變電站抗震設(shè)計(jì)

1、技 術(shù) 部 分專題報(bào)告（變電站抗震設(shè)計(jì)）2016年 4月目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc374912955 1.專題內(nèi)容和結(jié)論 PAGEREF _Toc374912955 h 181 HYPERLINK l _Toc374912956 1.1.專題內(nèi)容 PAGEREF _Toc374912956 h 181 HYPERLINK l _Toc374912957 1.2.專題結(jié)論 PAGEREF _Toc374912957 h 181 HYPERLINK l _Toc374912958 2.抗震設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc374912958 h 181 H

2、YPERLINK l _Toc374912959 2.1.站區(qū)抗震設(shè)防裂度 PAGEREF _Toc374912959 h 181 HYPERLINK l _Toc374912960 2.2.原始設(shè)計(jì)條件 PAGEREF _Toc374912960 h 181 HYPERLINK l _Toc374912961 2.3.設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的規(guī)程、規(guī)范及規(guī)定 PAGEREF _Toc374912961 h 182 HYPERLINK l _Toc374912962 2.4.抗震設(shè)防分類 PAGEREF _Toc374912962 h 182 HYPERLINK l _Toc374912963 2.5.抗

3、震設(shè)計(jì)中的建筑設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc374912963 h 182 HYPERLINK l _Toc374912964 2.6.抗震設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc374912964 h 183 HYPERLINK l _Toc374912965 2.7.本工程建（構(gòu)）筑物抗震設(shè)計(jì)原則 PAGEREF _Toc374912965 h 185專題內(nèi)容和結(jié)論專題內(nèi)容本專題針對(duì)110kV變電站的抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行了論述，變電站內(nèi)建（構(gòu)）筑物采用輕型鋼框架結(jié)構(gòu)，外墻采用纖維水泥板復(fù)合外墻體系；內(nèi)墻采用纖維水泥板復(fù)合內(nèi)墻體系，根據(jù)建（構(gòu)）筑物設(shè)防類別、抗震構(gòu)造措施設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型和建（構(gòu)）

4、筑物高度通過(guò)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2010中表6.1.2確定其抗震等級(jí)，不同的抗震等級(jí)對(duì)應(yīng)不同的抗震措施。專題結(jié)論結(jié)合本工程實(shí)際提出了根據(jù)變電站工程特點(diǎn)選擇了合適的技術(shù)措施，各建（構(gòu)）筑物滿足其本身的抗震措施要求，有效地防御與減輕地震災(zāi)害，保證變電站的整體抗震安全，保障了電力工程的安全運(yùn)行?？拐鹪O(shè)計(jì)站區(qū)抗震設(shè)防裂度擬建站址范圍內(nèi)無(wú)活動(dòng)斷裂通過(guò)，站址處于相對(duì)穩(wěn)定地帶，區(qū)域穩(wěn)定性滿足建站要求。根據(jù)場(chǎng)地的地層結(jié)構(gòu)、地基土的工程性質(zhì)及第四系覆蓋層厚度，依據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500112010）建筑場(chǎng)地類別為類。屬對(duì)建筑抗震不利地段。按中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（GB183062001），擬建站

5、址的場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度為0.2g，相應(yīng)的地震基本烈度為度。本工程建（構(gòu)）筑物抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容本工程主要建（構(gòu)）筑物包括：主建筑物（含35kV、10kV屋內(nèi)配電裝置室和工具間）、附屬建筑（含警衛(wèi)室、休息室和衛(wèi)生間）及進(jìn)站大門、110kV構(gòu)支架、獨(dú)立避雷針等。原始設(shè)計(jì)條件（1）50年一遇基本風(fēng)壓值：Wo=0.42kPa；最大凍土深度：80cm。（2）建筑場(chǎng)地類別：類。（3）地震基本烈度：8度（地震動(dòng)峰值加速度為0.2g）主要建筑材料混凝土強(qiáng)度等級(jí)：C15C45，墊層C15混凝土。水泥32.5、42.5普通硅酸鹽水泥。二次灌漿：C40細(xì)石混凝土。鋼筋：HPB300級(jí)鋼和HRB400級(jí)鋼和鋼板；型鋼：Q

6、235B熱軋型鋼。螺栓：4.8級(jí)、6.8級(jí)。砌體：M7.5砂漿和鋼筋混凝土砌塊；M5、M7.5混合砂漿（0.00m以上）及M5、M7.5水泥砂漿（0.00m以下）。其它：輕鋼龍骨，復(fù)合礦棉板，優(yōu)質(zhì)塑鋼窗及成品防盜門、成品木門、防火門，無(wú)色玻璃。彈性乳膠漆和油漆，外墻保溫防水材料等。設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的規(guī)程、規(guī)范及規(guī)定35kV110kV變電站設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50059-2011變電站建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 DL/T 5457-2012建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50011-2010電力設(shè)施抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50260-96建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn) GB50223-2008抗震設(shè)防分類根據(jù)GB50223-2008建

