电气抗震设计范文

导语：如何才能写好一篇电气抗震设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词:变电站;电气设备;抗震设防;设防标准;分级原则

引言

尽管当前变电站电气设备分级抗震设防成为趋势，还得到了我国政府有关部门在政策和资金方面的支持，但是大部分电力企业的经营管理者并不了解电气设备分级抗震设防的重要性，而国内电气设备抗震考核水平偏低，从而导致变电站电气设备的运行出现问题。所以，本文从变电站电气设备分级抗震研究的现状入手，对变电站电气设备的抗震设计和分级抗震设防原则进行分析和研究。

1变电站电气设备分级抗震设防原则研究的概况

虽然变电站电气设备分级抗震设防原则的研究状况良好，其研究成果和应用表现也得到了工作人员和设计人员的认可和重视，但还是会受到传统观念和管理模式的限制，使得变电站电气设备分级抗震设防的发展陷入迟滞，影响了电力系统的正常和安全运行，长此以往不利于变电站电气设备抗震能力的提高。为了更好地落实变电站电气设备分级抗震设防原则，首先需要对研究概况进行了解，特别是要分析电气设备的抗震现状、抗震级别的标准、研究意义等，才能为变电站电气设备分级抗震设防原则的应用奠定良好的基础。

1．1国内外变电站电气设备抗震研究的现状

目前国内外变电站电气设备受到地震危害的状况较多，其主要原因和具体表现如下。第一，变电站电气设备震害与瓷套管主要材料有关，这种整体呈长细状、重心较高、强度不足的材料容易产生不协调变形，从而导致脆性断裂;高压电瓷型电气设备的固有频率与地震波的卓越频率相近，发生共振时会加大设备破坏率。第二，电气设备震害表现多为断路器瓷套管根部断裂、避雷器瓷套管底部断裂、隔离开关瓷套管根部发生脆性折断等。国内外研究人员还结合实际情况对电气设备抗震、减隔震技术和设备进行研究，但是我国相关研究还处于起步阶段，与国外研究成果相比还有较大的差距。

1．2国内外变电站电气设备抗震级别的相关标准

目前许多国家都对电气设备进行了抗震规范，规定了抗震等级和设防目标，但是国内外的规定和标准有所不同，具体的差别包括以下几个方面的内容。一方面，国外电气设备分级抗震设防一般按照设立等级的方式进行，并且结合国家实际情况而有所差别，比如日本只设立一个等级就与国土面积狭小和地震类型单一的情况有关;美国IEE693规范设立了高、中、低三个等级，这是在50年超越概率2%的抗震设防水准上进行分级的;另一方面，我国大部分规范中以50年超越概率10%为设防水准，但是抗震级别的规定不统一的情况比较严重，使得简化设计程序，节约生产成本，改善设备调用的时间性的优点无法体现，所以变电站电气设备分级抗震设防是非常重要的。

1．3变电站电气设备抗震研究的意义

人们的生产生活对于电力的依赖性越来越强，对保证生活质量和提高生活水平有着重要意义。一旦强烈的地震对电力系统的运行产生消极影响，那么变电站电气设备损坏占据的比例就比较大，威胁到人们的生命和财产安全，所以提高变电站电气设备抗震能力是必要的，也是电力系统正常运行的可靠保障。由于破坏电力体系会引发停水、停电、火灾、通信中断等次生问题，出现不可避免的经济损失，提高城市电网体系生命线工程的抗震能力成为研究的重点，也对我国城市现代化建设有着重要的现实意义。

2变电站电气设备分级抗震设防原则的应用

根据变电站电气设备分级抗震设防原则研究概况，可以得知国内外电气设备抗震水平有差距，相关的抗震标准和规范也不同，那么就需要结合实际情况来应用变电站电气设备分级抗震设防原则。基对变电站电气设备分级抗震设防原则研究的了解，尝试从变电站电气设备抗震设防分级的设计与应用，变电站电气设备抗震可靠度，分级抗震原理与技术等方面进行分析是切实可行的，总结出有用的经验和教训，才能发挥分级抗震设防的重要作用，提高变电站电气设备的抗震能力与水平，逐步完成电力系统安全运行的任务。

2．1变电站电气设备抗震设防分级的设计与应用

为了更好地落实和应用变电站电气设备分级抗震设防原则，首先需要设立并确定好电气设备抗震设防分级，才能有效保证变电站电气设备分级设防抗震效果。根据《中国地震动参数区划图》的要求，结合《电力设施抗震设立规范》的规定，再通过对典型电气设备可靠度进行分析，可以将电气设备的抗震能力分为三级:0．1g及以下为第一级低等抗震考核水平，对于220kV及以下电气设备在Ⅷ度及以上时应进行抗震设计;0．1～0．4g为第二级中等抗震考核水平，0．4g以上为第三级高等抗震考核水平。

2．2变电站电气设备抗震可靠度的分析

由于变电站电气设备经常发生脆性破坏，影响了电力系统的正常运行，所以要选择典型的电气设备进行抗震可靠度的分析，为变电站电气设备分级抗震设防提供理论依据。结合相关研究和案例，可以发现加速度为0．1g时设备可靠率可以达到100%;0．4g时在20%～40%，电气设备为中等破坏程度;0．6g时降低到10%以下，电气设备处于严重破坏程度。根据普通瓷和高强瓷材料的避雷器与合理开关抗震度的表现，可以得知高强瓷能够提高抗震可靠度，保证变电站电气设备安全运行，对促进变电站电气设备分级抗震设防有着积极作用。

3变电站电气设备分级抗震设防的应对策略

基于对变电站电气设备分级抗震设防原则应用表现的了解，为了减少不必要的风险和损失，就要对变电站电气设备分级抗震的应对策略进行研究，保证供电企业的经济效益和社会效益。针对变电站电气设备分级抗震的经验，变电站电气设备分级抗震设计的建议进行分析，使得相关标准和措施能够提高电气设备的抗震水平，降低地震灾害对变电站电气设备的伤害，有效解决了变电站电气设备抗震的薄弱环节。

3．1变电站电气设备分级抗震设防的经验

我国变电站电气设备分级抗震设防能力有限，电气设备抗震能力不足，所以需要总结出变电站电气设备分级抗震设防的经验和对策，在调整和改进下解决并处理好不足之处和薄弱环节。第一，建立电力系统抵抗地震灾害的数据库，收集国内外地震灾害的统计资料，评估不同区域电力系统抗震可靠性和危险性，健全全国各地地震应急响应制度和快速恢复机制。第二，研究各个抗震设计方法对变电站电气设备的影响和抗震效果，选择抗震可靠性好的材料进行应用。第三，加强设备瓷套管的强度，采用减震器或者隔震器，保护好电气设备与支承柱的连接。

3．2变电站电气设备分级抗震设防设计的建议

除了上述几个方面的内容，研究变电站电气设备分级抗震设防原则还要注意其抗震设计，针对不同类型的电气设备进行设计上的调整和改进，发挥电气设备的抗震作用和自身优势。举例来说，变压器、开关柜、蓄电池等浮放设备，应利用拉绳来加强设备本体和基础的连接，才能防止出现滑移，倾倒等震害现象。由此可见，在设计变电站电气设备分级抗震设立时，研究人员需要对其材料，环境等影响因素多加注意和重视。

4结语

研究变电站电气设备分级抗震设防原则是符合国内外电力工程发展趋势，在了解电气设备分级抗震设防原则的同时发现了相关规范和标准中的不足之处，并利用有效的抗震设计和策略进行弥补和调整，使得变电站电气设备抗震设防分级得以实现，为电力行业和供电企业的发展做出了重要的贡献。为了配合当前阶段分级抗震设防的趋势，满足人们对于变电站电气设备良好运行的要求，才能提高变电站电气设备抗震考核水平，保证电气设备运行的经济效益和社会效益。讨论变电站电气设备分级抗震设防原则不仅促进了相关问题的解决，还为变电站电气设备分级抗震设防未来的发展和创新提供了新思路。

参考文献:

［1］燕妮，韩军锋．电气设备抗震措施研究［J］．通讯世界，2016(17)．

［2］朱瑞民，李东亮，齐立忠，等．变电站地震灾害分析与抗震设计［J］．电力建设，2013(4)．

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关键词：底部框架；抗震墙砌体房屋；抗震设计；计算要点

Abstract: the bottom frame shear wall masonry building of multistory masonry buildings is a special form in our country; it is a special structural form. Analysis of the improvement of the overall housing anti-seismic ability calculation is very important to doing well this kind of building seismic design.

