作者簡介：李衛(wèi)軍（1978-），男，本科，總監(jiān)理工程師，監(jiān)理工程師，工作單位：西安國鼎鐵路工程技術咨詢有限公司，現(xiàn)從事專業(yè)：工程監(jiān)理。

摘要：變電站傳力系統(tǒng)比較復雜，內置許多大型的電力運行設備、建筑面積大，一旦發(fā)生地災害，極可能發(fā)生極大的社會損失和災害，因此在對變電站的土建結構設計中，抗震設計十分重要。

關鍵詞：變電站;土建結構;抗震;優(yōu)化引言：

經濟高速發(fā)展，電力穩(wěn)定運行對于人們的生活有著重要的意義，而電網穩(wěn)定運行的先決條件在于變電站的穩(wěn)定。變電站土建結構的穩(wěn)定性能主要取決于其抗震設計方法。在我國許多變電站的土建結構設計過程中，變電站傳力系統(tǒng)比較復雜，內置許多大型的電力運行設備、建筑面積大，一旦發(fā)生地災害，極可能發(fā)生極大的社會損失和災害，因此在對變電站的土建結構設計中，抗震設計十分重要。

1.變電站土建結構震害問題簡述

變電站內包含了許多建筑物，比如配電室、通信樓、綜合樓等，這些建筑物多采用框架結構，由于冗余度較小，同時放置在建筑內部的電氣設備體積大，荷載大，造成了建筑物抗側移剛度小，在地震發(fā)生時，地震效應的不斷擴大會使得整個樓板加劇運動，使得整個建筑結構的抗震程度較低。另一方面，變電站中的電氣設備往往安裝在一定高度的支架上，支架越高，由支架與電氣設備構成的整體的自振頻率會越小，變電站建筑內部多采用鋼結構構架，其抗震性能良好，但是當遭遇到重大地震災害（如汶川地震）時，還是會出現(xiàn)損毀現(xiàn)象。變電所土建結構產生了震害問題，那么勢必會影響到變電站內部的電氣設備、變壓器等設備的損毀，從而對于該區(qū)域內的電網運行造成毀滅性的破壞。

2.變電站土建結構抗震設計

生產性建筑物是變電站最為重要的建筑物，也是變電站土建結構抗震設計的重點之一。常規(guī)變電站生產性建筑物內一般包括有變壓器室、主控室、電纜間、配電裝置室等，具有建筑物層高大、橫墻少、跨度大的特點，房屋體型較為復雜，針對變電站的生產性建筑物的土建結構的抗震設計可以總結為以下幾個特點：

2.1 選用對抗震有利的結構方案

我國地域遼闊，每個地區(qū)的地震災害發(fā)生的頻率、等級等都有所不同，因此，變電站的抗震指標需要根據(jù)當?shù)氐牡卣鸢l(fā)生頻率來設定，要選用對抗震有利的結構方案。例如在地震強度指標為7度的地區(qū)，常規(guī)變電站的建筑物高度不應該超過21米，而且層高應該控制在3米以內，由于變電站建筑物內部的橫墻比較少，且一般采用框架性結構，因此在結構設計中，盡量保證建筑物的層高一致，保證建筑物各部分結構的剛度一致。

2.2 合理的平面布置

不僅如此，變電站土建結構抗震設計還需要選擇合理的平面布置。當發(fā)生地震災害時，往往由于變電站建筑物中的橫墻對于橫向水平的承載力、剛度達不到要求，繼而才發(fā)生整個建筑物倒塌的事故。因此，在土建結構設計過程中，需要提高建筑物橫墻的橫向地震承受能力以及水平剛度的要求?？梢酝ㄟ^合理設計橫墻間距，來改變建筑物的剛度，橫墻間距應該在建筑物水平剛度的前提下進行調整，橫墻間距應該隨著水平剛度的大小變化和調整，避免出現(xiàn)水平剛度小，但橫墻間距大的設計。在7度抗震設防的地區(qū)，抗震橫墻最大間距可取到24 m?？偠灾?，在主建筑物的平面設置中，要力求受力明確、質量與剛度的對稱，使得整體簡潔、規(guī)整。同時，主建筑物的豎向布置應該盡可能的與橫向布置結合起來，盡可能的降低建筑結構的高度和重心，以達到抗震的設計目的。

