变电站土建设计中的结构安全性与耐久性

变电站土建设计中的结构安全性与耐久性

李昆梅1张天忠2

（1安徽华电工程咨询设计有限公司安徽合肥230022；2国网安徽省电力有限公司安徽合肥230000）

摘要：安全性和耐久性是变电站土建结构设计中十分重要的因素，在工程设计项目中，需要给予其足够的重视。这就要求设计人员不仅要将土建结构设计中的耐久性和安全性充分纳入考虑范围内，还要采取一系列的防护措施，促使土建结构的安全性和耐久性得到提升。因此，本文对变电站土建设计中的结构安全性与耐久性进行了分析。

关键词：变电站；土建设计；安全性；耐久性

一、分析土建结构的安全性与耐久性

1.1安全性

变电站土建结构的安全性具体包括：结构设计的安全性、构成部分的安全性以及整个土建设计结构的安全性，而设计变电站土建结构时构成结构安全性的关键内容也正是这三个方面。结构设计的安全性，也就是使设计土建结构的过程中不存在任何的威胁因素；构成部分的安全性，也就是要使土建结构中的构建负荷、力度参数以及材料等都要达到标准；整个土建设计结构的安全性，也就是要使发生部分损坏的土建结构对整个项目所造成的影响是最小范围的。

1.2耐久性

变电站土建结构的耐久性指的是工程的持久使用所能达到的水平，其对土建结构是否稳定产生一定的影响，同时也关系着建筑结构所使用的材料。变电站土建结构是否可以持久使用是由材料的耐用性和结构的稳定性所决定的，所以，让变电站的土建结构保持耐久性是至关重要的，也就是说我们要尽可能的对变电站土建结构的使用年限进行延长。

二、影响变电站结构设计安全性及耐久性的因素

通过对变电站结构设计中安全性和耐久性条件进行分析，我们可以得出对结构安全性和耐久性产生影响的因素主要来自于周边环境、混凝土保护层的水胶比、钢筋混凝土强度等级、氯离子含量以及碱含量。

2.1周边环境因素

变电站结构设计中的安全性和耐久性都是根据工程所处地的环境因素所进行的，但是在当前的结构设计工作中，设计工作者往往不能意识到环境因素可能会给工程建设带来的影响。

在不同的环境作用下，应该采取不同的设计方式。在不利的环境中，应该运用相应的防护措施来避免环境因素给结构安全性和耐久性造成的隐患。在工程建设处于寒冷地段或者极寒地区，应按照国家规定的设计方式进行结构设计，不能按照以往的思路，要考虑天气因素可能会对输电线路造成的侵蚀效果；不能忽略风向因素可能对输电线路造成的影响。

有些设计者在设计过程中过多考虑变电站工程建设内部所应用材料的影响，而忽略了外部环境对结构产生的不利因素，这样是存在很大风险的。在结构设计工作中，设计者应该实地考察，严格控制不同环境因素对变电站结构安全性和耐久性的影响，这样才能保证在不同的环境中变电站的耐久性和安全性。

2.2混凝土质量和结构的影响

考虑完外部环境因素对变电站结构设计的影响，现在我们再从工程内部分析建设所需原材料混凝土质量和结构对设计的影响。

混凝土是当代建筑工程中所应用的主要原材料，因此，混凝土本身的质量和耐久性是影响变电站结构安全性和耐久性的重要因素。首先，混凝土质量作为变电站质量的重要影响因素，基于混凝土质量指标选择材料很难确保混凝土的质量。因为材料多种多样，不同类型材料的混凝土其硬度指标各不一样，这也就降低了混凝土质量要求。混凝土检测过程中不但要检测其强度，而且还要检测混凝土中水泥粗细、骨料硬度。其次，在选择好达标的混凝土原材料后，还要注意外加剂和水灰比的调配比例的合理性，如果两者调配比例不能按照工程需求，过度或不足都有可能造成混凝土结构不稳定，进而影响整个工程的安全性和耐久性。