Key words: bottom frame; shear wall masonry buildings; seismic design; calculation;

中图分类号：TU22文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

1、前言

对城镇临街建筑及居民小区建筑，经常要考虑到商业经营和办公的需要，做成底层框架－抗震墙、上部多层砌体房屋，它的优点在于房屋的底部可提供较大较灵活的空间做商业，在上部可盖空间规整、不露柱子，造价低廉的砖混住宅。其结构特点是在结构竖向体系、结构材料体系、结构刚度等多方面，在竖向存在突变，是一种抗震不利的结构体系，本来应该避免采用。但随着对此类结构研究的深入，发现只要合理的设计此种结构，还是能达到一定抗震性能的。

2、底部框架－抗震墙房屋的震害及其分析

底部框架－抗震墙房屋是由底层或底部两层为框架－抗震墙，上部为多层砖混结构构成。这类结构的底层或底部两层具有一定的抗侧力刚度和一定承载能力、变形能力以及耗能能力；上部多层砖房具有较大的抗侧力刚度和一定的承载能力，但变形和耗能能力相对较差。这类结构的整体抗震能力既决定于底部和上部各自的抗震能力，又决定于底部和上部的抗侧力刚度和抗震能力的相互匹配程度，也就是不能存在特别薄弱的楼层。震害调查和试验研究表明，当底层无抗震墙或抗震墙数量较少时，底部框架－抗震墙房屋的震害集中在底层框架部分，且墙比柱重，柱比梁重。

3、底部框架―抗震墙部分地震剪力的分配

水平地震剪力要根据对应的框架―抗震墙结构中各构件的侧向刚度比例，并考虑塑性内力重分布来分配，使其符合多道防线的设计原则。

3.1抗震墙

底部框架―抗震墙侧向刚度中，钢筋混凝土占有相当的比例。从控制底部设置一定数量的抗震墙和底部的二道防线的设计原则考虑，抗震墙作为第一道防线，底部的横向和纵向地震剪力的设计值应该全部由该方向的抗震承担。地震剪力按各地震墙的侧向刚度比例进行分配

3.2框架

在地震作用下，底部抗震墙开裂，抗震墙开裂后将产生塑性内力重分布。底部框架作为第二道防线，其抗震性能如何，对底部框架―抗震墙砌体房屋的整体抗震能力起着很重要的作用。因此，底部框架承担的地震剪力设计值，可按底部框架和抗震墙的有效侧向刚度比例进行分配。有效侧向刚度的取值，框架刚度不折减，钢筋混凝土抗震墙可乘以折减系数0.3，砖墙可乘以折减系数0.2。

4、底部框架托墙梁计算

底部框架托墙梁的受力状态是非常复杂的。通过空间有限元分析方法对该项内容进行的大量计算分析工作，总结了底部框架―抗震墙砌体房屋底部框架托墙梁承担竖向荷载的特点和规律。分析表明，底层框架―抗震墙砌体房屋第一层的框架托墙梁和底部两层框架―抗震墙砌体房屋第二层的框架托墙梁承担竖向荷载的特点和规律是相同的。在不考虑上部墙体开裂的前提下，底部框架―抗震墙砌体房屋的上部砌体墙未开洞时，对于其下部框架托墙梁的墙梁作用是较为明显的。

4.1 影响底部框架托墙梁承担竖向荷载的主要因素

（1）上部砌体部分墙上开洞情况（如跨中开门洞和跨端开门洞等）。

（2）上部砌体部分墙中构造柱、圈梁设置情况（如内纵墙与横墙交接处设置构造柱的不同情况及圈梁的截面尺寸等）。

（3）上部砌体部分层数

（4）底部框架跨数

4.2底部框架托墙梁内力计算的基本原则

在静力设计时，两端有框架柱落地的托墙梁及其上部的砌体墙可作为墙梁进行计算。抗震设计时，考虑到实际地震作用与实验室条件的差异，“大震”时梁上墙体严重开裂，若拉结不良则出平面倒塌，震害十分严重，托墙梁与非抗震的墙梁受力状态有所差异，当按静力的方法考虑有框架柱落地的托梁与上部墙体组合作用时，若计算系数不变会导致不安全，需要依据开裂的程度调整计算参数。

5、底部框架－抗震墙房屋设计的注意事项

5.1 结构布置

底部框架－抗震墙房屋的层数和总高度的限制；房屋抗震横墙的间距限制，该项限制主要是为了满足楼盖对传递水平地震力所需的刚度要求，防止楼板平面出现过大的变形而不能使各层的地震作用传到抗震横墙上。上部砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙应对齐或基本对齐；房屋的底部，应沿纵横两方向设置一定数量的抗震墙，并应均匀对称布置或基本均匀对称布置。底部框架－抗震墙房屋的框架和抗震墙的抗震等级，6、7、8度可分别按三、二、一级采用。

5.2计算要点

层刚度比的控制，底层框架－抗震墙房屋的纵横两个方向，第二层与底层侧向刚度的比值，6、7度时不应大于2.5，8度时不应大于2.0，且均不应小于1.0。控制侧向刚度比，是为了使底部框架－抗震墙砖房的弹性位移反应较为均匀，减少在强烈地震作用下的弹塑性变形集中，从而提高整个房屋的整体抗震能力，防止底部结构出现过大的侧移而导致建筑物严重破坏。另外,侧向刚度比也不应小于1.0，即底层的纵、横向抗震墙也不应设置的过多，避免底层过强将薄弱层转移到上部的过渡层。在设计的过程中，设计人员按规范要求设置抗震墙后，过渡层与其下相邻层的刚度比的上限一般较容易满足，但下限“均不小于1.0”的要求很难满足。这一现象在底部密柱、层高较低时表现得尤为突出。碰到这种情况，有以下方法处理：减少底部抗震墙的数量；在上层墙体结构中增加构造柱（在墙体中部）；将部分剪力墙延伸到过渡层。

6.结合一工程实例就利用软件计算中需要注意的问题

6.1 底层剪力墙的布置和计算

（1）剪力墙的布置应“均匀、对称、周边、分散”。对此，《抗震规范》对此有详细的叙述，除以上原则外，剪力墙的布置还要考虑上面几层的质心位置，使底层纵横向的刚心尽可能与整栋房屋的质心重合。

（2）低矮剪力墙的避免

规范规定：高宽比小于1时，可以仅计算剪切变形；高宽比不大于4且不小于1时，应同时计算弯曲和剪切变形。高宽比大于4时，等效侧向刚度不考虑。高宽比小于1时，称为低矮剪力墙，它的变形和耗能能力很差，破坏形式为剪切破坏（脆性破坏）。所以工程中应避免使用，或者应利用结构缝将其分开。

（3）剪力墙开洞口

底部框架―抗震墙房屋进行设计时，所布置的抗震墙既要满足侧移刚度比限值的要求，又要满足承载力计算的要求。经常遇到承载力验算不满足，增加抗震墙的数量或厚度，满足了承载力验算的要求，但侧移刚度比限值又不满足了的问题，解决的办法主要是设置结构洞口，即采用在钢筋混凝土抗震墙上设置洞口并采用轻质砌块材料填实的方法，将抗震墙的刚度降低，在满足承载力验算的要求的同时符合侧移刚度比限值的要求。

