李大濤

（西北電力設(shè)計(jì)院有限公司， 陜西 西安 710075）

1 火電廠主廠房結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)分析

火電廠主廠房結(jié)構(gòu)在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的過程中，地震烈度區(qū)域不同，設(shè)計(jì)時(shí)所遵循的抗震原則也存在一定的差異性。具體來說，在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)之前，必須要對(duì)地震作用下，火電廠主廠房結(jié)構(gòu)中所存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行詳細(xì)的分析，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上進(jìn)行有針對(duì)性的抗震設(shè)計(jì)。

具體來說，火電廠主廠房結(jié)構(gòu)在地震中所面臨的風(fēng)險(xiǎn)主要有：主廠房結(jié)構(gòu)的屋面面臨整體坍塌的風(fēng)險(xiǎn)，整體結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)明顯扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)之間的連接方式會(huì)在地震的作用下，產(chǎn)生剪斷破壞的現(xiàn)象；同時(shí)，主廠房機(jī)構(gòu)的框架柱，在地震的作用下，也會(huì)產(chǎn)生不同狀態(tài)的破壞，并且導(dǎo)致主廠房的鋼筋、箍筋出現(xiàn)外露的現(xiàn)象，并導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞等現(xiàn)象[1]。

2 火電廠主廠房結(jié)構(gòu)性能水平與性能目標(biāo)分析

2.1 火電廠主廠房結(jié)構(gòu)性能水平及劃分

在火電廠主廠房結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的過程中，按照工業(yè)建筑內(nèi)部設(shè)備使用特點(diǎn)、設(shè)備震害調(diào)研的結(jié)果，可以將其分為位移、速度和加速度敏感型三種類型。其中，位移敏感型和加速敏感型設(shè)備是廠房主體結(jié)構(gòu)中最為重要的設(shè)備，并其設(shè)備基礎(chǔ)位置地面上。在此基礎(chǔ)上，在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的過程中，可結(jié)合強(qiáng)烈地震下的位移敏感型設(shè)備、以及其結(jié)構(gòu)的抗震性，對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)件、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的綜合性能進(jìn)行詳細(xì)的考慮。

2.2 火電廠主廠房結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)

結(jié)合以往的眼部就不顯示，結(jié)構(gòu)破壞形態(tài)和破壞程度是影響建筑物結(jié)構(gòu)性能的兩個(gè)最為主要的因素。在強(qiáng)烈的地震作用下，火電廠主廠房的結(jié)構(gòu)在剪切力的影響，會(huì)對(duì)其結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的破壞，并且當(dāng)結(jié)構(gòu)形態(tài)破壞的層間位移角在1/3300-1/1100之間的時(shí)候，剪力墻就會(huì)遭到破壞，而到結(jié)構(gòu)形態(tài)破壞的層間位移角在超出這一范圍的時(shí)候，剪力墻就會(huì)衰減劇烈，致使其剛度出現(xiàn)嚴(yán)重的衰減現(xiàn)象。但是在主廠房抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，剪力墻出現(xiàn)輕微的破壞現(xiàn)象，是不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的使用產(chǎn)生任何負(fù)面影響的，因此在設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)將層間位移角的極限值進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆艑?，將其設(shè)置在1/1000[2]。

3 火電廠主廠房結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

3.1 汽機(jī)房屋面抗震設(shè)計(jì)

汽機(jī)房屋面是火電廠主廠房結(jié)構(gòu)中最為重要的組成部分，其抗震設(shè)計(jì)水平直接關(guān)系著整個(gè)主廠房結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的水平。在具體對(duì)其進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的過程中，可采用鋼屋架、鋼網(wǎng)架的方式，以提高汽機(jī)房屋面的抗震設(shè)計(jì)水平。在鋼屋架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中可在水平、垂直的方向上，與屋面進(jìn)行聯(lián)合設(shè)計(jì)，進(jìn)而在簡化屋面設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，提升了屋面的設(shè)計(jì)水平，進(jìn)而保證了整體的穩(wěn)定性。同時(shí)，在對(duì)汽機(jī)房屋面進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的過程中，還要對(duì)富余度設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的考慮，預(yù)防其主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，避免其在地震作用下，屋面結(jié)構(gòu)整體出現(xiàn)變形、失穩(wěn)、坍塌等現(xiàn)象。

3.2 主廠房框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

在對(duì)其進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的過程中，必須要堅(jiān)持“小震不壞、中震可修、大震不倒”的原則，在設(shè)計(jì)的過程中，必須要對(duì)結(jié)構(gòu)位移比、周期比、側(cè)剛比等進(jìn)行精準(zhǔn)的計(jì)算，并將結(jié)果控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，進(jìn)而使其滿足相應(yīng)的設(shè)計(jì)原則；在進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)上，應(yīng)盡量避免使用短柱或者超短柱，并保證除氧器不位于結(jié)構(gòu)的頂層，煤斗則采用支承式，以減輕結(jié)構(gòu)的地震作用，進(jìn)而將地震所帶來的危害控制在最小的范圍內(nèi)。另外，在進(jìn)行樓梯間、樓層大面積開動(dòng)部位設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)保持工藝協(xié)調(diào)，并保證其盡可能不位于結(jié)構(gòu)的端部和角部，以免在地震的作用下，致使其結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)變形出現(xiàn)增大的現(xiàn)象；在對(duì)主廠房的縱向框架梁進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)采用雙梁布置的方式進(jìn)行，避免其結(jié)構(gòu)出現(xiàn)偏心的現(xiàn)象，以提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[3]。