2.3 其他土建結構的抗震設計

建筑物主體結構的抗震設計以外，還應該針對建筑物的其他結構比如樓梯間、電纜井、風道等平面設置進行抗震設計，進一步提高土建建構的抗震性能。首先在平面布置中，樓梯間避免出現(xiàn)在轉角處或者是建筑物的盡頭，避免內部的空曠結構過多，應采用直板式樓梯，梯板端部應有梯梁如梯段轉折處在樓層中間時，應在下層樓面設梯柱支承梯梁盡可能不要采用折板樓梯的結構形式，以避免在罕遇地震來卻寸梯板折斷阻斷運行維護人員的逃生路線同時。

2.4 室外構筑物的抗震設計

變電站土建結構的抗震設計十分重要，但是室外構筑占到整個變電站組成70%以上，這些室外構筑物的抗震設計也十分重要，雖然目前條件下對于室外構筑物整體分析地震作用存在一定的困難和組織，但是變電站在抗震設計過程中仍需要考慮到他們，通過總結工作經驗和事故分析，吸取教訓，找到相應的預防對策。例如室外構筑物設備支架多、重心較高，應根據(jù)場地情況進行抗震計算，可以將支柱式開關支架設計為雙柱，并且通過加設剪刀斜撐以提高其水平剛度，提高抗震能力。

3.變電站土建結構優(yōu)化抗震設計

變電站土建結構的抗震優(yōu)化設計，需要不斷總結歷次變電站震害事故以及事故發(fā)生的原因，在基本理論、計算方法、特別是構造措施等諸多方面進行變電站抗震設計優(yōu)化，并建立起變電站內建（構）筑物以及室外構筑物的震害狀況的數(shù)據(jù)庫。通過建立數(shù)據(jù)模型，根據(jù)輸入以往事故所采集到的數(shù)據(jù)，來確定抗震設計是否達到目的，不斷提高抗震設計的合理性和準確性。變電站土建結構優(yōu)化抗震設計需要加強變電站的抗震安全性能評估以及新型抗震技術的研究和推廣兩個方面的工作。

3.1變電站的抗震安全性能評估

變電站的抗震安全性能評估對于變電站的土建結構抗震設計有著兩重意義，一方面，安全報告能夠一定程度的評估抗震設計是否合理，另一方面，安全性能評估能夠反映出抗震設計中存在的問題，促進抗震設計的進一步優(yōu)化。變電站抗震安全性能包含危險性分析和抗震可靠性鑒定兩個方面，應該從以下幾個方面深入研究。

3.1.1 評估方法改善

以往對于變電站的抗震能力的主要標準是“大震不倒”，一般采用靜力彈塑性分析方法進行分析，但在實際建模過程中，存在許多不確定的人為假想因素，例如地震波強度的選用、計算機模型的選用等，因而使得評估報告的準確性存在一定的局限性。因此，對于變電站的抗震安全的評估方法有待改善和加強。

3.1.2 軟件開發(fā)

目前采用的有限元程序能夠對抗震性能進行定性的分析，但是無法獲得定量的分析，因此，通過有限元程序評估，只能夠確定變電站的土建結構是否具有一定的抗震能力，但是無法確定抗震能力是多強，對于抗震性能加固的工作起不到預期的作用。因此，對于符合現(xiàn)階段抗震設計規(guī)范的有限元軟件開發(fā)工作也十分有必要，也是抗震設計優(yōu)化的新思路之一。

3.2 隔震減震設計在變電站中的應用研究

隔震、減震設計是目前變電站土建結構抗震優(yōu)化設計中較為有作用的兩個新技術，隔震、減震設計的目的是為了減輕地面產生劇烈震動時，降低土建結構的地震反應，從而保證上部結構的穩(wěn)定性狀態(tài)。但是這兩種技術仍存在一定的技術缺陷，例如減震技術的穩(wěn)定性和有效性難移確定，并且減震技術還需要一定的經濟支持。針對這些缺陷，隔震、減震設計還應該進行深入的研究思考以及實踐，才能進一步的推入市場，起到抗震的優(yōu)化作用。（作者單位：西安國鼎鐵路工程技術咨詢有限公司）

參考文獻：

[1]胡幸南.火力發(fā)電廠土建結構抗震設計[J].黑龍江科技信息，2013，27：174.

[2]章叢俊，李愛群.基于性能的消能減震結構抗震設計思想研究[J].建筑結構，2006，S1：682-685.

[3]郭建剛.地鐵車站結構抗震設計計算方法探討[J].鐵道勘測與設計，2012，06：17-19+26.

[4]沈倩.高烈度地區(qū)高層建筑結構抗震設計中應重視的幾個問題[J].科技致富向導，2014，11：335.