6.2 底框托梁上的荷载及设计

因底框托梁承受上部房屋墙体及楼面的荷载较大，如何处理上部荷载对托梁的设计影响成为关键问题。目前，PKPM软件仅提供了三种方法：

（1）全部作为均布荷载作用，此时用户输入的上部荷载折减系数为1.0；

（2）近似地将部分荷载作为均布荷载，其余作为集中荷载作用到柱子上。此时用户输入的荷载折减系数小于1.0；

（3）规范方法，即考虑墙梁组合作用对托梁进行计算。实际设计中，一般采用如下规定：当抗震设防烈度为8度及以上时，上部荷载不折减，采用方法1，托梁配筋与普通梁一样按受弯构件计算；当设防烈度为6、7度时，上部荷载可以考虑折减系数。当输入的折减系数不宜太小，一般可输入0.7～0.9，但不应少于四层荷载值。

7、结语

底部框架－抗震墙结构作为一种经济有效的结构形式，适应我国当前经济发展的需要。尽管其抗震性能不是很好，但只要设计人员严格按照规范和人们的实践和试验经验进行设计，完全能够满足人们的需要。

参考文献：

陈岱林等，砌体结构CAD原理及疑难问题解答，中国建筑工业出版社，2004；

高小旺等，建筑抗震设计规范理解与应用，中国建筑工业出版社，2002；

中华人民共和国国家标准，建筑抗震设计规范GB50011－2010；

中华人民共和国国家标准，砌体结构设计规范GB50003－2001；

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【关键词】变电站建设；土建工程；技术；控制

从工程建设角度来看，土建工程是变电站建设中必不可少的重要环节。而起土建工程涉及到土建、给排水、采暖通风、电气设备安装专业等，它是电气安装工程的前提基础，其施工质量会直接影响到整个工程的质量和效益。因此，研究变电站土建工程建设中的关键技术是一项赋有现实意义的课题。

1、土建工程主建筑结构的抗震技术

对于土建工程而言，由于主建筑结构的安全性与耐久性设计是尤为重要的。因此，这涉及到主建筑结构抗震问题。要确保土建工程中主建筑结构的良好抗震性能，为此要做好以下几方面的工作：

(1)选址的科学性：建筑物的抗震能力与场地条件有密切的关系，场地条件包括地质构造，地基土质和地形，对建筑物震害有着明显的影响，变电站建筑物如建在地震断裂带及其附近，地震时最易倒塌，因此，选址时应避开地震带。

（2）结构选型：应根据建筑物的基本条件来决定，合理的结构选型，可加强结构的整体刚度。同时，增强结构构造连接，是减轻地震灾害，提高抗震能力的前提条件。结构选型应有明确的计算简图和合理的传力途径，结构内力分析应符合建筑物的实际情况，结构体系应有多道防线，应具有必要的强度和良好的变形能力，避免因部分构件失效而导致整个结构的破坏。

（3）施工组织技术：在正确选择站址和地基基础按抗震设计的基础上，施工质量成为结构抗震的重要环节。目前施工质量存在问题是多方面的，有的施工单位抗震意识缺乏，对工程质量要求不严，设计意图不能落实，不按规程施工，偷工减料，给工程质量带来隐患，因此需要加强施工监督机制，完善施工质量体系，提高施工队伍的素质和质量意识。

2、土建工程的地基处理技术

对于变电站土建工程而言，地基处理技术尤为重要，因为基础打得牢固与否，处理是否科学合理，直接影响到后期的其他变电站工程建设。而土建工程的地基处理，主要包括以下三方面：

（1）建筑基础的处理：在设计前一般会对整个站址进行地质勘察，设计过程中要选择其适合的基础形式。变电站的建筑物基础形式有两种：即独立基础和条形基础。在施工过程中，如果出现基坑（槽）挖至设计标高明地的问题，就要对基底土质采取触探实验的处理措施，如果实验结果显示地基承载力达到设计要求时，则可进入下一道工序。若实验结果显示地基承载力达不到设计要求时就要采取相关处理措施：①片石垫层：若出现的情况是该处基础填土区域填土不深时，可用M10水泥砂浆和片石砌筑至设计标高，且开挖至符合设计要求的持力层；②扩大基础的底面积处理方法，此处理方法是针对当地基承载力与设计要求相关不大时的情况；③挤密桩处理技术，该法是针对于基础部处于软弱土层且无法判断该土层厚度时的情况。

（2）围墙基础的处理技术：围墙分布在变电站的四周，挖土区的围墙基础一般不会出现什么问题，如果填土区填土厚度不大时，设计时围墙可砌在挡土墙上，这样可节约用地。情况相反时，即填土厚度较大时，这对挡土墙设计和工艺要求，却相对要高，无疑这会增大工程造价。建议设计时采用自然放坡的处理形式，在坡底砌筑不高的挡土墙，一般不宜砌在挡土墙上，这是为了整个围墙的美学效果考虑，处理方法可砌在填土区域，可用桩基础或地基梁。

（3）变压器等基础的处理技术：变压器、构支架基础都属于独立基础，不同的是其上部的设备和管线都是相连的，据此，设计处理时有必要将其沉降控制在允许范围内，其沉降控制范围要根据规范要求进行调控。如果出现基础不良地基，建议采取片石垫层或其它有效的处理技术；而如果出现大部分构支架基础处理较深的填土无时，建议用桩基础处理技术。

3、土建设计中的防火防噪技术

建筑防火防噪问题，也是变电站土建工程建设需考虑的重点内容。为此也需要采取相应的技术措施与方法：

（1）土建设计中的防火：就变电站建筑物而言，国家电力防火规范规定最低耐火等级为二级，火灾危险性类别主控制室和继电器室为戊类，配电室为丙或丁类；建筑物的屋面应采用非燃烧体。主控制室、继电器室、微波载波机房的墙面可采用较高等级的难然烧材料及自熄型饰面材料，隔墙、顶棚宜采用非燃烧材料。同时，建筑物安全疏散出口数量设置、防火门等级要求及其开启方向等方面的设计均应满足规范要求，且在建筑物内还需配置一定数量的消防器材。变电站的火灾事故绝大部分是由电气设备特别是带油设备所引起的，这类火灾用水扑救的作用不大。电缆是容易燃烧引起火灾的物体，在站内其分布较广，采用固定灭火设施来应对由电缆起火引起的火灾不太经济，也不现实。所以，电缆消防应采用的主要措施是分隔及阻燃。变压器是变电站内最重要的设备，防火要求更高，应在设计中加以重视。国家规范规定，主变压器对主要生产建（构）筑物及屋外配电装置最小防火安全距离要求不得小于10m。设计人员在设计过程中要严格检查主变压器之间、主变压器与其他充油设备以及主变压器与建筑物之间的距离，当防火净距小于规范要求时，就应在设置防火隔墙，同时防火墙的耐火极限需达到《火力发电厂与变电所设计防火规范》规定的具体时限。

（2）土建设计中的防噪：变电站内的电气设备在运行过程中会产生较大的噪音，会影响附近居民的生活。在变电站土建设计时要考虑到这一点，合理地规划布局，优化通风设计，减少噪声污染。因此，变电站选址时，在满足供电规划的前提下，可首先考虑把变电站建在背景噪声比较大、或对噪声可以起到缓冲作用的区域；其次是优化变电站的通风设计，在进风口设置消音设备，降低噪声污染。

4、结束语

综上所述，变电站土建工程建设是电气安装工程的前提与基础，其建设质量直接影响到变电站的正常运行与维护。因此，对土建工程的建设过程对工程容不得半点马虎，在施工过程中必须对各关键技术加以严格的控制，进而提高工程建设质量，从而实现保证电网建设的高效和安全。

参考文献

[1] 黄海.浅析110kV户外变电站土建设计[J].科技资讯.2009(19).

[2] 巫尚吉.变电站土建设计中有关防火的问题[J].企业科技与发展.2008(20).

[3] 王发恕.对变电站中电气安装质量的探讨[J].广东科技.2012(07).

