生物质电厂主厂房土建结构设计探讨

刘卫民

中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司 湖南 长沙 410007

1 生物质电厂土建结构设计的概述

电厂建设实施建设的工作中，土建结构设计是需要重点研究的课题之一，电厂的土建工程建设是电厂工程建设过程中非常重要的内容，在土建结构设计过程中，需要重视基础、墙体、梁柱等结构的设计，增强其承重系数和抗拉系数，从而为了电厂的安全运行打下夯实的基础。

在现阶段的电厂土建结构的设计和管理过程中，可以把土建结构设计分为三个阶段进行分析：第一，结构选型阶段，这一个阶段的主要工作内容就是根据电厂建设施工的实际情况和要求进行施工图纸的设计，并对设计过程中的建筑结构形式和建筑物基础形式实施有效的控制。在实施土建工程设计的时候，首先要确定好结构形态，然后参考其具体的要求对工程施工工艺、方法和设备进行确认和选择，而且还要有效地对与其相应的承重体系和受力体系实施科学合理的布置。第二，设计阶段。设计阶段的核心工作就是结构计算，主要的设计方式就是利用一个卷册和有关资料作为管理措施。第三，施工图纸的设计阶段，该阶段的核心工作就是结合工程项目结构的现实情况来选出合适的工程结构配件，同时设计出更加科学的，适用性更强的施工图，从而确保工程可以顺利开展施工工作[1]。

2 生物质电厂土建结构的设计要点

2.1 主厂房地基基础设计

首先对施工现场的地质情况进行勘测，获得详细的地质资料。当发现不良情况时，及时对地基进行处理。在选择主厂房基础类型的过程中，优先采用独立基础，也可以选择依次采用桩基、条形、筏板基础。针对主厂房地基进行设计时一定要充分考虑工程地质条件及主厂房各单元的沉降特点，选用不同地基处理形式或不同的桩基持力层对相邻结构单元进行处理。对设计等级为乙、丙级的建筑物，都必须按照地基变形进行设计。在进行基础平面布置的时候一定要充分考虑相邻基础关系，不仅要考虑厂房自身基础的相互关系，也要对汽机基础、电动给水泵基础、平台基础及其他设备基础的平面位置和埋置深度给予充分的重视，避免发生碰撞，可以优先采用将主厂房基础与设备基础脱开的方案。

2.2 主厂房屋面结构的设计

汽机房屋面结构的屋盖体系一般包括有檩和无檩两种。在目前的生物质电厂工程中最为常见的是压型钢板有檀体系屋面，这种屋面结构具备自重轻和施工简捷的优点。屋面梁通常都是选择钢屋架、实腹钢梁结构。屋架形式通常选择梯形屋架、平行弦屋架或下承式屋架等。如果屋盖的跨度在12～21m之间，上述2种屋面梁都能选择使用，但也要结合实际情况进行选择。如果屋盖的跨度超过了18m，优先采用钢屋架结构。钢屋架形式具备技术成熟和质量保证的优势，但是也具有抗震性差、消耗钢材量大、钢桁架平面外刚度差、需占用大量施工的场地及施工周期长的缺点。实腹钢梁的优势就是美观、设计制作简单，但是消耗钢材的量也较大，尤其是在跨度较大时更加突出。

2.3 主厂房的抗震设计

在电厂主厂房的抗震设计中，设计者主要是利用时程分析方法对时间历程曲线中平均值的计算，并与反应谱法相互融合计算得到较大的值，从得到达到主厂房对安全性的设计要求的结果，这样的补充计算方法在电厂建设中应用的很广泛。然而，主厂房的结构一般都是很复杂。例如，钢结构或钢筋混凝土结构中的交错层和相关层高度存在问题，这些问题的出现是不可避免的，因此我们能够通过对部分发生大地震比较多的地区进行数据分析，来达到对主厂房薄弱层的有效验算的目的[2]。

3 提高生物质电厂土建结构设计的措施

3.1 优化材料的选择

在电厂土建结构设计过程中，基础层垫设计中要设定一个混凝土强度标准，使得监理人员和设计人员都能有一个标准作为参考。在现实工程中，使用C10等级强度的混凝土就能满足基础层垫的施工要求，若选用C15等级强度的混凝土就会导致不必要的资源浪费。因为对规定的理解出现误解造成了对混凝土强度等级的分歧。强度的标准值是钢筋混凝土的标准值，不是基础层垫的标准值。基础层垫施工中不会选用钢筋混凝土作为施工的混凝土，主要就是为了使得基土更加的稳固，确保其结构不会被施工设备进行作业时发出的振动造成破坏。

3.2 优化砌体结构设计

地下防尘和防潮设计是砌体优化设计的重要内容，有利于确保砌体结构的长期使用。比如在潮湿的环境下对砂浆的要求是M7.5以上，那么就要使用MU15的砖进行堆砌。然而有些设计人员仍然会使用M5的砂浆和MU10的砖体进行标准设定，这样就很难保证砌体的长时间使用，因此优化砌体结构设计具有重要的现实意义。

3.3 优化结构构造

在土建结构设计中留置伸缩缝可以有效减少墙体裂缝。在外部环境温度变化的影响下，混凝土会出现膨胀和紧缩，导致墙体开裂，因此，设计人员一定要严格按照土建设计的相关规定，并依据建筑所在的位置和周边环境设计出合适的伸缩缝宽度，从而减少墙体开裂，减弱裂缝对整体结构的不利影响。

3.4 保护层厚度

混凝土的耐久度对保护层的厚度有直接的影响，当基础设计不可避免地要接触到水的时候，一定要把混凝土的强度合理的加强，从而确保混凝土使用的期限更加长久。并且，基础的保护层厚度一定要比原有设计中的厚度大一点，这样做能够有效提高混凝土的耐久度，大大延长了混凝土的使用时间。

4 结束语

综上所述，土建结构设计在生物质电厂建设过程中起着至关重要的作用，因此，为了实现电厂为社会提供更加安全稳定的供电服务，就必须结合电厂建设的实际情况和标准要求进行有效的土建结构设计，从而保障我国的电力事业更好更快的发展。