3.3 填充墻與非結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)

在火電廠主廠房結(jié)構(gòu)中，存在大量的填充墻、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，這也是抗震設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。在具體進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，主廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所采用的砌體填充墻，主要是結(jié)合火電廠主廠房結(jié)構(gòu)具體的抗震設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)規(guī)范，并對(duì)其腰梁、構(gòu)造柱等進(jìn)行規(guī)范的設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)墻體、框架梁柱進(jìn)行設(shè)計(jì)，務(wù)必使其考證可靠、穩(wěn)定的拉結(jié)?？梢哉f，在進(jìn)行填充墻設(shè)計(jì)過程中，不僅要增加整個(gè)體系的抗震性能，并要對(duì)其周圍的結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)，以免填充墻出現(xiàn)自身的問題。

在對(duì)主廠房結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的過程中，非結(jié)構(gòu)構(gòu)建也是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。如：玻璃幕墻、雨蓬等，這些非結(jié)構(gòu)構(gòu)件在主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接發(fā)的過程中，必須要對(duì)連接點(diǎn)的位置進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)和控制，同時(shí)還要對(duì)焊縫、螺栓等環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在具體設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)先利用抗震驗(yàn)算的方式進(jìn)行計(jì)算，并在保證其使用的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升其抗震和安全性能，進(jìn)而全面提升主廠結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。

3.4 廠房樓梯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在火電廠主體結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，樓梯是不可或缺的因素，在具體對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)做到：首先，在進(jìn)行主廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)采用直板式的樓梯，并且保證樓梯不要選擇在主廠房結(jié)構(gòu)的端部位置，并且在梯板的端部配置梯梁。同時(shí)，在設(shè)計(jì)的過程中，加入樓梯的轉(zhuǎn)彎處，恰恰位于樓層的中間，在進(jìn)行下層樓面設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)設(shè)計(jì)支撐梯梁，以提升樓梯的穩(wěn)定性，進(jìn)而全面提升主體結(jié)構(gòu)的抗震性能。同時(shí)，在進(jìn)行樓梯設(shè)計(jì)的過程中，切忌將其設(shè)計(jì)成拆板式，以防在地震的作用下，致使其出現(xiàn)折斷等現(xiàn)象，進(jìn)而對(duì)逃生和救援等產(chǎn)生阻礙；其次，在進(jìn)行樓梯設(shè)計(jì)的過程中，還要切實(shí)結(jié)合其詳細(xì)的抗震設(shè)計(jì)要求和規(guī)范，并結(jié)合廠房的主體結(jié)構(gòu)、樓梯的規(guī)劃形式等，對(duì)其進(jìn)行規(guī)范的設(shè)計(jì)。

3.5 運(yùn)轉(zhuǎn)平臺(tái)連接設(shè)計(jì)

在火電廠主體結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，運(yùn)轉(zhuǎn)平臺(tái)也是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)所在。在具體對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，必須要在正常溫度變形、水平地震的情況下，必須要保證其順暢滑動(dòng)，避免其在運(yùn)行的過程中，主體結(jié)構(gòu)和支承柱之間產(chǎn)生相互的干擾。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過程中，還必須要根據(jù)主廠房的抗震設(shè)計(jì)要求和規(guī)范，并對(duì)防震縫進(jìn)行精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)，以免在地震的作用下，發(fā)生機(jī)構(gòu)錯(cuò)動(dòng)碰撞的現(xiàn)象等；最后，在進(jìn)行連接設(shè)計(jì)的過程中，還要加強(qiáng)抗震時(shí)的結(jié)構(gòu)保護(hù)設(shè)計(jì)，進(jìn)而全面提升主廠房結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，將地震所帶來的危害降到最小范圍[4]。

4 結(jié)束語

綜上所述，火電廠主廠房在規(guī)劃設(shè)計(jì)中，抗震設(shè)計(jì)尤為重要。在具體進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)充分結(jié)合火電廠主廠房在地震中所面臨的風(fēng)險(xiǎn)，分別從汽機(jī)房屋面、主廠房框架結(jié)構(gòu)、填充墻與非結(jié)構(gòu)構(gòu)件、廠房樓梯、運(yùn)轉(zhuǎn)平臺(tái)連接等方面，加強(qiáng)抗?jié)B設(shè)計(jì)，進(jìn)而全面提升整個(gè)主廠房的抗震性能。