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关键词：电气设备；地震灾害；易损性

中图分类号：TM727 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）007-000-01

一、前言

我国很多地区属于地震多发区，在2008年5月12日，我国四川省汶川县的地震灾害等级达到8.0级，相邻的很多省份都出现了震感。地震对于电网设备造成了极大的损害，一些设备受到毁灭性的破坏，部分发电机组无法运行，很多用户不能正常用电。在此之后的几年间，我国又相继发生了多起地震灾害，例如2013年1月30日青海省玉树藏族自治州发生5.1级地震、2013年7月20日四川省雅安市发生7.0级地震、2014年2月12日新疆维吾尔自治区和田地区发生7.3级地震等，这些地震灾害都在不同程度对我国的电网设备造成极大的破坏，严重影响人们正常的生产、生活，给社会带来极大的经济损失。所以，分析探索地震灾害发生时电气设备受到的影响，同时按照研究数据不断提升电气设备的抗震能力，是现阶段我们必须解决的问题。

二、电气设备易损性分析方法

所谓的易损性指的是可以导致灾害发生的事件的敏感度，我们也可以将其称为脆弱性。如果某一系统自身的易损性大，那么其受到灾害事件的不利影响也将越大。仅仅在地震灾害的范围内分析，电气设备的易损性就是指不同地震强度破坏的情况下，电气设备受到一定程度损害所出现的概率大小。对于电气设备的易损性分析，我们通常采用统计分析方法、计算分析方法以及实验-理论分析方法等三种分析方法。

采用地震灾害统计分析方法，是在依据现实的信息数据，统计不同的电气设备在不同的地震等级中受到的损害程度，形成并建立地震等级和电气设备损害概率之间的数学关系，最后总结出电气设备的易损性分析模型或者建立实用的易损性分析曲线。采用统计分析的方法，能够更加的符合宏观震害结果，能够更准确的运用到实际中，所以，在进行电气设备易损性分析的过程中，如果条件允许尽量采用此方法进行易损性分析。

计算分析方法能够依照非常可靠的理论公式得出地震力影响下电气设备构件能承受的最大应力，同时将所计算的最大应力和电气设备材料的极限应力进行对比，从而计算出电气设备受损的概率值。不过对于电力网络系统来说，由于包含的设备数目庞大，需要计算的构件数量也很多，同时部分电气设备构件的材料参数无从考究，所以，导致这种方法在实际应用中受到了一定的影响。

实验-理论分析方法来研究电力网络系统中不同种电气设备的抗震性能，确定电气设备的易损性曲线，这种方法相对也较为准确，不过所需要研究的电气设备数量庞大、种类繁多，要投入大量的人力、物力，并且需要很长的研究周期，所以此分析方法在实际应用中也存在一定的制约性。

三、电气设备易损性曲线绘制

整个电力系统的构成包含发电系统、输电网络系统以及配电系统等三部分。对于工程上的抗震研究通常讲重点放在发电厂、输电线网络以及变电站方面。我国的电厂数量要比变电站少很多，一般情况下一个地区只需一个或者几个电厂就能满足用电需求。在输电线路技术不断升级、改造的过程中，发电厂的位置选择限制性越来越小，所以，我们可以将电厂建设于没有地震活动的地区，这样就能很好的避免电厂受到地震灾害的影响。另一方面，我国电厂建设时对于抗震性能的标准要求要较变电站建设时的标准要求高出许多，电厂自身的抗震等级高得多，不易受到地震灾害的严重影响。所以，下面我们重点分析变电站以及输电线路在地震灾害中的易损性曲线绘制方法。

（1）要对所研究系统的基本信息数据有较为全面的了解与整理。

（2）把所研究区域发生地震时的烈度图与所研究的电力设施位置图融合在一起，使得两者统一在一个图形布局中。

（3）计算得出各个电气设备的最大峰值加速度（PGA）。

（4）把所计算得到的电气设备PGA进行排序，在大小顺序排完以后，依照电气设备所在区域的地震烈度，把整个图形划分为3个以上区域。

（5）由数学公式计算得出不同区间的最大峰值加速度加权平均值大小。

（6）分别对不同区间内电气设备的损害率进行计算。

（7）把以上所计算的PGA值和电气设备的损坏概率值全部标记到坐标系之中。

（8）采取非线性回归的方法对所得的曲线进行回归分析，得出和实际最为接近的电气设备易损性分析曲线。

四、结语

按照统计分析方法对电气设备的易损性进行分析，并得出相应的易损性曲线，能够得出电气设备在各种地震烈度下更加准确的损坏概率值，为整个电力系统的抗震性能分析提供依据和参考，同时还能对电气设备的抗震性能设计、设备加固以及震后维修等工作提供数据支持，促进电力系统的抗震性能进一步发展。

参考文献：

[1]朱祝兵，卢智成，程永锋，鲁先龙，黄宝莹，李圣.互连高压电气设备抗震设计技术规程详解[J].智能电网.2015（10）.

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关键词 ：电容器框架 有限元分析 机械强度

0、前言

随着现代社会政治、经济和文化生活的发展，人们对于电力的依赖越来越重，电力系统的安全性关系到社会和经济的各个方面，成为现代文明的重要支柱。电力系统在地震中一旦遭到破坏，不仅会造成巨额的直接或间接地经济损失，还会引发火灾等次生灾害，给人们的正常生活造成很大影响。

电容器装置结构具有质量大、重心高等特点，不利于结构抗震。《电力设施抗震设计规范》规定：对高压电器、高压电瓷、管型母线、封闭母线及串联补偿装置等构成的电气设施应采用动力设计法，对其机械强度、抗震性能进行分析，因而电容器框架的机械强度计算也至关重要。

有限元方法，就是将被分析结构离散为一定数量的小单元等价系统，这些小单元的集合体就代表原来的结构。建立每个组成单元的平衡公式，然后集成起来，再引入边界条件，求解这种整体的平衡方程组，就可以求到原来结构的离散点处的未知量（位移或应力）。

本次计算利用有限元方法来计算钢板折弯焊接式框架的机械强度。

1、框架相关参数以及环境条件

钢板折弯焊接式框架是由电容器、框架结构、底座、放电线圈以及瓷瓶等组成。其中电容器分为3层，每层放置4个电容器单元;框架结构、底座均是由钢板折弯件组成，为全焊结构。

本次计算主要是校核钢板折弯焊接式框架的机械强度。

电容器单元及相关组件基本参数、框架使用材料的相关参数如下表1、表2所示。下表数据均为查机械设计手册以及相关手册或资料获得。电容器框架所使用的环境条件为用户提供，如下表3所示。

2、钢板折弯焊接式框架有限元模型建立

根据电容器结构设计图纸及相关参数，采用一定的简化处理方法，利用Ansys建立钢板折弯焊接式框架的有限元模型如下图所示。

该有限元模型的框架结构、瓷瓶、放电线圈以及电容器结构分别采用beam188单元表示，总共单元1360个。

3、钢板折弯焊接式框架计算与分析

静力计算主要是考察电容器结构在重力、覆冰、活载荷以及风载的作用下，钢板折弯焊接式框架的变形大小与强度极限，以验证结构在上述载荷条件下是否满足安全性能要求。

对模型进行风载荷、覆冰载荷以及活载荷的加载，并对支柱底部采取全约束，通过Ansys求解计算以及后处理，得到钢板折弯焊接式框架在重力、覆冰、活载荷和风载荷作用下结构的应力位移变形。

从图1以及图2可以清楚的看到，钢板折弯焊接式框架的最大应力为47.0Mpa，出现在第一层钢板折弯件处。

4 、强度验算

根据《材料力学》，一般静载荷下，对塑性材料的安全系数可以选取安全系数n=1.2～2.5;对脆性材料科选取安全系数n=2～5。安全系数定义按下述公式计算。

n=σs/σmax

根据1.2表1、表2以及计算结果，钢最大应力为35.6Mpa，则其安全系数为6.60，满足强度要求。并且存在很大余度，材料利用率很低。

5、框架最大承重分析

根据2.3强度验算结果体现，钢板折弯框架安全系数很高，材料利用率还可以进一步提高。因而现分析此钢板折弯框架的最大承重。分析方法是增大电容器质量，其余重量布置以及加载方式均不变。根据安全系数的选取原则以及考虑到结构抗震分析计算，在估算框架最大承重时，安全系数最小可选取1.6。计算结果如下表所示。

根据表4，可知钢板折弯框架最大承重约7888kg，此时安全系数为1.62。

6、结论

本文利用ansys软件对电容器装置钢板折弯框架进行有限元分析，表明此装置机械强度设计裕度很大，材料利用率很低，可以在设计方面进行优化改进，减少成本。

参考文献：

[1]GB 50260-2013，电力设施抗震设计规范. 北京：中国计划出版社.

