李 鵬

鄭州祥和電力設計有限公司（450000）

0 前言

隨著城市化發(fā)展進程的加快，用電負荷的逐步增加，城市變電站建設的需求量也隨之增大。工業(yè)建筑是建筑創(chuàng)作的一個重要類型，除應滿足特定的生產工藝對建筑環(huán)境的嚴格要求之外，還要滿足工作環(huán)境舒適度和精神愉悅的建筑美學要求，而且工業(yè)建筑本質上是空間大小、環(huán)境指數(shù)、節(jié)能原則、公害對策、設備布局和建設速度等要素的組合。這一點有別于其他建筑。這就需要我們立足于國網典設及“兩型一化”的前提下，精心設計，優(yōu)化比選，體現(xiàn)工業(yè)建筑的“工業(yè)化”特色。

結構形式依據電氣設備、空間布局及工藝要求布置圖，可選擇鋼筋混凝土框架結構，裝配式普鋼結構。

1 裝配式普鋼結構

裝配式普鋼結構，組成該建筑承重結構的主要受力構件為普鋼型鋼構件，組成該建筑圍護結構的材料為輕質的圍護材料。

輕型裝配式鋼結構的主材通常下面幾種:①冷彎薄壁型鋼結構；②熱軋輕型鋼結構；③焊接或高頻焊接輕型鋼結構；④輕型鋼管結構；⑤板壁較薄的焊接組合梁及焊接組合柱而構成的結構。

輕型裝配式鋼結構有下列優(yōu)點:

1）自重輕,抗震性能好,安全性高。裝配式鋼結構構件承載力高、構件尺寸小，圍護結構采用自重小的輕質墻體和樓面材料，一般可減輕建筑結構自重的30%，質量是鋼筋混凝土建筑的1/2左右。輕型鋼結構整體剛度大,鋼材強度高、延性好，因此抗震性能好，用于結構抗震措施的費用少，適用于地震多發(fā)區(qū)；結構自重輕,基礎負擔小還可大幅減少基礎造價，尤其適用于地質條件較差的地區(qū)。

2）建筑造型簡潔美觀,內部空間布置靈活豐富。鋼材強度高,可以采用大空間柱網布置,建筑設計不受結構限制。室內大空間無梁無柱,跨度可達12 m,為業(yè)主提供了個性化分隔室內空間的可能。真正體現(xiàn)“以人為本”的設計理念；同時,墻柱等構件截面尺寸小,可增加凈使用面積5%～8%。

3）實現(xiàn)建筑產業(yè)化、裝配式鋼結構構件在工廠大批量、標準化生產,現(xiàn)場拼裝,工業(yè)化程度高,設計、生產、施工一體化，提高了建筑產業(yè)化水平。

4）施工快捷、工期短,不受季節(jié)限制。與傳統(tǒng)結構體系相比，裝配式鋼結構房屋至少可縮短1/3的工期。

5）綠色、環(huán)保,符合國家可持續(xù)性發(fā)展的要求。裝配式鋼結構不使用粘土磚,符合國家土地資源政策；施工過程中環(huán)境破壞及污染少,符合國家環(huán)保政策；而且大部分材料可回收和再生,具有很高的可重復使用性和可循環(huán)性,符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

6）宜于拆卸搬遷:一旦站址受周圍環(huán)境影響需移址，裝配式鋼結構可在很短時間內拆遷，損失極小，而所有這些是鋼筋混凝土建筑所無法具備的。

2 混凝土框架結構

混凝土框架結構是采用混凝土柱、混凝土梁等桿件剛接組成空間體系作為建筑稱承重骨架的結構。屋蓋、樓板的荷載通過板傳給梁，梁再傳給柱，柱最終傳遞給基礎?；炷量蚣芙Y構平面布置靈活，能獲得較大的空間，適合用于多層工業(yè)廠房及民用建筑的辦公樓、住宅等?；炷量蚣軅髁ν緩街苯印⒑侠?，原材料易就地取材，整體性好，可模性好，構件簡單，堅固耐久，耐火性好，施工方便，實用經濟?？蚣芙Y構為柔性結構，抗側剛度小，在水平荷載作用下側向位移大，抗震性能差；框架結構構件截面大，現(xiàn)場施工復雜，模板消耗多，工期較長；框架結構自重較大，對支座不均勻沉降敏感。

表1 鋼結構與鋼筋混凝土結構技術比較

框架節(jié)點區(qū)構造復雜，混凝土澆筑、鋼筋綁扎對其結構安全有很大影響?？蚣芏瞬控搹澗卮?，計算配筋面積多，節(jié)點區(qū)鋼筋密集，混凝土施工困難，這給節(jié)點區(qū)質量留下安全隱患?；炷量蚣苁┕な芗竟?jié)影響大，大部分為現(xiàn)場濕作業(yè)，工作條件差，容易產生污染,其施工質量多取決施工人員水平，未利用現(xiàn)代工業(yè)制造技術，也未能體現(xiàn)“兩型一化”的精髓，因此本工程中不推薦使用。

3 裝配式鋼結構與混凝土結構的經濟技術比較

1）技術比較:輕型鋼結構與常規(guī)鋼筋混凝土結構相比具有輕質高強、空間布置靈活、較強的抗震能力、工廠化生產、標準化施工等諸多優(yōu)點，但鋼筋混凝土結構在防火，耐久性方面有明顯優(yōu)勢，因此鋼結構的防腐和防火問題，在設計、制作、防護、安裝時必須引起足夠的注意。

2）經濟比較:經統(tǒng)計分析，同等條件下鋼筋混凝土結構常規(guī)方案的單位工程造價為1500元/m2左右，而輕型裝配式鋼結構的單位工程造價則高25%左右。盡管當前輕型裝配式鋼結構的單位工程造價高于鋼筋混凝土結構，但主要因素不在結構體系而是建筑內外墻板、樓板、防火及構配件成本較高。另外我國勞動力價格低廉，屬于技術密集型的鋼結構體系在節(jié)約勞動力方面的優(yōu)勢在價格上顯示不出來。如果定型化、批量化設計建造，則可以在一定程度上降低材料成本。另外鋼結構工程可以縮短工期，故相應的工程貸款利息和管理費用大為節(jié)省，可以用來彌補較高的建安費。

4 結語

混凝土框架結構平面布置靈活,適合用于多層工業(yè)廠房及民用建筑的辦公樓、住宅等。原材料易就地取材，可模性好，堅固耐久，耐火性好，施工方便，實用經濟。但混凝土框架施工受季節(jié)影響大，大部分為現(xiàn)場濕作業(yè)，工作條件差，容易產生污染，其施工質量多取決施工人員水平。 裝配式鋼結構施工速度快，施工工期可大大縮短，在工程建設中采用鋼結構技術有利于建筑工業(yè)化生產，但造價較混凝土結構略高。

110千伏全戶內城市變電站結構設計，通過與電氣、建筑等專業(yè)協(xié)調溝通，大膽嘗試，不斷努力、探索，使得結構方案設計也在不斷的發(fā)展創(chuàng)新。并為電氣設備安全、可靠運行提供有力保障。