7、筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)確定變電站內(nèi)建（構(gòu)）筑物抗震設(shè)防類別及其抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。站內(nèi)主要建（構(gòu)）筑物抗震設(shè)防類別為丙類，丙類建（構(gòu)）筑物按本地區(qū)設(shè)防烈度進(jìn)行抗震計(jì)算和采取抗震構(gòu)造措施?？拐鹪O(shè)計(jì)中的建筑設(shè)計(jì)本工程建筑設(shè)計(jì)考慮了以下幾個(gè)方面：（1）建筑體型設(shè)計(jì)。體型設(shè)計(jì)包括平面形狀和立體的空間形狀設(shè)計(jì)。震害表明，許多平面形狀復(fù)雜如平面上的外凸和凹進(jìn)、側(cè)翼的過(guò)多伸懸、不對(duì)稱的側(cè)翼布置在地震中都遭到了不同程度的破壞，而沿高度立體空間形狀上的復(fù)雜和不規(guī)則，如相鄰單元的高差過(guò)大、出屋面建筑部分的高度過(guò)高、建筑裝飾懸伸過(guò)大過(guò)高；這些沿高度形狀上的變化，在地震時(shí)都會(huì)造成震害，特別是在建筑結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生突變的部位，更

8、易產(chǎn)生破壞。本工程體型設(shè)計(jì)中盡可能地使平面和空間的形狀簡(jiǎn)潔、規(guī)則，有效的把建筑藝術(shù)、建筑使用功能同結(jié)構(gòu)抗震安全很好的結(jié)合起來(lái)。（2）建筑平面布置設(shè)計(jì)。建筑物的平面布置在建筑設(shè)計(jì)中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求、內(nèi)墻的布置、空間活動(dòng)面積的大小，通道的位置、房間的數(shù)量和布置等等，都已在建筑的平面布置圖上明確了下來(lái)。（3）建筑豎向布置。豎向布置主要是反映在建筑物沿高度（沿樓層）建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布設(shè)計(jì)上。由于變電站的性質(zhì)要求，主要建筑通常為大空間設(shè)計(jì)。大空間帶來(lái)的另一個(gè)問(wèn)題是，抗震橫墻較少、層高較高，使建筑物整體抗震性能較差。在這種情況下通常通過(guò)結(jié)構(gòu)構(gòu)造上的措施來(lái)彌補(bǔ)不足，加強(qiáng)

9、樓板的剛度和強(qiáng)度，加強(qiáng)抗震墻的剛度和強(qiáng)度布置，加設(shè)圈梁、構(gòu)造柱、磚柱，增強(qiáng)墻體的整體性能等方法。盡可能的使豎向的剛度分布比較接近，盡可能的使抗震墻布置比較均勻，并使其能沿豎向貫通到建筑底部，不宜中斷或不到底。盡量避免產(chǎn)生地震時(shí)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。（4）構(gòu)件（非結(jié)構(gòu)構(gòu)件）設(shè)計(jì)及建筑連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)問(wèn)題。例如立面上采用外貼瓷磚等。所有這些立面和室內(nèi)的裝飾，都有一個(gè)其本身材料和構(gòu)造是否能抗御住地震的震動(dòng)而不壞的問(wèn)題，同時(shí)還有與建筑物主體結(jié)構(gòu)相牢固連接的問(wèn)題。在建筑設(shè)計(jì)中，還有相當(dāng)多的屬于建筑布置的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，如內(nèi)隔墻等，考慮了它們與主體結(jié)構(gòu)（柱、墻）的牢固錨拉，保障其抗震穩(wěn)定性，不發(fā)生倒塌傷人或砸壞重要設(shè)備，或

10、采用與主體結(jié)構(gòu)脫開的保障自身穩(wěn)定的抗震措施。圍護(hù)墻和隔墻考慮了對(duì)結(jié)構(gòu)抗震的不利或有利影響，避免了不合理的設(shè)置而導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)的破壞。（5）建筑上應(yīng)滿足的設(shè)計(jì)限值。根據(jù)現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)房屋建筑在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的一些抗震要求的限值控制提出了規(guī)定。這些規(guī)定在建筑設(shè)計(jì)中都得到了遵守。如房屋建筑的高度、房屋抗震橫墻間距和局部墻體尺寸的限值等在進(jìn)行平立面布置設(shè)計(jì)時(shí)都考慮了這些來(lái)自實(shí)際震害經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)控制規(guī)定，使建筑設(shè)計(jì)為建筑抗震提供良好的基礎(chǔ)。抗震設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮了以下幾個(gè)方面：（1）在結(jié)構(gòu)布置中，除了在平面上均勻?qū)ΨQ外，最好壓在墻體上的軸壓應(yīng)力比較均勻，因?yàn)檩S壓力的大小直接影響墻體