[2] GB 50011-2010，建筑抗震设计规范. 北京：中国计划出版社.

[3] ANSYS工程结构数值分析. 北京：人民交通出版社.

作者简介

李伦（1987 -），女，湖北天门人，西安交通大学硕士研究生，主要从事机械结构方面分析。

孙晓凤（1984 -），女，陕西合阳人，助理工程师，从事电力电容器及无功补偿的技术研究工作。

解冲（1991 -），男，助理工程师，从事电力电容器及无功补偿的技术研究工作。

篇6

关键词： 配筋砌体 砌体结构 抗震设计

设计桩长15m，桩径55cm，按110cm的间距布桩。

施工准备

①机械设备。根据水泥搅拌桩的设计根数、长度和工期，选用l～2台STB-3型单头深层水泥搅拌机，每台搅拌机配备灰浆拌和机l台，UBJ-1.8C1型挤压式灰浆泵l台以及相应的起吊和导向装置、电气控制盘。水泥浆泵站离深层搅拌机应小于50m，越近越好。

②劳动组织。搅拌机每个台班由8～10人组成。

③三通一平。开工前把水、电引入工地，一般1台深层水泥搅拌机需用60kW，2台需用100kW；供水压力必须达到6～10kg/cm2；临时便道要修通；场地要平整；有河沟要做围堰，排除积水，铺满片石。

④测定桩位。机械设备进场前，要测定桩基轴线、定位点和水准点，桩位要进行编号，以便顺序施工。

浆液配制与输送

①配合比。深层搅拌的浆液以425#普通硅酸盐水泥为主配制，水泥用量为水泥湿土重的12%～15%（Υ=1.8t/m3），水灰比O.45～0.50，另搀木质素磺酸钙减水剂（为水泥重量的0.2%），石膏搀量为水泥重量的2%.

②配制与输送。搅拌灰浆时，应先加水，然后按水泥、减水剂、石膏顺序投料，每次灰浆搅拌时间不得少于2min，应将水泥浆充分拌匀。水泥浆从灰浆拌和机倒入集料斗时，必须过滤筛，把水泥硬块剔出。集料斗的容量一般为0.2m3，就可以保证一定的余量，不会因浆液供应不足而断桩，也不会因浆液过多产生沉淀而引起浆液浓度不足。

水泥浆由挤压式灰浆泵压入内径为φ32的胶管送到深层搅拌机的钻杆内，最后射入搅拌叶的出浆口。

深层搅拌施工

①设备就位。搅拌机的钻杆须垂直并对准桩位。

②第一次钻进。在确认浆液从搅拌叶的出浆口喷出后，方可启动搅拌机，以60r/min的转速和1m/min的钻进速度，顺时针方向边钻边注浆，直至设计桩长，再继续喷浆15min后停泵，改逆时针方向搅拌提升至设计桩顶。

③第二次钻进。以同样方式再次顺时针方向钻进注浆。停止注浆的位置以水泥用量达到每根桩设计用量为准，但不能影响搅拌机的继续钻入，直至复搅到设计桩长后，改逆时针方向搅拌提升到搅拌头露出地面。

④两次循环钻进成桩。经过上下两次循环钻进提升，使水泥浆在桩孔内搅拌4次，最后把一个直径500mm、厚10mm、中间留有100mm孔的圆形钢板置于桩顶，用搅拌头向下压20～30cm，此桩完成作业。然后，移机到下一桩位施工。

转贴于

质量控制

①严格控制水灰比，须用计量容量配制浆液。

②搅拌杆的垂直偏差不得超过1%，桩机与桩位的对中误差不得大于2cm，成桩后的桩位偏差不得大于8cm.

③桩浇筑后7天之内不得开挖基坑，并禁止使用机械挖掘，桩头要小心整理，不得用重锤敲击，桩头应整平，并高出基底标高2～3cm.

质量检验

抽取2%～5%的桩进行质量抽验。在成桩后的7天内，采用轻型触探（N10）对桩顶区段约1m深的水泥桩体内进行连续检测。对重要受力部位，要根据设计要求进行切割取样，制成70.7mm×70.7mm×70.7mm的试块进行抗压试验，一般28天强度可达到7MPa～8MPa，90天后强度稳定在10MPa～12MPa.基坑开挖时，我们请建设单位监理到实地测试桩体直径，观察外观搅拌均匀程度，并把形成的检测资料送给监理人员，合格后签字。同时、设计单位对单根桩体也进行了垂直承载力试验，承载力可达到160kN～180kN，复合地基承载力达到250kPa～300kPa，满足设计要求。

技术经济分析

①水泥用量：制作每米55cm孔径的水泥搅拌桩水泥用量为29～36kg.

篇7

【关键词】：高层建筑；基本原则；设计要点

引言

高层建筑是否与所处的城市空间融洽，其评价标准相当一部分取决于公众的感受，简单地说，就是人处在所创造空间中的感受；所以一位建筑设计者在进行高层建筑设计时要充分考虑所创造出来的空间给予使用者的感受。

一、高层建筑设计的基本原则

原则问题可以分为两类：职业规范及国家规范；以人为本的原则。职业规范就是建筑学教育中所学到的空间组织划分、色彩、功能、形式美的基本规律等基本原则。虽然绝大多数建筑师具有较高的素养，但是建筑师往往会在一些基本问题上欠考虑。如色彩、空间关系等问题。建筑在一个国家安全和国民经济中占有十分重要的作用。从安全合理、经济适用、可控性、标准化等方面出发，国家出台并颁布了一系列的法规、法律。建筑师在从业过程中，时时刻刻受规范和标准的约束。这些规范的制订，保证了建筑设计的基本质量，代表了国家保障绝大多数人民的合法权益。以人为本的原则；以人为本的原则在建筑设计中应考虑三种人的利益。首先，甲方，即建设单位的利益。建筑设计中应充分考虑甲方对项目功能及经济性的要求。其次，使用者的利益。使用者有时候是甲方，绝大多数情况下不是。使用者的职业各不相同，数量也不同。满足每个使用者的生理及心理需求的建筑师不可推卸责任。

二、高层建筑设计要点

1、结构设计要点

（1）框架梁箍筋配筋构造应符合下列规定：应沿梁全长设置箍筋；纵向受拉钢；截面高度大于800mm的梁，其箍筋直径不宜小于8mm；其余截面高度的梁不应小于6mm。在受力钢筋搭接长度范围内，箍筋直径不应小于搭接钢筋最大直径的0.25倍。

（2）框架柱中全部纵向钢筋最小配筋百分率不应小于0.6%。且柱截面每一侧纵向钢筋的配筋百分率不应小于0.2%。当混凝土的强度等级大于C60时，全部纵向钢筋的最小配筋百分率应增加0.1%。当采用HRB400，RRB400级钢筋时，全部纵向钢筋的最小百分率可减小0.1%。纵向钢筋的净距不应小于50mm，间距不应大于350mm，全部纵向钢筋的配筋率不宜大于5%。

