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摘要:从理论层面上来讲,二型一化智能变电站的含义为,在完成电气智能化的同时实现土建专业的工业化、资源节约及环境保护。而以此作为指导思想,为实现预期目标,国网公司在变电站单层厂房中应积极应用异形柱框架结构。而本文从异形柱框架结构建筑特点与历史发展出发,结合异形柱框架结构的优优原则与适用范围,深入探究其在变电站单层厂房中的具体应用方法与意义。
关键词:异形柱;变电站;结构体系
在可持续发展思想的指导下,国网公司致力于打造两型一化智能变电站,从电器专业与土建专业两方面入手,使变电站实现智能化发展的同时,能够实现资源的节约与环境的保护。而为了实现这一目标,在进行变电站单层厂房建设时应重视其结构的优化与设计,科学应用异形柱框架结构,发挥该结构对于建设的积极作用,从而更好的实现变电站的现代化发展。
一、异形柱框架结构建筑特点及历史发展
(一)异形柱框架建筑的特点
在应用于建筑建设时,相较于普通混凝土结构,异形柱框架结构具有以下优势:
(1)能够优化建筑的使用效率与舒适度。异形柱框架在建筑中所占的空间相对较小,其主要框架为隐形框架,框架结构被隐于墙中,不似传统框架结构中会有屋角柱楞突出,梁柱不露于表面难以用肉眼观察到,如此不仅提高了建筑的室内观赏性,同时还避免占用建筑室内的空间,使室内的房型更加简洁、舒适。另外,以减薄框架填充墙的厚度,能够有效的扩大建筑室内的使用面积,提高房屋的使用效率。
(2)能够减低结构自重与建筑成本。异形柱框架中普遍皆为轻质隔墙,结构的自重回随之下降,通过自重的减轻不仅能够使建筑的地震作用下降,发生地震时承受较低的地震力,同时能够降低建筑的基础投资,从而实现更加理想的经济效益。
(3)能够实现能源节约与环境保护。因为轻质填充墙的施工过程不需要进行毁田和粘土砖烧,所以能够避免此类作业所发生的环境污染,也有利于能源节约。同时,可以以粉煤灰炉渣等工业废料作为原材料进行轻质填充墙的制作,如此更好的实现了对工业废料的二次利用,避免了因处理工业废料而造成的土地环境污染。
(二)在民用建筑中应用广泛
目前,异形柱框架结构的主要应用范围为民用建筑,在该领域的应用起始于上个世纪70年代,在80年代得到了高速的发展与迅速的普及。发展至今,该种框架结构已经在大中小城市的民用住宅建筑建设中得到了普遍应用,并形成了完善的结构体系,如北京、上海、南京、天津的城市中应用异形柱框架结构建设的民用住宅的整体规模已十分庞大。这也证明了异形柱框架结构的应用价值,在应用的过程中不难发现该结构能够获取更高的经济、环境与社会效益,也因此近些年来其他领域的建筑建设也开始尝试应用异形柱框架结构,在未来该结构必然具有广阔的发展空间,这也从侧面反映出在该结构在变电站单层厂房中的应用可行性。
二、异形柱结构体系布置原则及适用范围
(一)异形柱结构布置原则
异形柱结构布置应符合下列要求:
(1)平面布置原则:异形柱结构被分为多个独立的结构单元,在单一的结构单元中其平面形状应该遵守简单、规则、对称的布置原则,降低偏心,使结构能够保障均匀排布平面形状与刚度。
结构网轴线与各中心线布置原则:在异形柱框架结构中,纵、横柱网轴线应该遵守对齐拉通的布置原则,同时应保证异形柱截面肢厚中心线与框架梁中心线保持在对其状态。
(3)立面与竖向剖面布置原则:切记过度的外条与内敛,应遵守规则与均匀的布置原则。
(4)竖向结构布置原则:沿竖向分布的侧向刚度应遵守均匀变化的原则,从而保障抗侧力结构的侧向刚度与承载力不会出现突发的沿竖向改变的问题。而同一楼层的竖向结构的构件截面尺寸和材料应保持一致。
(二)异形柱及异形柱结构适用范围
按照《混凝土异形柱结构技术规范》,结合异形柱的力学特点分析,确定了异形柱框架结构的最大高度与最大高宽比,见下表,如此也确定了该结构的适用范围。
三、智能变电站单层建筑采用异形柱结构的应用价值
异型柱结构体系的优势在于这种想法与国网公司所推行的两型一化之间不谋而合,在变电站单层建筑中采用异形柱结构体系对于资源节约和环境保护而言都有着重要意义,具体表现在以下几个方面。
(1)减轻结构自重降低建设成本。由于采用异形柱结构体系建筑梁柱之间截面比较小,所以在墙体填充时可以利用轻质墙体避免使用粘土砖,这样整栋建筑的自重就会减小,整体结构的地震作用随之减小,如果在同等级的地震下,这类建筑的地震力较低,这就是由于自身重量减轻基础投资节约而导致经济效益的提升。
(2)由于采用异形柱结构体系,梁柱截面比较小,这样建筑物的使用效率能够大大提升,土地这种不可再生资源得到了明显的接受,异形框架在墙内隐形,有效避免了屋角柱棱突出而导致室内观战和占用空间受到影响,整体起来房间整洁,不露梁柱,房屋的使用面积得到了明显增加,而且如果建筑面积相同的条件下,异形柱结构体系的占地面积更少。
(3)节约能源消耗。由于异形柱结构体利用轻质填充墙,这样能够极大的避免了环境污染,特别是填充材料能够利用工业废料来进行制作,这样有效减少了工业废料的占地情况,避免了资源的浪费。
总结:
总而言之,异形柱结构不仅能够在民用建筑中得到广泛使用,在智能变电站单层建筑中也非常适用,由于智能变电站单层建筑层高低、跨度小、荷载小,表现出的特点和异形柱结构之间不谋而合,因此在两型一化思想的指导下,异形柱结构体在变电站单层建筑物中的发展应得到大力提倡。
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