裝配式變電站混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的對(duì)比分析

裝配式變電站混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的對(duì)

比分析摘要：自國(guó)家大力推廣工業(yè)化建筑以來(lái)，裝配式建造的技術(shù)越來(lái)越多的應(yīng)用在變電站的建造中。國(guó)家電網(wǎng)自2007年以來(lái)就開(kāi)始大力提倡建設(shè)“兩型一化”變電站，逐步摒棄傳統(tǒng)建設(shè)方式的弊端。鋼結(jié)構(gòu)由于自身重量輕、制造簡(jiǎn)單、施安裝周期短的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在各種廠房建筑中，而裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)則憑借其整體性好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定而大量應(yīng)用在住宅建筑中。對(duì)于變電站的裝配式建造，這2種結(jié)構(gòu)選型目前都有應(yīng)用，但是卻沒(méi)有一個(gè)明確的選擇標(biāo)準(zhǔn)，本文在裝配式變電站的設(shè)計(jì)中比較了混凝土和鋼結(jié)構(gòu)，并討論了使用兩種不同結(jié)構(gòu)形式裝配式變電站的優(yōu)缺點(diǎn)。關(guān)鍵字：裝配式變電站；混凝土結(jié)構(gòu)；鋼結(jié)構(gòu)；對(duì)比裝配式建筑是當(dāng)前建筑施工行業(yè)發(fā)展的重要體現(xiàn)，是建筑行業(yè)科學(xué)化的發(fā)展的重要方向。裝配式建筑的發(fā)展與普及是傳統(tǒng)建筑工程項(xiàng)目發(fā)生了巨大改變，變電站建設(shè)就是其中之一，隨著我國(guó)電網(wǎng)工程事業(yè)發(fā)展，變電站建設(shè)項(xiàng)目不斷增加，為居民工作生活中電力資源供應(yīng)了重要保證。在裝配式變電站設(shè)計(jì)中，主要分為混凝土結(jié)構(gòu)裝配式變電站以及鋼結(jié)構(gòu)裝配式變電站兩種，是當(dāng)前裝配式變電站建設(shè)的主要方式。本文在裝配式變電站的設(shè)計(jì)中比較了混凝土和鋼結(jié)構(gòu)，并討論了使用兩種不同結(jié)構(gòu)形式裝配式變電站的優(yōu)缺點(diǎn)。1裝配式建筑特點(diǎn)及適用范圍1.1裝配式混凝土建筑。1.精度高、質(zhì)量好、耐久性強(qiáng)。預(yù)制混凝土構(gòu)件在工廠模具中生產(chǎn)，模具可以嚴(yán)絲合縫，混凝土不會(huì)漏漿;墻、柱等立式構(gòu)件大澆筑、振搗方便、效果更好，養(yǎng)護(hù)質(zhì)量、構(gòu)件的強(qiáng)度、耐久性和精度大大提高。2.有效節(jié)約材料。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑節(jié)約模具材料達(dá)80%以上，減少模具材料消耗，預(yù)制構(gòu)件表面光潔平整，可以取消找平層和抹灰層;減少腳手架材料消耗達(dá)70%以上;裝配式建筑精細(xì)化和集成化會(huì)降低各個(gè)環(huán)節(jié)材料與能源消耗。3.不受冬季施工影響。裝配式建筑把很多現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)轉(zhuǎn)移到工廠進(jìn)行，高處或高空作業(yè)轉(zhuǎn)移到平地進(jìn)行;風(fēng)吹日曬雨淋的室外作業(yè)轉(zhuǎn)移到車間里進(jìn)行；工作環(huán)境大大改善，冬雨季施工的成本比現(xiàn)澆建筑降低很多。裝配式混凝土建筑適宜發(fā)展居住類建筑。1.2裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑。1.符合建筑節(jié)能可持續(xù)發(fā)展的要求。裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑是用鋼構(gòu)件作為主要材料，再使用保溫隔熱，高強(qiáng)度等材料作圍護(hù)結(jié)構(gòu)完成的建筑。鋼結(jié)構(gòu)建筑減少了對(duì)粘土磚、砌塊、水泥、砂、石、灰的用量，減輕對(duì)資源的破壞，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。同時(shí)，鋼材還可以再次回收利用，在新建和拆除建筑物時(shí)對(duì)環(huán)境污染相對(duì)較小，屬于綠色節(jié)能環(huán)保建筑。2.強(qiáng)度高、重量輕。鋼結(jié)構(gòu)自重輕，約是混凝土結(jié)構(gòu)的一半。由于減小了房屋自重，從而提高了承載力。同時(shí)還降低了建筑的造價(jià)。3.工業(yè)化程度高，符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求。