（3）节点内箍筋配置应符合柱中箍筋的有关规定，但箍筋间距不宜大于250mm。对四边有梁与之相连的节点。可仅沿节点周边设置矩形箍筋。

（4）受力钢筋的连接接头宜设置在构件受力较小部位；抗震设计时，宜避开梁端和柱端箍筋加密区范围。钢筋连接可采用机械连接、绑扎搭接或焊接。非抗震设计时，受拉钢筋绑扎搭接的搭接长度，应根据位于同一连接区段内搭接钢筋截面面积的百分率按下式计算，且不应小于300mm。

2、抗震设计要点

积极采用基于位移的结构抗震设计，要求进行定量分析，使结构的变形能力满足在预期的地震作用下的变形要求。除了验算构件的承载力外，要控制结构在大震作用下的层间位移角限值或位移延性比；根据构件变形与结构位移关系，确定构件的变形值；并根据截面达到的应变大小及应变分布，确定构件的构造要求。选择坚硬的场地土建造高层建筑，可以明显减少地震能量输入减轻破坏程度。

采取软垫隔震、滑移隔震、摆动隔震、悬吊隔震等措施，改变结构的动力特性，减少地震能量输入，减轻结构地震反应，是一种很有前途的防震措施。提高结构阻尼，采用高延性构件，能够提高结构的耗能能力，减轻地震作用，减小楼层地震剪力。

当第一道防线的构件在强烈地震作用下遭到破坏后，后备的第二道乃至第三道防线能抵挡后续地震的冲击，使建筑物免于倒塌。高层结构形式应采用具有联肢、多肢及壁式框架的框架剪力墙，剪力墙框架简体，筒中筒等多道抗震防线结构体系。

3、地下室设计要点

（1）抗浮设计

当地下室埋藏较深或地下水位较高时，地下室设计中应重视抗浮计算，采用桩基时应计算桩的抗拔承载力。板、覆土的自重对结构有利，计算强度时荷载分项系数取1.0，计算抗浮时荷载分项系数取0.9。地下室抗浮设计的重要依据是地下水位及其变幅，实际结构中，地下室面积大，形状又不规则，局部上方可能没有建筑，抗浮问题相对比较难处理，须作细致分析。在设计允许的情况下，应尽可能提高基坑坑底的设计标高，楼盖使用宽扁梁或无梁楼盖。

（2）防水设计

对于高层建筑地下室，防水设计必须做得十分可靠，耐久性要与建筑物同步。若防水工程没有做好，出现了渗漏，修复起来的难度会较高，且补漏费用将大大增加。所以地下室的防水工程必须保证施工的质量，才能避免出线返工补漏的现象。

4、电气设计要点

（1）高低压配电系统的设计

1）高压配电系统：现代高层建筑均是采用两路独立的10kV电源同时供电。一般高压采用单母线分段，自动切换，互为备用。

2）为减少变压器台数，单台变压器的容量选择一般都大于1000kVA。为限制低压侧的短路电流，正常时变压器解列运行，中间设联络开关。

3）计费方式，采用高供高计。但在低压侧，仍装设计费电度表，采用将照明与动力分开的两部电价法。

4）高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统。楼层配电则为混合式系统。配电设备中的主要部分是干线。现代高层建筑的竖井多采用插接式母线槽。水平干线因走线困难，多采用全塑电缆与竖井母干线联接等等。

（2）防雷与接地

现代高层建筑都是采用钢筋混凝土剪力墙，与楼板的连接是十分可靠的。关键是做好金属管线的接地。现代高层建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地，都是合在一起的，组成混合接地系统。接地电阻按最小的要求而定，通常是在4欧以下。利用建筑物的钢筋混凝土基础作接地板。尽管基础钢筋等自然接地体已能满足接地电阻的要求，仍需要装设水平的人工接地体，将主要的建筑物基础连接成接地网，这对均衡电位，提高安全性都有好处。

5、防排烟设计

（1）避免缺漏

封闭楼梯间当不能直接天然采光和自然通风时，应按防烟楼梯间规定设置，同时规定了防烟楼梯间的设计要求，其中防烟楼梯间应在楼梯间入口处设前室、阳台或凹廊。不具备自然排烟条件的防烟楼梯间应设置机械防烟设施。除设有排烟设施和应急照明者外，高层建筑内的走道长度超过20m时，应设置直接天然采光和自然通风的设施。自然通风主要靠热压或者气压作为驱动力力，上述的内走道则不具备自然通风要求。

（2）注重细节

若相邻5层楼梯间开启外窗总面积不小于2.0m2，楼梯间即可采用自然排烟方式。另外，采用自然排烟措施的防烟楼梯间，其不具备自然排烟条件的前室应设机械加压送风的防烟设施。实际工程中，会遇到上面楼层的前室具备自然排烟条件，无须正压送风。而下面楼层的前室不具备自然排烟条件，需要正压送风。

（3）注重专业配合

地下室或半地下室与地上层不应共用楼梯间，当必须共用楼梯间时，应在首层与地下层或半在下层的出入口处，设置耐火极限不小于2.0小时的隔墙和乙级防火门隔开，并应有明显标志。由于此条规定，所有的高层建筑的疏散楼梯间均分成上下两段。

结语

综上所述，高层建筑已经走过百年历史，从其出现之日起就已成为城市的焦点，其形式和风格也在不断地发展变化着，我国的高层建筑虽然相对发达国家起步较晚，但是已经取得了很大的成就，像北京、上海、深圳等城市的高层建筑可以说代表了中国高层建筑的发展史，高层建筑设计与城市空间的融合也正不断地完善发展。

参考文献

【1】容柏生，国内高层建筑结构设计的若干新进展[J]建筑结构，2010（9）

篇8

关键词：建筑结构设计；质量；问题；途径

中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：

引言

建筑结构的设计质量就是在保证建筑工程质量基础的前提下，重视了建筑结构的设计工作，也就是为建筑工程的整体质量打下了牢固的基础。

一、建筑结构设计的整体概述

1、建筑结构的类型

现阶段，我们在划分建筑结构的类型时主要还是依据建筑的层数、用途、结构的形式以及结构材料等来划分的：根据层数的不同，我们将建筑结构分为单层建筑、多层建筑以及高层建筑等；根据使用用途的不同，我们将建筑结构分为民用建筑以及工业用建筑两种；根据建筑结构形式的不同，我们将其分为筒体结构、框架结构以及剪力墙结构等；根据建筑结构材料的不同，我们将建筑结构分为砖混结构、木结构以及钢结构等。

2、建筑结构设计的具体内容

2.1 建筑结构设计的基本程序

对建筑物进行整体设计时，包含很多方面的设计内容，如暖通设计、结构设计、电气设计以及给水和排水设计等。虽然有如此多的设计内容，但我们在设计每一项内容时都要遵循最基本的可靠性、安全性、实用性、经济性以及美观性等设计原则。建筑物要想真正发挥自身的使用功能，就必须要具备建筑结构，而结构设计工作则是建筑设计的重要的组成部分。

2.2 建筑结构设计的基本要求

要想充分的保证建筑结构的可靠性以及安全性，设计时就要满足以下要求：首先是抗震设计，在进行建筑结构设计工作时，应充分的考虑到建筑自身所处位置的高度、烈度以及具体结构类型的差异，选择最适合的抗震等级；其次就是要重视相关计算，各种结构构件都应进行正常的使用验算以及承载极限状态的计算工作，比如说一些承受动力荷载的结构构件就应进行疲劳强度的验算工作。

二、建筑结构设计中的常见问题

1、屋面梁配筋数量不足

有些设计师在进行结构建模的过程中，为了图方便或是追赶设计的进度，屋面梁直接照搬了下层梁的尺寸，这样设计就是认为屋面梁的荷载较小，同时配筋的数量也不多，但是在以后的施工过程或是使用时一旦出现混凝土收缩、温度突然变化或是受力不均匀时，屋面梁都会因为配筋数量的不足而出现裂缝宽度过大的问题。

