赵东旭 田国平

（国核电力规划设计研究院 北京市海淀区 100095）

变电站标准配送式建筑物研究

赵东旭 田国平

（国核电力规划设计研究院 北京市海淀区 100095）

为满足标准配送式结构的设计需求，推动设计理念创新，引领工程技术进步方向，突出工业化设施定位，优化集成。遵循“安全性、适用性、通用性、经济性”协调统一的原则，实现“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”标准配送式智能变电站的新特点。

变电站；标准配送式建筑物；混凝土装配式结构

0 引言

在国网公司要求的“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”的理念下，统一电气安装接口，统一施工安装工艺。即在设备未订货前，设备基础、设备穿墙方式、埋管布线方式形成统一接口标准。开展标准配送式变电站的设计和建设：进一步统一设备参数和接口标准，方便设备的招标、工程设计和运行维护，缩短工程建设周期；进一步提高工程可研、初设、设备采购、施工图设计、施工建设集约化水平，由过去的串联工作方式转变为并联工作方式。进一步增强设备的统一性和通用性，提高工程建设水平，降低工程建设和维护成本。

1 标准配送式建筑物发展现状

变电站的建造长期以来沿用了就地采购砂石、砖块、钢筋、水泥等建筑材料，现场绑扎钢筋、立模、拌制混凝土、浇筑、养护、砌筑填充墙并粉刷等传统模式。现场浇注混凝土，施工周期长、环境污染严重，工程质量不能保证。

近几年来不断有变电站尝试采用装配式建筑，目前装配式建筑的结构形式主要有钢结构、劲性混凝土结构结构、预制混凝土结构。钢结构造价最高，劲性混凝土结构造价次之，主要使用在荷载较大的高层建筑中。装配式混凝土结构造价最低，国内有着成熟的经验，施工安装方便，节省投资，节省模板，节省支撑。

2 项目概况及建筑结构方案选型

2.1 项目概况

本文以常规 220kV变电站生产综合楼建筑为例对标准配送式建筑物进行研究。生产综合楼为两层建筑，L型布置，长70.85m，宽30.9m，一层层高4.8m，二层层高8.5m、局部4.0m。

综合楼一层房间布置为35kV配电装置室、电容器室、接地变及消弧线圈室、综合继电器室、蓄电池室、水泵房、检修间、卫生间、门厅及走廊。

二层房间布置为110kV GIS室、220kV GIS室。

2）本工程装配式方案选择

根据《国家电网公司标准配送式智能变电站建设工作实施方案》精神，对于户内变电站综合楼，可采用劲性混凝土框架结构、预制混凝土装配式（PC）结构。

本工程位于山东淄博，淄博地区预制混凝土构件的提供相对方便、工艺成熟，本工程选用预制混凝土装配式结构。

3 标准配送式建筑装配方案

3.1 标准配送式建筑物的单元组成

生产综合楼是一个集合体，不仅集合了建筑和结构的构件，而且集合了水、电、暖通、通信等设备。若将一个复杂的建筑体采用装配式方案，其楼体的合理拆分尤其重要。结合工艺要求，分析各设备与建筑物之间的联系，生产综合楼拆分为如下单元：基础、框架节点、墙、板、设备基础、水暖管线、电气通信管线、单元拼接节点等单元体。见下图：

3.2 结构构件及其拼接的标准化

基础杯口标准化。生产综合楼采用独立基础，由于基础重量大、受地质条件影响，基础现场浇注，基础中心设杯口，方便与柱连接。

框架梁柱节点在工厂预制，柱柱连接与梁梁连接部位在现场浇注。节点在现场吊装就位后上节点柱筋与下节点柱筋绑扎连接或焊接，左节点梁与右节点梁钢筋弯折对接，该两部位钢筋搭接完成后，支模浇注混凝土，该榀框架形成。

框架次梁搭在主梁上，次梁顶部受负弯矩作用，顶部钢筋需横跨主梁，不得在主梁处截断。次梁的制作需满足顶部钢筋的受力，在预制时，预留顶部钢筋位置，现场浇注梁端混凝土。

楼板采用叠合楼板，叠合楼板由预制板和现浇混凝土层叠合而成的装配整体式楼板，预制板由工厂预制，兼做现场混凝土浇注的模板，叠合层内可敷设水平设备管线。

3.3 框架拼装方案

结构设计为装配式构件指定编码及安装顺序，工厂加工按设计编码标记构件，结构构件的运输、现场堆放及施工组装按设计指定编码及顺序进行，快捷有序，有效保证了工期及质量。

框架梁柱节点单元运至现场，吊装至准确位置，上柱钢筋与下柱钢筋搭接，该位置支撑模板，浇注混凝土。梁定位后根据对侧梁长度将底筋向上弯折至梁顶，钢筋绑扎固定，梁壁、梁底支撑模板，后浇注混凝土完成装配。

该方案实现了“墙柱弱梁”的理念，节点在工厂预制，标准化程度较高，质量可靠，现场模板和支撑均较少，节省模板，节约投资。

4 标准配送式建筑效益分析

4.1 节能环保

综合楼梁、板、柱等 80%的构件预制，现场拼装，节省了现场支模、搅拌混凝土、帮扎钢筋、振捣、养护混凝土、高空作业等问题；预制构件的生产流程化后，模板可以更加充分的重复利用，梁柱模块化，节约模板，节省资源。

4..2全寿命周期内效益对比

装配式生产综合楼与现浇式综合楼进行比较，短期内效益较高，但从整个全寿命周期内相比，效益明显。构件厂制作，预留插筋。梁柱截面少，支模类型少，模具可重复利用；柱模具化浇注，节约工期；车间制作，节能环保；地面重复作业，确保质量。建设工期较常规方案节省约60天。全寿命周期造价2029.42元/m2，较常规结构的2150.81/m2也有所节省。

5 结论及展望

采用标准配送式结构的综合楼建筑，节点、墙、板等 80%的构件预制，现场拼装，节能环保，全寿命周期内效益明显。同时提出全新的变电站建筑装配方式，即预制框架梁柱节点，现场浇注框架的装配方案，以确保“强节点、弱杆件”原则，保障装配式建筑的结构安全。对于全新结构形式的变电站建筑物，还要在方案实施后进行持续观测，以补充实践过程中的第一手资料，进一步指导和完善后续项目的建设。

《装配式混凝土框架结构节点构造方法简介》 (刘正勇，应惠清)

《混凝土结构设计规范》 (GB 500010-2010)

《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2011)

《变电站建筑结构设计技术规定》(NL/T 5457-2012)

《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2010)

G322

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1007-6344（2017）02-0283-01

赵东旭（1983-），男，籍贯：吉林省柳河县，大学本科，工程师，从事变电站建筑结构设计工作

田国平（1980-），女，籍贯：山东省冠县，硕士研究生，工程师，从事输变电工程结构设计工作