高智煉 陳偉標(biāo)

摘要：裝配式建筑是當(dāng)前國(guó)家和行業(yè)推廣的方向，裝配式變電站的建設(shè)不僅符合國(guó)家綠色節(jié)能建筑推廣要求，也是國(guó)家電網(wǎng)實(shí)施智能變電站的重要組成部分。初衷是從頭開(kāi)始創(chuàng)新設(shè)計(jì)，在結(jié)構(gòu)體系和圍護(hù)體系上突破傳統(tǒng)現(xiàn)澆鋼筋混凝土變電站設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)建設(shè)節(jié)能綠色變電站建筑的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：裝配式變電站;結(jié)構(gòu);維護(hù)

引言：

裝配式建筑是建筑的大部分構(gòu)件在工廠預(yù)制，然后運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)組裝的一種施工方法。裝配式建筑改變了傳統(tǒng)的施工方式，大大減少了現(xiàn)場(chǎng)工作量，提高了建筑質(zhì)量，縮短了工期，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保。推進(jìn)裝配式變電站的實(shí)施，將有助于大大提高變電站的建設(shè)效率，提高變電站的工程質(zhì)量，提高電網(wǎng)建設(shè)能力。

一、裝配式建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1、裝配式混凝土結(jié)構(gòu)介紹

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是指在工廠內(nèi)預(yù)制好，運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)組裝的一種混凝土結(jié)構(gòu)的房屋。預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)節(jié)點(diǎn)連接的要求非常高，即使是輕微的不小心處理也會(huì)造成災(zāi)難性的后果。在變電站建設(shè)中，預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)仍處于研究階段。

2、裝配式鋼結(jié)構(gòu)介紹

裝配式鋼結(jié)構(gòu)是指建筑物的結(jié)構(gòu)體系，是由鋼構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)體系。鋼結(jié)構(gòu)本身是一種預(yù)制結(jié)構(gòu)，鋼柱、鋼梁等構(gòu)件在鋼框架廠制造后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)安裝。與混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)的比重更輕，易于運(yùn)輸和吊裝，顯著降低基礎(chǔ)成本，縮短生產(chǎn)周期，抗震能力強(qiáng)，可回收利用，適用于大型建筑。是一種跨度和高載荷結(jié)構(gòu)，其構(gòu)造適合變電站的使用要求。

二、裝配式鋼結(jié)構(gòu)

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑由四個(gè)主要系統(tǒng)組成：結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、周界防護(hù)系統(tǒng)、設(shè)備管道系統(tǒng)和內(nèi)部系統(tǒng)。

1、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

裝配式鋼結(jié)構(gòu)有輕鋼結(jié)構(gòu)和鋼框架結(jié)構(gòu)兩種，分別介紹如下：

輕鋼結(jié)構(gòu)主要指門(mén)式框架，主要承重構(gòu)件為鋼斜梁和鋼柱。龍門(mén)架具有受力簡(jiǎn)單、傳力路徑清晰、零件生產(chǎn)速度快、工廠加工方便、工期短等特點(diǎn)。輕鋼結(jié)構(gòu)適用于跨度為936m，柱距為6m，柱高為4.59m的單層工業(yè)廠房，單層工業(yè)廠房中無(wú)吊車(chē)或起重較輕的起重機(jī)。

鋼框架是指由鋼梁和鋼柱組成的能承受垂直和水平荷載的結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)功率清晰，布局靈活，易于標(biāo)準(zhǔn)化，構(gòu)件完成組裝，生產(chǎn)安裝簡(jiǎn)單，施工速度快。鋼框架適用于大跨度或高層或重型工業(yè)和民用建筑，如果變電站主樓的主控配電單元為單層建筑，且基本分壓在0.7kN/m2以下，可選用硬門(mén)鋼結(jié)構(gòu)。

2.2 維護(hù)系統(tǒng)

維護(hù)系統(tǒng)是機(jī)加工鋼結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵元素。圍護(hù)系統(tǒng)與建筑的美觀效果、保溫效果、防水防火效果密切相關(guān)。維護(hù)系統(tǒng)必須與結(jié)構(gòu)系統(tǒng)緊密協(xié)調(diào)、和諧結(jié)合，并與鋼結(jié)構(gòu)的輕量化和裝配特性相適應(yīng)，應(yīng)具有輕便、保暖、隔熱、防水、耐老化等性能。維護(hù)系統(tǒng)主要包括建筑（屋頂）表面圍護(hù)結(jié)構(gòu)和墻板圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

2.2.1 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的樓層（屋頂）

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的屋面可以用壓型鋼板、壓型鋼板混凝土組合樓板、鋼桁架樓承板等保護(hù)。