忽视纵向框架的设计

进行框架结构设计时，设计人员忽视了纵向框架的设计，只注意了横向框架的设计。现阶段，在我国最新的建筑结构抗震设计规范中要求了水平地震的作用应按照两个主轴的方向进行计算的，那么该方向的抗侧力构件就应承担各方面地震的作用力。

3、楼板变形程度的计算存在问题

很多设计在进行结构布置时没有采取足够的措施或是设计人员在设计时缺乏基本的结构概念，都采用基本楼层变形的计算程序。这些程序的编程在数学上力学模型上是绝对成立的，但是在实际中应用到计算楼板的变形程度却并不是准确无误的。如果一个计算程序的前提就存在一定的瑕疵的，那么利用这个程序计算出的结构肯定也是存在问题的。这样所进行的结构设计肯定是存在结构的安全系数不足以及结构的某些构件或是部位安全储备太大等诸多的问题。

三、提高建筑结构设计质量的有效途径和方法

1、提高工程师的水平并发挥工程师的主导作用

设计工作是由工程师去完成, 也就是说, 设计工作中, 工程师是主导者。优秀的作品应蕴含工程师的才智和能力。工程师要善于发挥主导作用，从设计过程中表现出规划与执行能力。每位设计师水平不同，即便在整个设计过程中，做到有效地掌控，但只能体现设计能力，无法展现出管理规划上的能力。练好基本功，才能进一步提高自我附加值。多方面学习提升基本功。包括刻苦学习基础理论、钻研有关技术、认真积累和吸收经脸、学习先进推新创断、进行科研学习调查等。多种学习方法中，勤奋是唯一途径。另外，掌握有效的工作方法，也能提高设计能力。

2、强调概念设计

概念是一种反映事物本质属性的思维形式, 它反映客观事物的一般的、本质的特征, 是人们在实践基础上经过感性认识上升到理性认识而形成的。通过建筑工程的基本概念作为基础，进行建筑立体化的概念设计。方案设计与制作要根据理论上的客观规律和方法论的指引，在整体上对设计品进行概括性的操作。制作方案的过程就是从整体到分支进行架构型设计和管理。工程师要负责设计工作的整体事项。在每个不同的设计项目里，工程师首先进行对通用型工程结构和指定型工程结构做概念上的区分工作，再综合考虑到现有工程所具备的外部因素后，设计出符合结构设计体系、构造布局需求的方案。在前期的可行性设计研究阶段中，设计出的方案须符合理论的要求，即在理论要求层面上能够运作，这样才能保障设计出的方案有可行性。在后期执行的具体事项中，根据实际情况的特殊性或具体变化需求，在不影响整体设计理念的前提下，再作阶段性的适应调整工作。

3、做好抗震设计

中国是一个地震频发的国度，建筑设计的首要工作是防震性设计。发生灾难时，建筑抗震性能达到最低人员伤亡的抵抗作用。在提升建筑设计能力中，最重要的一环是提高抗震性的设计能力。关于防震原则，我国目前建筑结构的抗震设防原则是“小震不坏、中震可修、大震不倒”。根据这些原则, 我国颁布了《建筑抗震设计规范》,并作为其他设计规范在设计抗震处理的原则、计算法则、结构规划等方面的指引。我国的建筑物的抗震设防悉数如果按照该指引进行设计，理论上是可以符合我国的建筑抗震需求，但由于部分设计人员在抗震知识方面的空白，造成了行业中抗震设计没有遵从设计原则出发，仅停留在书面计算上的数据。因此，我国的建筑抗震设计一直未能取得如意的进展。虽然通过抗震计算公式，能够得出符合建筑防震性的需求，但实际的抗震系数却不能百分百保证实际建筑体的抗震功能。抗震的原则和计算方程式是一对近乎定量的关系，抵抗震动的原则是属于概念型范畴，而计算方程式属于计算型范畴。概念设计是抗震性的本质，若本质上无法起到抵挡震动功效，那计算出的公式也不能发挥功效。在进行抗震设计前，先做好概念设计的工作，在结合认真、精密的计算方程工作。

4、合理的运用结构设计软件

现阶段，我国对于运用各类计算机结构设计软件已经是很普遍的了，人们早已摆脱了传统的复杂的手工计算方法，同样的设计师们对于计算机软件也是越来越依赖了，但是我们在进行结构设计时，不应完全的信赖计算机的计算结果，对于任何结构都要进行人工的判断和分析，确定其是准确无误的，才可以应用到工程设计中。这就要做好以下几个方面的工作：首先设计师应充分了解所运用的软件的技术条件和适用范围；其次就是应保证计算程序与结构设计图是相吻合的；然后就是所使用的计算数据都应是有据可循的，计算参数也必须是准确的；最后就是计算出的与结构有关的一些内容都应满足有关规定，如刚度比、配筋以及构件的抗裂性能等。

结束语

综上所述，建筑结构设计工作是一项复杂的系统工程，涉及到因素多且广，所以在对建筑结构进行设计时，我们必须从各个角度和各个方面对建筑结构进行分析和计算，从而找到提高建筑结构设计质量的最有效的方法和途径，只有这样，才能真正的保证建筑工程项目的整体质量，才能继续促进我国建筑行业的快速发展。

参考文献

[1]刘伟源.浅谈如何有效提高建筑结构设计质量[J].建筑知识，2012.

篇9

一、利用建筑中的结构钢筋进行防雷与接地

在《建筑防雷设计规范》(GB50057-94)中,多次提到在防雷设计时，应优先利用建筑本身的结构钢筋或钢结构等自然金属，作为防雷装置的一部分，使得在保证安全可靠性的前提下能兼顾经济性。因此，如何利用建筑物的金属导体是防雷设计中的重要问题。

1、屋面结构与接闪器

现代建筑艺术除了追求立面上丰富多彩的线条外,对建筑物顶部造型也力求变化。由于新颖的薄壳、双曲面网架等大量运用,屋面已经不能再简单的分为平屋面和坡屋面,这给防雷设计带来一定难度。在设计中除了应按《建筑防雷设计规范》(GB50057-94)中附录二要求的在屋顶外沿和突出部位等易受雷击处设置避雷带外,直接将屋面结构钢筋作为避雷网的一部分也非常必要。

出于防水抗裂考虑,屋面结构一般采用现浇混凝土板，其钢筋由上部钢筋和下部钢筋组成,配筋较密,连接点较多,并且板钢筋均与梁钢筋绑扎连接形成通路。突出屋面的塔楼、楼梯间等也均通过钢筋混凝土柱或构造柱与下层结构相连。因此,当利用建筑本身的钢筋作为接闪器时,在结构钢筋连接的关键部位如柱内钢筋与梁钢筋绑扎点处进行焊接，即可满足形成电气通路的要求，也就是GB50057-94第3.3.5条条文说明中指出的:“在雷电流流过的路径上,有一些并联的绑扎点时,就会是安全的”。该条文说明同时指出:“利用屋顶钢筋作为接闪器其前提是允许屋顶遭雷击时混凝土会有一些碎片脱开及一小块防水,保温层破坏”。这对屋面结构损害不大,不会影响到建筑物安全。

还有一些值得注意的是，突出屋面的金属物如金属架、广告牌、旗杆、太阳能热水器、冷水塔、航空障碍灯等,除了其尺寸应符合GB50057-94第4.4.1条及4.1.2条规定外,由于上述金属物通常通过膨胀螺栓固定在屋面板上,或固定于素混凝土基础上,故需通过可靠的电气连接使其形成电气通路。突出屋面的非金属物,按GB50057-94第3.3.2条规定应安装接闪器并与屋面防雷装置连接。