2.3结构检测的影响

在对变电站结构内外因素进行分析后，还要考虑的一点就是定期的结构检测，变电站的安全性和耐久性与结构检测是分不开的，检测工作可以及时发现当前变电站系统中所存在的问题或者潜在隐患，是对变电站安全性负责的表现。但是，当前我国在变电站设计过程中过多注重对变电站工程的建筑，而忽略了事后的检测工作，在设计中缺少检测工作相关内容或是不能按时对变电站内部结构进行检测，这都可能会导致变电站结构设计不合格，影响建筑工程的安全性和耐久性。

三、提升结构耐久性与安全性的具体策略

3.1提高结构耐久性与安全性的建议

对于结构耐久性、安全性的提升，实际操作中首先应从混凝土结构体系方面着手。该结构体系设计时需做好相关的计算与试验，尽可能保证结构体系设计的合理性。如受力钢筋骨架在变电站建筑结构中的设计，要求在计算其强度与刚度的同时，还需预估裂缝的宽度，这样可使结构裂缝宽度得到限制，有利于钢筋被腐蚀问题得以解决。其次，应做好安全水准的设计。这种安全水准主要将结构设计中所有的资源供给、结构失效下风险后果等融入其中，在此基础上提出相应的安全设计策略，并根据这些安全水准做好适时检测与维修工作。最后，对荷载与配合比进行分析。如其中的荷载，主要包括来自施工方面的荷载、结构自身的荷载以及外界环境因素产生的荷载，要求设计过程中结合这些荷载进行安全系数的判断，保证安全系数合理情况下才可使结构安全性得到提高。而对于配合比的计算，由于变电站建筑位置可能处于较多特殊环境下，所以在使用混凝土中应注意对混凝土配合比进行控制，尽可能保证其抗拉强度较高。

3.2变电站建筑结构设计的具体思路

具体进行变电站结构设计中，首先应从总平面与竖向布置方面着手。一般平面设计中调整的范围不大，多调整局部压缩小部分，并注意以竖向布置调整为依据进行总平面布置，以此保证标高的合理性，将护坡量、场平工程量等控制到最低。其次，应注意做好边坡、挡土坡的设计。通常对于变电站建筑施工，要求结合其地质情况进行挡土与护坡的开展，假若整个施工处于地基承载力弱位置，应通过基础埋置深度的减少、基础扩大等，保证结构整体稳定性。除此之外，在结构设计中，若选择砖混结构形式，还需保证室外配电装置计算较为合理，且控制框架结构的数量，可考虑将钢筋混凝土环形杆引入其中，有利于结构整体安全性与耐久性的提升。

四、结束语

随着城市化进程的不断加快、城乡社会的不断发展，变电站土建工程已经成为现代建筑的重要组成部分。变电站土建工程是电力配给和使用的基础，只有切实的提高变电站土建工程的安全性与耐久性，才能够保证人们正常的电力使用。变电站土建工程的耐久性与安全性作为变电站的生命，作为变电站土建质量标准，必须在设计中对每一个施工环节加以控制，从建筑结构的设计、材料的选用、施工技术、施工工艺、施工周期进度、养护维修等全方位加强对变电站土建的安全性与耐久性的把握，最终才能够建造合格的变电站。

参考文献：

［1］肖茂杰．变电站土建设计中的结构安全性与耐久性探讨［J］．通讯世界，2013，20（17）：46－47．

［2］安金霞．论变电站土建设计中的结构安全性及耐久性［J］．科技资讯，2013，11（30）：38．

［3］孙权．浅析公路桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性研究［J］．江西建材，2015，35（7）：155，160．

作者简介：

李昆梅（1968—），本科高级工程师，主要从事变电土建、线路结构专业工作。工作单位：安徽华电工程咨询设计有限公司。

张天忠（1968-）本科高级工程师，主要从事土木工程专业工作，工作单位：国网安徽省电力有限公司。