11、抗剪能力，各軸線上的墻段，應(yīng)盡可能地使分段均勻，即墻段宜等寬，并使之具有比較相近的承擔(dān)地震剪力的能力。宏觀震害和試驗(yàn)表明，窗間墻、門間墻或門窗間墻的地震剪力，依其側(cè)移剛度比來(lái)分配，若在同一軸線上，各墻段間的抗側(cè)力能力相差懸殊，必將導(dǎo)致各個(gè)擊破，加速墻體的破壞，為此應(yīng)盡可能在布置上注意。（2）構(gòu)造柱設(shè)置。構(gòu)造柱是防止房屋倒塌的一種有效措施，特別是它與圈梁連接共同工作可增加房屋的延性，提高房屋的抗側(cè)力能力防止或延緩房屋在地震作用下發(fā)生突然倒塌，或減輕房屋的損壞程度。盡管1變電站只有一層，按規(guī)范在砌體結(jié)構(gòu)外墻四角，錯(cuò)層部位橫墻與外縱墻交接處，墻體長(zhǎng)度超限時(shí)在墻體中部，較大洞口兩側(cè)，大房間內(nèi)外墻交接處

12、設(shè)置構(gòu)造柱。但在變電站設(shè)計(jì)中，內(nèi)墻（軸線）與外墻交接處（無(wú)框架柱），內(nèi)墻局部較小墻垛處，內(nèi)縱墻與橫墻、山墻交接處，也設(shè)上構(gòu)造柱，這樣在造價(jià)上提高并不是很多的下，卻大幅提升了整幢建筑物的抗震性能，在地震發(fā)生時(shí)，能更有效地保障里面的貴重設(shè)備免受損壞。（4）圈梁。鋼筋混凝土圈梁是增加墻體的連接，提高屋蓋剛度，抵抗地基不均勻沉降，限制墻體裂縫開展，保證房屋整體性，提高房屋抗震能力的有效構(gòu)造措施，而且是減小構(gòu)造柱計(jì)算長(zhǎng)度，充分發(fā)揮抗震作用不可缺少的連接構(gòu)件。在設(shè)防烈度為區(qū)，通常圈梁設(shè)置部位在屋蓋處和基礎(chǔ)頂部。（5）控制結(jié)構(gòu)裂縫。由于不少的結(jié)構(gòu)破壞都是從裂縫開始的，對(duì)于結(jié)構(gòu)的裂縫，我們不應(yīng)該掉以輕心。為解

13、決樓板的裂縫控制問(wèn)題，在設(shè)計(jì)方面，有以下的一些措施：1）優(yōu)化平面設(shè)計(jì)，避免一些沒(méi)有必要的凹口。如確實(shí)不可避免時(shí)，應(yīng)在凹口處作適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)加強(qiáng)措施。2）適當(dāng)增加樓板厚度，建議主建筑物的主控制室等較大面積的房間屋面板的厚度取120mm，并采用雙層雙面配筋。3）適當(dāng)提高配筋率，應(yīng)取0.200.25。4）加密鋼筋間距（包括受力鋼筋和分布鋼筋）不應(yīng)大于150mm。5）受力鋼筋宜改用級(jí)鋼，以增加鋼筋與混凝土的握裹力。6）在一些特殊部位適當(dāng)增加附加鋼筋。7）優(yōu)化結(jié)構(gòu)布置，減少單塊樓板跨度尺寸。8）在混凝土中摻入U(xiǎn)EA、聚丙烯纖維等新型材料的添加劑。9）房屋長(zhǎng)度40m時(shí)，在樓面中部設(shè)置微膨脹混凝土的“加強(qiáng)帶”，

14、以減少混凝土收縮應(yīng)力及溫度應(yīng)力的影響。10）跨度太大的樓板結(jié)構(gòu)，考慮采用預(yù)應(yīng)力混凝土，這是防止樓板開裂最有效的方法之一。11）適當(dāng)提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，將裂縫允許寬度由規(guī)范規(guī)定的0.3mm提高到0.2mm。因?yàn)椴扇∵@些措施會(huì)令到投資增加，所以應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況予以選用，以求得解決這一問(wèn)題的最佳方案。本工程建（構(gòu)）筑物抗震設(shè)計(jì)原則根據(jù) GB50011-2010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范、DL/T5457-2012變電所建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程規(guī)定，站內(nèi)建（構(gòu)）筑物抗震構(gòu)造措施設(shè)防烈度調(diào)整見表：序號(hào)建筑（構(gòu)）物名稱抗震設(shè)防烈度抗震構(gòu)造措施設(shè)防烈度1主建筑物（含10kV配電室）882附屬建筑883屋外配電裝置（構(gòu)）支架88（1）主建筑物（含10kV屋內(nèi)配電裝置室及工具間）等建筑采用抗震性能好的輕型鋼框架結(jié)構(gòu)。此種結(jié)構(gòu)型式空間分隔靈活，自重輕，一直被認(rèn)為是抗震性能較好的一種。（2）站內(nèi)110kV及主變構(gòu)架柱均采用A字型鋼管結(jié)構(gòu)型式；35kV構(gòu)架因采用環(huán)形布置，其構(gòu)