2、利用混凝土柱、墙主筋作为防雷引下线

不同结构形式的各类建筑中均设有一定数量的钢筋混凝土柱,如在砌体结构中设置的构造柱,在混凝土结构中设置的框架柱、剪力墙等,柱中钢筋直径按《建筑物抗震设计规范》GB50011-2001第7.3.2条规定砖混结构中构造柱纵向钢筋最小为4φ12,在框架结构中框架柱配筋通常采用Φ14以上螺纹钢筋均可满足GB50057-94中第3.3.5及4.2.1条要求。柱中钢筋的连接形式通常采用绑扎连接、焊接和机械连接,按照《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》(GB50169-92)规定，避雷引下线的连接为搭接焊接，搭接长度为圆钢直径的6倍，因此，不允许用螺纹钢代替圆钢作搭接钢筋。另外，作为引下线的主钢筋在土建中如果是采用对头碰焊的（在工程中常用的焊接形式有闪光对焊和电渣压力焊,均属于对头碰焊），应在碰焊处按规范补焊搭接圆钢。

篇10

关键词：建筑工程；设计；注意事项

中图分类号：S611文献标识码： A

1、建筑设计规则

归根到底，建筑设计的最终目的是为了增强建筑物的安全性和舒适度，在设计过程中要严格按照具体的设计规则进行科学合理的设计。

1.1、相互协调

建筑设计体系是由不同部分相互协调组成的，每个部分在具体的施工环节中所起的作用也各不相同。因此，进行建筑设计时要合理区分每个施工环节的需求度，在对重要环节进行重点设计的同时，加强各个设计点和施工点的相互协调。

1.2、增设防护实力

建筑设计的安全设施是相互重叠的，也就是说，一旦发生外力侵袭，一切阻挡外力的部分都会起到防护作用。在设计中，如果只注重部分建筑结构，就很可能造成严重后果。安全系数没有上限，多一份安全就会少一分危险，因此，要不断加强对建筑工程各个部分的设计工作，不断提高工程的安全防护实力。

1.3、刚柔并济

遵守刚柔并济的设计规则，就是根据建筑结构的承受力大小，采取不同的建筑结构防止建筑变形，在减少外力侵袭的同时，缩小工程变形的程度差。

1.4、疏通联系

在建筑构造体系中，各部分是相互关联的。因此，最合理的构造体系就是将整个建筑构造一体化。从设计角度出发，就是要加强部分与部分之间的联系和疏通，以此来增强建筑工程抵御外力的能力。

2、建筑节能设计

十二五规划中，我国明确将节能减排作为重点改革的方向之一。节能建筑指的是在建筑规划分区时，根据气候来进行设计和节能，就民用建筑的节能设计而言，就是对建筑的功能和室内热环境质量等都达到一定要求的同时，减少能源消耗。

2.1、建筑节能设计的重要性

为了满足日益增长的物质文化需要，建筑行业的发展步伐越来越快。但因为资源的积累相对其消耗的速度要缓慢得多，在全球范围内，石油、煤炭等能源正在逐渐枯竭，人们只能开发风能、太阳能、生物能等新型能源。目前，我国在能源的开发和利用方面还存在诸多问题：一是能源的利用率低；二是能源的分布不均，虽然已采取了西电东送、南水北调等措施，但仍然不能优化资源配置；三是能源结构不科学，主要以煤炭为主，所以在使用过程中严重污染了周边环境；四是由于技术不佳，导致能源的利用率低，浪费率高。因此，在建筑设计中进行节能设计是十分必要的，不仅能改善我国的能源利用情况，还可以减少环境污染，推动建筑工程的良性发展。

2.2、改革建筑规划设计

在对传统建筑设计进行改革时，应认真考虑选址、布局、朝向、间距等因素，切实做到节能设计。第一，尽量将建筑布置在向阳避风的地方，这样既可以充分利用太阳能，还能较低热量损耗，这就要求设计者根据建筑所在地的自然环境作出判断，例如，地区的风向变化等因素；第二，经研究表明，建筑的体型系数与耗热量成正比，而控制体型系数的方式有很多种，包括降低建筑的面宽，增加进深、组合体、层数等。为了增强节能效果，可将建筑设计成体型结构复杂或表面凹凸不平的形状；第三，还要将建筑工程的朝向考虑到节能设计当中。

3、高层建筑设计

高层建筑作为现代化城市建设中的主要建筑群，在城市化进程中的地位越来越重要。因此，高层建筑的设计要建立在科学化、完善化和人性化的基础之上，对其主体、顶部和裙房三个部分进行优化设计。3.1、高层建筑的设计特点

高层建筑的主要特征是不仅要承受在垂直方向上的重力负荷，还要承受大自然环境的风力水平压力，同时高层建筑在抗震方面也要求有一定的抵抗力，因此对其设计的要求相对于其他建筑来说更高。

3.2、高层建筑设计的问题及对策

3.2.1、高层建筑的防火设计问题

相对于其他建筑工程设计而言，高层建筑的防火设计要求更高。首先，它的总体布局要保证安全通畅，出现紧急情况'时能确保人员的及时疏散，所以要把采光设备和紧急照明设备增加到设计当中；其次，合理划分防火区域，在高层建筑的楼道内增放消防器械，如消火栓等。

3.2.2、高层电气设计问题

高层建筑的电气设计包括三个方面：第一，针对消防电源与配电设施的设计，要保障电源的多元化，确保供电通畅；第二，安装停电应急设备，如应急照明灯；第三，合理设计电梯的位置和数量。

3.2.3、防雷击设计问题

防雷击问题是高层建筑设计的重点问题，在设计过程中必须秉承“整体防御、综合治理、多重保护、突出重点”的原则，在建筑层的顶部安装避雷针、避雷网或者避雷带，防止因雷电冲击造成的建筑破坏和人员伤亡。

3.2.4、高层抗震设计问题

在建筑设计问题上，设计者应结合最新的抗震需求和相关规定，在地震频发地带加强抗震设计，提高建筑的抗震级别。

除此之外，高层建筑设计还要加强底层入口、建筑围护和其他服务设施的设计。其中，对于底层入口的设计要根据不同地域进行不同的设计，例如：北方的要保证冬季的底层温度，南方的要保持通风散热；在高层建筑的设计中还要注重护栏的设计，这样可也增强工程的安全性；在设计初期，还要将各项服务设施考虑进去，比如：在底层入口设立值班室，方便对出入人员的管理，建设停车场、应急呼叫装置、分户信箱和公用电话等。

4、建筑砌体结构设计

砌体是一种多应用于民用建筑的制作墙体的传统材料，砌体结构则是由块材和砂浆砌筑而成的墙，柱作为建筑物主要受力构件，是以砌体为主制作的结构。目前，我国建筑的砌体结构存在各种各样的问题，主要是因为砌体结构的材料、设计不合理，其中，砌体结构设计不规范是最为关键的因素。因此，房屋建筑需要按统一的标准与规范进行建造，遵守相关法律法规，达到相关的安全标准。在房屋建筑砌体结构设计中，会常常出现房屋超层或超高等有违建筑设计规律的现象，而这一现象在建筑的底层是商铺时出现的更多。

5、建筑设计与美学艺术的结合

房屋建筑是设计美学与实体艺术的巧妙结合，现代房屋建筑设计更是以美学为基础，使人从直观的视觉感知，实际体验和居住都能有美的体现与享受。因此，在设计过程中，设计者不仅要确保建筑的实用安全性，还要从美学角度出发，合理设计建筑的空间、色彩、主次布局和视觉效果。

目前，美学在建筑领域的应用也是不断提高和发展的，其设计工作时一项创造性的活动。因此，建筑工程的设计应不拘泥于一处，一定要有所超越，有所新奇。例如：在房屋设计工作中，设计者要灵活运用建筑学与美学之间的相通之处，积极寻找规律，并在此基础上充分发挥自身创造性思维，结合当前房屋的结构、地理位置以及人文环境等设计出不仅可以满足人民基本居住要求，又能满足建筑美学特点的房屋，使房屋建筑设计与美学有机的结合在一起。

6、结束语

总之，在建筑设计过程中，设计者要在认真分析工程所在地自然环境因素的基础上，严格按照设计规则，对建筑工程的结构、安装设施、抗震等级、应急设备和相关服务设施进行科学合理的设计。同时，还要加强建筑设计的检测工作，不断提高工程质量。

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