水电站厂房屋面结构设计分析研究

水电站厂房屋面结构设计分析研究【摘要】水电站的厂房是水电站的主要建筑物之一，厂房中安装有发电机、水轮机等发电设备和各种辅助设备，是一个实现水能转换为电能的综合工程设施。以烟岗水电站工程为实例，介绍了钢网结构在厂房中的应用。有效地解决了屋面建筑冬季施工困难问题，且结构造型美观、灵活、设计简单，施工方便，旨在为以后的水利水电工程厂房屋面结构设计的同行提供参考。【关键词】水电站；厂房屋面结构；混凝土结构；钢网结构水电站厂房钢网结构作为一种空间结构，它由许多杆件沿曲面或平面按一定要求组成的空间网状结构。早在上世纪40年代就由德国首次成功运用于工业建筑上，此后在世界各地得到广泛发展，到目前已形成了很多定型体系，如单杆体系、米罗（MERO）体系、菱形桁架体系（Diamondtruss）、空间板体系（SpaceDeck）、以及诺得斯（NODUS）体系等。直到上个世纪90年代以前，这种结构主要应用于大跨度的展览厅、车站候车大厅以及游泳馆等公共建筑。1、工程概况2、主厂房屋顶设计方案比选2.1钢网架结构方案钢网架结构的特点是，施工速度快，安装、维修容易，安全系数高，且可以解决机电安装急需保温的困难。钢网结构比较固定，一般由三部分组成：厂顶网架、网架支撑以及屋面。在材料选择上，屋面采用彩钢夹芯板，檩条采用冷弯溥壁型钢。2.2钢筋混凝土方案 钢筋混凝土结构在工业与民用建筑中得到了广泛的应用，其主要优点是作为承重构件，其承载力大，施工技术成熟，抗震和防火等方面的性能优越。采用钢筋混凝士框架结构，稳定性可以得到很好的保证。钢筋混凝土梁板结构经历了两个阶段，传统的做法是薄腹梁或混凝土屋架加大型槽型板，后来随着预应力技术的成熟，一些技术公司开发出雁型板项目。值得强调的是屋面板要有保温层、防水以及保护等功能。2.3房屋方案的比选为了选出更为合理的方案，应对两种方案的优缺点进行比较。笔者根据工程的实际情况，主要对以下几个方面做了比较：施工工期：钢网结构施工工期短，且不受天气的影响，即使是在寒冷的冬季，混凝土无法施工的情况下，钢网仍可进行。且预制构件的施工周期长，养护周期长。施工人员费用：钢网结构主要的构件厂家已经事先设计好了，电站只需要安装即可，施工时间大大缩短，因此，施工人员费用也比混凝土结构便宜。工程造价：施工以及装修等工作完成以后，按实际的覆盖厂房面积，经过计算知钢网结构每平米综合造价比混凝土结构节省投资30-40%。构件制作：钢网结构所需的钢管、螺栓、锥头、板材以及檩条等构件均由设计厂家按要求制作，只需将构件运到现场安装即可完成；混凝土结构方案需要浇注梁以及面板，为了保证预制施工质量，需要事先平整夯实及硬化预制场地[2]，特别是在场地受限的水电站工程中，场地条件有时无法保证。影响因素：钢网架结构施工非常简便，吊装安全并且工作量小，混凝土用量也很少，质量控制比较容易。混凝土结构材料较多，施工受外界条件影响大，尤其冬季施工，加大了施工难度，混凝土质量因而不能很好的保障，准备工作量也非常大。 综合以上几个重要因素的考虑，钢网结构优势非常明显，同时为避免梁板吊装对机电安装造成较大的干扰，确保机组可以按期投产发电，设计最终采用空间钢网架结构方案。3、钢网结构设计3.1结构形式3.2设计依据3.3材料选择3.4加工技术要求网架杆件需要对氧化皮以及锈蚀等污物进行清除后才可加工。网架的构件（包括杆件、螺栓球、、支座高强螺栓等）需要在专业的厂家定制，并且还得有检验合格证明，对于球以及螺栓的加工，则由厂家按机械行业标准选购或自行加工，但要满足受力和材质要求。焊缝需满足规定标准，构件焊接要达到同等强度，。3.5安装以及涂装技术4、结束语网架结构的组成比较规则，施工起来方便，厂房屋面结构采用钢网架比采用钢筋混凝土梁、板结构费用小，建设工期短，质量更易于控制，并且对周围环境影响小。因此，在水电站工程中应大力推广应用。