壓型鋼板是所有屋面材料中重量最輕的，常與輕鋼結(jié)構(gòu)配合使用，可有效節(jié)約鋼材用量，減少基礎(chǔ)荷載，降低成本。但是，鐵板連接螺絲容易生銹，影響建筑物的使用壽命。簡(jiǎn)單的型材鋼板屋面管道暴露在既不美觀也不符合其使用要求的表面。由于變電站的特點(diǎn)，建筑跨度大，設(shè)備負(fù)荷重，樓板埋管及地埋件大，所以樓板不適合輕鋼屋面施工。

鋼結(jié)構(gòu)中廣泛采用特定肋高的壓型鋼板混凝土復(fù)合樓板，壓型鋼板混凝土復(fù)合樓板采用現(xiàn)澆混凝土澆筑支撐，以凹凸壓型層板為襯板。整體樓板主要由樓板層、組合樓板和鋼梁三部分組成。壓型鋼板復(fù)合樓板具有現(xiàn)場(chǎng)操作方便、工期短的優(yōu)點(diǎn)，樓板整體性好。但對(duì)于樓板，必須安裝多根橫梁，且樓板總厚度較大，凈高降低，樓板下表面不平整，影響美觀和防火，并且樓板的雙向剛度不恒定，抗震性能差。因此，需要對(duì)樓板進(jìn)行防火處理。

鋼筋桁架樓承板在型鋼復(fù)合樓板的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)，混凝土樓板中的受力鋼筋在工廠加工成鋼桁架，桁架模板依靠自身的強(qiáng)度和剛度來(lái)承受混凝土。重量和施工荷載，無(wú)需支撐和拆卸模具，無(wú)需架設(shè)或拆除高空臨時(shí)腳手架，提高工作效率40%左右。鋼筋桁架樓承板已經(jīng)是樓板的主要鋼筋，可以在施工現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)簡(jiǎn)單的綁鋼筋、預(yù)埋管道和備用孔的方式澆筑混凝土，減少60%的現(xiàn)場(chǎng)鋼筋粘結(jié)量。鋼筋桁架樓承板組合樓板受力方式更合理，可根據(jù)需要設(shè)計(jì)成單向板或雙向板，抗震性能好，樓板平整，施工方便，工期短。

2.2.2 預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)建筑圍護(hù)墻板

建筑墻體是降低建筑能耗的關(guān)鍵因素之一，而墻板材料及其結(jié)構(gòu)是推廣模塊化裝配式建筑的關(guān)鍵技術(shù)之一。板式建筑因其重量輕、耐火、施工快等特點(diǎn)，在目前正在建造的鋼結(jié)構(gòu)建筑中得到廣泛應(yīng)用。

目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的預(yù)制板有耐火石膏板+保溫棉、型鋼復(fù)合墻板、ALC板（蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土板）、鋁鎂錳板等。耐火石膏板一般用于變電站主控樓和配電系統(tǒng)樓的內(nèi)墻板，耐火石膏板具有重量輕、強(qiáng)度高、隔熱、耐火、加工方便等優(yōu)點(diǎn)。壓型鋼板復(fù)合墻板外夾芯板是由彩鋼板和彩鋼板與樓板和保溫芯材組成的保溫復(fù)合圍護(hù)板，該板具有良好的隔熱性能，但連接器容易生銹，表面涂層容易老化，典型的使用壽命僅為5-20年，與變電站聲稱的60年生命周期要求相差甚遠(yuǎn)，不適用于國(guó)網(wǎng)預(yù)制變電站。ALC 板代表蒸壓混凝土板，ALC板重量輕，可有效減輕建筑物的重量，是一種輕質(zhì)、高強(qiáng)度的圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料，因其優(yōu)良的隔熱性能，適用于內(nèi)外墻板、屋面板和防火墻。但是，縫紉材料容易老化，使用時(shí)一定要注意。

結(jié)束語(yǔ)：

變電站工程的總裝設(shè)計(jì)改變了變電站的電氣布局、土建設(shè)計(jì)和施工方式，特別適合解決通常面臨土地狹小、工地狹小的城市變電站建設(shè)問(wèn)題。采用鋼結(jié)構(gòu)和成品圍護(hù)結(jié)構(gòu)作為新型變電站工程高效、規(guī)范、節(jié)能、環(huán)保的新型建設(shè)模式，有助于解決眾多項(xiàng)目面臨電網(wǎng)建設(shè)、工期緊的問(wèn)題。隨著裝配式技術(shù)的不斷進(jìn)步，裝配式變電站將成為未來(lái)變電站發(fā)展的新趨勢(shì)。

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