鋼結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件大多在工廠制作，后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)加工完成的建筑。鋼結(jié)構(gòu)建筑安裝方便，適宜大批量生產(chǎn)。鋼結(jié)構(gòu)改進(jìn)了生產(chǎn)方式，促進(jìn)了建筑產(chǎn)業(yè)從粗放型到集約型的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展。4.抗震性能好。由于鋼材彈性好，塑性強(qiáng)，因此提高了建筑的安全性可靠性。鋼結(jié)構(gòu)具有鋼材的特征，強(qiáng)度高、彈性好、塑性區(qū)，極大改善結(jié)構(gòu)的受力性能，尤其是提高了抗震性能。裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑適宜公共建筑、高檔住宅、工業(yè)建筑。2裝配式變電站設(shè)計(jì)中混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的對(duì)比分析2.1裝配式變電站設(shè)計(jì)中混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)成本對(duì)比傳統(tǒng)變電站設(shè)計(jì)都是采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主體，然后通過(guò)混凝土澆筑的形式進(jìn)行變電站整體結(jié)構(gòu)建設(shè)，而裝配式變電站則是通過(guò)結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件的形式，采用混凝土預(yù)制構(gòu)件或者鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拼裝和安裝施工，實(shí)現(xiàn)變電站的建設(shè)。成本控制作為設(shè)計(jì)工作的重要組成，在裝配式變電站設(shè)計(jì)開(kāi)始前，筆者經(jīng)過(guò)對(duì)大量變電站建設(shè)成本資料的分析，得出：傳統(tǒng)澆筑式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)變電站的建設(shè)成本約為1450元/m2，裝配式變電站建設(shè)中的混凝土結(jié)構(gòu)建設(shè)成本造價(jià)約為1950元/m2,鋼結(jié)構(gòu)裝配式變電站的建設(shè)成本則約為1850元/m2。鋼結(jié)構(gòu)裝配式變電站的建設(shè)成本更低是由于我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)裝配式構(gòu)件預(yù)制技術(shù)較為成熟，技術(shù)發(fā)展時(shí)間較長(zhǎng)，而混凝土裝配構(gòu)件預(yù)制則還處于剛剛起步的狀態(tài)，裝配構(gòu)件預(yù)制廠家的混凝土構(gòu)件預(yù)制技術(shù)成熟度不足，再加之重量以及運(yùn)輸成本的影響，導(dǎo)致預(yù)制成本的增加。因此在進(jìn)行裝配式變電站設(shè)計(jì)中進(jìn)行成本控制時(shí)，要根據(jù)建設(shè)現(xiàn)象的實(shí)際情況，因地制宜，進(jìn)行最優(yōu)化成本設(shè)計(jì)的考慮，降低變電站的建設(shè)成本，提升裝配式變電站設(shè)計(jì)的科學(xué)性和適宜性。2.2裝配式變電站設(shè)計(jì)中混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件預(yù)制和運(yùn)輸技術(shù)對(duì)比現(xiàn)階段裝配式建筑構(gòu)件預(yù)制的形式主要有兩種：（1）工廠預(yù)制構(gòu)件，也就是由固定位置的裝配構(gòu)件預(yù)制工廠進(jìn)行統(tǒng)一的構(gòu)件預(yù)制，然后通過(guò)運(yùn)輸將構(gòu)件運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)；（2）游牧式構(gòu)件預(yù)制，是指在施工地點(diǎn)附近進(jìn)行裝配式構(gòu)件的預(yù)制，降低了運(yùn)輸成本，但其預(yù)制生產(chǎn)效率以及預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量相較于工廠預(yù)制的形式則處于落后的局面。在裝配式變電站設(shè)計(jì)建設(shè)中，混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件預(yù)制中，混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件本質(zhì)上屬于二次加工材料，在構(gòu)件預(yù)制過(guò)程中，涉及到了模板制作安裝、鋼筋結(jié)構(gòu)制作安裝、混凝土構(gòu)件制備等等，還有養(yǎng)護(hù)、脫模，預(yù)制等流程，預(yù)制周期較長(zhǎng)。而鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件則是一次加工材料，構(gòu)件預(yù)制過(guò)程較為簡(jiǎn)單，但鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件預(yù)制過(guò)程中涉及到了大量的焊接工程，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的焊接質(zhì)量直接關(guān)系到了裝配式變電站建設(shè)的整體質(zhì)量。因此，在進(jìn)行裝配式變電站設(shè)計(jì)過(guò)程中，要綜合對(duì)鋼結(jié)構(gòu)裝配件及混凝土結(jié)構(gòu)裝配件的綜合考察和評(píng)估，從最優(yōu)化設(shè)計(jì)角度出發(fā)，對(duì)裝配式變電站建設(shè)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇。2.3裝配式變電站設(shè)計(jì)中應(yīng)進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)的安裝施工技術(shù)對(duì)比在裝配式變電站建設(shè)中，主要的安裝施工就是對(duì)裝配式構(gòu)件的吊裝以及構(gòu)建拼裝節(jié)點(diǎn)的連接?；炷两Y(jié)構(gòu)裝配式變電站建設(shè)中，由于混凝土裝配構(gòu)件的重量和體積原因，需要運(yùn)用大型吊裝設(shè)備，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工空間的要求較為嚴(yán)格，同時(shí)其施工風(fēng)險(xiǎn)性和施工難度也更高，因此也導(dǎo)致了混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝施工周期更長(zhǎng)。而鋼結(jié)構(gòu)裝配構(gòu)件則由于質(zhì)量較輕以及構(gòu)件截面較小的原因，吊裝施工的難度更低，使用小型機(jī)械吊裝施工設(shè)備僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)裝配式變電站的吊裝對(duì)接。而在裝配構(gòu)件的拼裝節(jié)點(diǎn)連接中，混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的拼裝精度要求更高，對(duì)施工技術(shù)人員的專業(yè)技術(shù)要求以及機(jī)械設(shè)備的使用要求也較高，容易受到外界環(huán)境因素的影響，而導(dǎo)致構(gòu)件節(jié)點(diǎn)拼裝質(zhì)量受到?jīng)_擊。因此，在進(jìn)行裝配式變電站設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況和工程技術(shù)的成熟性進(jìn)行充分考察，以保證設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和合理性，選擇最優(yōu)化的裝配結(jié)構(gòu)形式。2.4裝配式變電站設(shè)計(jì)中混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)維工作對(duì)比維護(hù)工作對(duì)裝配式變電站建設(shè)具有重要意義，直接關(guān)系到了變電站的功能發(fā)揮以及供電穩(wěn)定性和安全性，因此是裝配式變電站設(shè)計(jì)中重要的設(shè)計(jì)影響因素之一?；炷两Y(jié)構(gòu)裝配式變電站的耐火耐腐蝕能力都較為優(yōu)越，對(duì)切對(duì)外界環(huán)境因素影響的抵抗能力也較強(qiáng)，后期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)時(shí)，維護(hù)保養(yǎng)更加簡(jiǎn)單便捷。因此設(shè)計(jì)要根據(jù)施工地點(diǎn)的維護(hù)方便性和養(yǎng)護(hù)環(huán)境條件，進(jìn)行相應(yīng)科學(xué)化裝配結(jié)構(gòu)的選擇。3結(jié)束語(yǔ)總而言之，本文主要從經(jīng)濟(jì)成本、構(gòu)件預(yù)制和運(yùn)輸技術(shù)、安裝施工技術(shù)和運(yùn)維工作上分析了預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)的差異，比較了2種結(jié)構(gòu)方案在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上的優(yōu)劣。綜合上述，對(duì)于的建筑來(lái)說(shuō)，鋼結(jié)構(gòu)除了在維護(hù)階段較為麻煩之外，在其他方面都比預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)略勝一籌。因此，在的綜合樓建設(shè)中選擇鋼結(jié)構(gòu)更為合適。參考文