火力发电厂土建结构设计

白宝华

(云南省电力设计院，云南 昆明 650011)

1 前言

土建结构设计是火力发电厂设计重要的一部分，其他任何专业的设计都离不开土建结构专业，都要以土建结构专业为基础，甚至土建结构在整个设计中还起到至关重要的作用。这就要求土建结构设计人员要有一定的工作经验、甚至是现场工作经验，要有很强的责任心，以及对其他专业、相关设备都有一定的认识和了解，尽可能的避免设计图纸中常见的问题。本文这种简述火力发电厂土建结构设计中专业配合问题，以及几点关于结构设计的体会。

2 混凝土梁设计

1)梁的配筋率过大，不易施工。某工程为了控制梁的截面高度，把纵筋配得接近2.5%的极限配筋率，但是在施工时，很难实现设计要求，在梁高受限的情况下，可以考虑加宽梁截面，以减少配筋率，非特殊情况下，一般情况配筋率不要超过1.5%，这样有助于梁端塑性铰的形成，有利于抗震设计。

根据规程规定，抗震设计框架梁端面混凝土受压区高度与有效高度的比值，在二、三级时取极限值0.35，可以反算出纵筋的最大配筋率

ρ=As/bh0其中Asfy=0.35α1fcbh0代入得

若混凝土为C30则有 α1=1 钢筋采用HRB335 则fy=300N/mm2

则有:ρ=0.35a1fc/fy=1.67%

这样就计算出了梁纵筋最大配筋率，建议配筋率大于1.6%的梁箍筋采用封闭箍筋，取代135°弯钩的普通箍筋，防止弯钩占位，挤走上部钢筋的位置。同时规程规定:梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值，除按设计计算确定外，一级不应小于0.5，二、三级不应小于0.3的强制性规定。

2)挑梁配筋的简化手算法:一般来说重挑梁搞垮比为1/6～1/5，轻挑梁为1/8～1/7，根据经验等效均布线荷载40kN为界，超过此值，认为是重荷载挑梁，反之为轻。

挑梁根部弯矩为控制弯矩

挑梁构造要求较特殊，对于箍筋，除抗剪计算确定外，其间距都取100mm，因为挑梁全跨的任何截面剪力都相等，设计应无加密区与非加密区之分。

某挑梁线荷载为q=41kN/m，外挑4m，属于重挑梁，h取上限L/5=800mm，梁取400×800，混凝土强度等级为C30，fc=14.3，fτ=1.43，设计改梁，得:M=qL2/2=41*42/2=328kN/m

上部实际配筋选4个HRB400φ32

下部实际配筋选2个HRB400φ32

素混凝土抗剪为

所以箍筋按照构造要求即可，可选φ8@100。

3 混凝土板设计

1)支座两侧板负筋长度不相等问题:相邻板跨度相差较大时，经常把中间支座两侧板上的承受负弯矩的钢筋设计成不等长，即跨度大的负筋长，跨度小的负筋短。其实这样设计不合理。原因是因为中间支座处得弯矩包络图实际不是突变的而是渐变的，若按小跨板短跨长度的1/4设计时有时不能完全包含住小跨板的弯矩包络图，按照大跨板短跨的1/4长度设计能完全包含住小跨板的弯矩包络图。

2)关于板中的温度、收缩应力尚不易准确计算，规范给出了配置温度收缩钢筋的原则和最低数量的规定，必须执行。

3)双向板板厚一般取板短跨尺寸的1/45～1/40，双向板在不设次梁分割前最大板的经验尺寸一般认为是8m*8m，但是8m有些保守，举实例说明，一个四边简支的9m*11m的板，板厚按照1/41取，仅仅取了220mm厚，板荷载按照q=15.5kN/m2取值，混凝土强度等级为C30，主筋采用HRB400，经计算(按照塑性板设计)，主要受力方向的下部受力钢筋As1=736mm2(实配HRB400φ12@100)，主要受力方向的下部受力钢筋As2=736mm2(实配 HRB400φ12@150)。实例说明按照四边简支的支座情况设计的大板，均未发生任何强度和挠度的问题。

4 混凝土柱设计

1)柱轴压力的计算，同板设计荷载和柱网尺寸有关，当为矩形轴网时，柱的受荷范围，一般近似取该柱在X、Y方向相邻跨跨度中心线所围合成的矩形，作为受荷面积。

初步估计是可按照地上每层13～15kN/m2，地下每层荷载标准值22kN/m2计算，总层数叠加厚，乘以受荷面积和设计值转换系数1.26，即可近似确定柱轴压力。

5 结束语

在火力发电厂土建设计工作中，一些常规的做法不一定是正确的，提高设计质量，才能设计出安全适用、经济合理的火力发电厂。

［1］DL5000－2000.火力发电厂设计技术规程［S］.

［2］GB50010－2010.混凝土结构设计规范［S］.

［3］GB50011－2010.建筑抗震设计规范［S］.

［4］JGJ3－2010.高层建筑混凝土结构技术规程［S］.