乡或工矿企业规划相协调,进出线走廊应开阔,便于架空进出线或埋设电缆。
2)选址要节约用地,不占或少占耕地及经济效益高的土地。
3)变电站要紧邻公路,以方便交通运输及运行人员的工作生活。
4)站址周围环境宜无明显污秽,如空气污秽时,站址宜设在受污源影响最小处(最小频率风向的上风侧)。
5)站址应具有适宜的地质、地形和地貌条件,要避开断层、滑坡、塌陷区、溶洞地带、山区风口和有危岩或易发生滚石的场所;还要避免选在有墓区(可能有重要文物)或开采后对变电所有影响的矿藏地点,否则应征得有关部门同意。
6)站址应在50年一遇的高水位之上,以防水害发生。
否则,所区应有可靠的防洪措施或与本地区(工企业)的防洪标准相一致,但仍应高于内涝水位。
7)选址应考虑运行人员生活上的方便及水源条件。
8)选址应考虑变电所与周围环境、邻近设施的相互影响。
如:要避开航空指示塔、光缆线路等设施。
2.2、结构抗震薄弱部位设计
在进行变电站结构抗震设计时,不仅要做好建筑物主体结构的抗震设计工作,还要做好楼梯间、风道等平面设置,提升变电站结构抗震性。
主要操作步骤如下:1)在进行平面布置时,避免在转角部位或是建筑物的尽头处设置楼梯间。
2)尽量选用现浇板式或梁式楼梯,避免内部结构的空旷,还应当在楼板端部位置处设置梯梁。
3)当梯段转折处在楼层的中间位置时,应当在下层楼面设置梯柱支承梯梁,并尽量不要选用折板楼梯结构设计方法,避免在遇到地震灾害时发生梯板折断的情况,进而阻断维护人员的逃生路线。
2.3、建筑物抗震构造
建筑物的抗震设计除主体结构应满足抗震要求外,还应根据不同的结构体系采取相应的构造措施来加强建筑物的整体性。
在变电站的建筑物中最常见的结构形式为砌体结构和钢筋混凝土框架结构,对框架结构体系,应选择合理的柱、梁截面尺寸,配筋率不要过小,也不宜过大,梁、柱箍筋在端部均应加密,箍筋搭接端做135°弯钩等构造措施;对于砌体结构体系房屋,应采取设置现浇钢筋混凝土构造柱和圈梁、加强楼、屋面板与墙体的连接薄弱部位墙体设置钢筋网片等构造措施。
3、变电站抗震施工注意事项
1)建筑物的抗震能力与场地条件有密切的关系,场地条件包括地质构造,地基土质和地形,对建筑物震害有着明显的影响,变电站建筑物如建在地震断裂带及其附近,地震时最易倒塌,因此,选址时应避开地震带。
2)地基基础和上部结构是协同工作的,不能只重视加大基础和加强上部结构,更应重视地基的处理。
因为再大的基础断面相对地基来说,也是较弱的,而地基处理是治本的办法。
本地区为湿陷性黄土区,为了消除其湿陷性,根据规范要求,一般可采用换土、垫层、打桩等办法,且不应把未经处理的湿陷性黄土作为持力层。
3)结构选型应根据建筑物的基本条件来决定,合理的结构选型,可加强结构的整体刚度。
同时,增强结构构造连接,是减轻地震灾害,提高抗震能力的前提条件。
结构选型应有明确的计算简图和合理的传力途径,结构内力分析应符合建筑物的实际情况,结构体系应有多道防线,应具有必要的强度和良好的变形能力,避免因部分构件失效而导致整个结构的破坏。
4)横墙最大间距问题。
横墙承担横向水平地震力,必须具有足够的承载力,楼屋盖具有传递水平地震力给横墙的作用,如果间距较大,就应该按空旷房屋计算。
水平圈梁的设置,是为了加强内外墙整体连接,增强房屋的整体性和刚度,按规范规定:8度地区,圈梁应沿外墙、纵墙及横墙设置。
沿横墙设置的圈梁,间距不大于7m,否则,应利用横梁与圈梁拉通。
构造柱的设置应按规范设置:8度以上地区的建筑物所有纵横墙交接处。
构造柱在地震时起到增强建筑物整体性,改善结构脆性,增强延性的作用。
因此,截面不必过大,配筋不必过多。
4、变电站抗震设计优化措施
4.1、正确处理土建变电站工程中出现的各种荷载
不论是在工程的施工建设过程中还是竣工后,工程建筑都会不可避免的受到来自自然环境、人为作用以及自身(自重等)等因素产生的荷载。
种种的荷载对工程的质量、安全性和耐久性都产生了或大或小的影响。
面对这种情况,我们必须采取相应的措施来降低这种影响,保证工程的质量。
一般我们采取的措施主要有:一是工程建筑设计必须使用严格的设计标准和合理的安全系数,避免开发商只强调利润而采取模糊不准的计算模式的现象的发生;二是配置完善的受力钢筋骨架,设计合理的混凝土结构体系安全有效的传递,避免因结构开裂以及裂缝宽度超出限值而导致钢筋侵蚀;三是采用有利于物件结构耐久性的最小配筋率并且安置限裂钢筋,合理设置后浇带以及变形缝,形成合理的构造系统;四是通过严格的计算和实验对特殊环境中的混凝土进行合理配比,提高混凝土的抗拉强度;五是完善工程施工设计图,详细的注明工程中混凝土结构的特点、材料要求以及施工注意事项,指导施工单位和人员的行为,从而保证工程的质量。
4.2、加强对工程的定期检测和维护
加强对工程的定期检测和维护不仅体现在施工的过程中,还体现在工程竣工之后。
在施工过程中,工程人员要不断的检测工程的结构
稳定性、建筑材料的可靠性以及施工技术方法的合理性等,如果在施工的过程中发现结构、材料和施工方法上的问题,要及时的更正,把工程的安全隐患消灭在萌芽之中;同时,工程的竣工并不代表着工程建设的结束,还要对工程进行必要的维护,如果在工程维护的过程中,工程内外部结构出现了腐蚀、裂缝等情况,要及时的进行维修,维持建筑的功能,避免发生安全隐患。
结束语
总之,变电站是保证人们正常用电的基础,是连接用户与电线长的主要设备。
为了提高用户质量,保证变电站的安全运行,必须及时对变电站土建结构抗震设计进行分析,提高抗震设计的分析和研究,明确抗震设计重点,解决抗震设计中存在的问题,保证变电站结构抗震设计的顺利进展。
参考文献:
[1] 张鸣,程剑,慕德凯,信珂,刘小云.特高压变电站建筑物基于性能的抗震设计研究[J].山东电力技术,2017,44(09):58-60.
[2] 姜春林.智能变电站抗震设计研究[J].江西建材,2016(11):38-39.
[3] 杨秀敏.特高压变电站电气设备的结构特点及抗震设计[J].河北电力技术,2016,35(02):63.
[4] 徐意智,曹林放,毛建勤,程池浩,霍晓波.地下变电站结构抗震分析及设计方法研究[J].结构工程师,2014,30(06):18-24.。