刘莹吉林省电力勘测设计院130022
摘要：电力工程的设计及施工是一个系统工程，其中结构设计是一项系统、复杂而细致的工作，结构设计的科学性、合理性、设计质量直接影响决定电力工程的运行安全及效益。这不仅需要扎实的理论知识，还需要具备灵活创新的思维和严谨负责的工作态度。只有熟练掌握结构设计的过程，清楚设计原理，才能保证结构安全。文章根据笔者的工作经验，对设计时要注意的事项进行阐述。
关键词：电力工程；结构设计；注意事项
结构设计不仅要满足工艺设备、运行、安装、抗震等要求，还要满足气象、地质等环境要求。设计图纸是设计人员用结构语言向施工人员表达所要实现的东西。用基础、墙、柱、梁、板、楼梯、大样等结构元素来构成建筑物的结构体系，包括竖向和水平的承重及抗力体系。把各种情况产生的荷载效应以最简捷、明确的方式传递至基础。
1.结构的设计过程可以分为三个阶段：结构选型与原则方案阶段，它包含结构计算和施工图设计阶段。方案阶段的内容为：根据建筑的重要性，建筑所在地的抗震设防烈度，工程地质勘查报告，建筑场地的类别及建筑的高度和层数及工艺设备布置、运行要求等来确定建筑的结构形式及基础形式。（例如，砖混结构，框架结构，框剪结构，剪力墙结构，墙下条基，独立基础，桩基，阀板基础等等以及由这些结构来组合而成的结构形式）。确定了结构的形式之后再根据不同结构形式的特点和工艺要求来布置结构的承重体系和受力构件（即梁、柱的选型及布置）。结构计算阶段的内容为：首先是荷载统计。荷载包括外部荷载（例如，风荷载，雪荷载，施工荷载，地下水的荷载，地震荷载等等）和内部荷载（如，结构的自重荷载，设备及使用荷载等等）上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。其次，构件的试算。根据计算出的荷载效应，构造措施要求、使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法来初步确定构件的截面。内力的计算，根据确定的构件截面和荷载值来进行内力分析，包括弯矩、剪力、扭矩、轴心压力及拉力等等。最后，构件的计算。根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制（比如，轴压比，剪跨比，跨高比，裂缝和挠度等等）来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。如不满足要求则要调整构件的截面或布置直到满足要求为止。
2.进行结构设计时应注意的事项
2.1拿到卷册任务书及专业提资时不要盲目建模计算。先进行全面分析，与工艺专业及建筑专业设计人员进行勾通，充分了解工程的各种情况（如建筑功能、工艺要求等）；建模计算前的前处理要做好：比方荷载统计尽量准确、详细，不能估计更不能遗漏。要完全根据工艺提资来输入；在进行结构建模的时候，要了解每个参数的意义，不能盲目修改参数，修改时要有依据；在计算中，要充分考虑在满足技术条件下的经济性。不能随意加大配筋量或加大构件的截面。这一点要作为我们的设计理念之一严格执行。
2.2关于计算过程
计算过程就是结构师利用软件对所建模型进行导荷、内力分析及配筋的过程，在计算的时候我们需要根据实际情况调整软件的各种参数，以符合实际情况，如果先前所建模型不满足要求，就可以通过计算出的各种图形看出，结构师可以通过对计算出的受力图、内力图、弯矩图等等对电算结果进行分析，找出模型中的不足并加以调整，反复至电算结果满足要求为止，这时模型也就可以确定了。然后再根据电算结果绘制施工图，现在通常采用平法出图，这大大简化了图纸数量且有利于施工。
2.3关于地基基础的桩基部分：
桩的种类（直径）不宜多，无论是预制桩还是钻孔桩，否则给施工和设计都带来很大的麻烦。有些同直径的桩，桩长不同，是由地基土和持力层标高不同而客观决定的。在绘制施工图时，尽量减少数量。画桩位图时，应将布置桩数、上拔力、竖向力和水平力放在一起，并且永久保留，以便日后校核。
2.4关于主次梁布置及构造
主次梁的布置就是一门学问，既涉及安全又涉及造价的一个重要的技术性工作。总的原则是要求传力明确，次梁传到主梁，主梁传到柱。力求使各部分受力合理。梁布完后，基本上板也就被划分出来了，从而确定单向板或双向板。
梁的标高（是否确定梁底标高及梁上翻等问题）梁的标高应该与工艺专业和建筑专业相协调尽量减少钢筋的种类和级差（≤2级）这样可以便于施工。有雨蓬等外挑构件处的梁要加强（可以将此处的箍筋加密、设置抗扭钢筋等措施）钢筋在梁中的放置必须满足净距要求，特别是梁上部钢筋的净距（≥1.5d或30mm），施工时经常会有由于钢筋太密而无法使用振捣棒振捣的情况。主次梁关系，从梁截面上也有区别，次梁适当放小。次梁最少要比主梁小50mm。主梁有次梁处加附加筋：一般应优先加箍筋，当主次梁截面相差不大，次梁荷载较大时，主梁在次梁的支座处应按抗剪强度计算的要求增加附加筋。一般情况下，悬挑梁宜做成等截面，尤其出挑长度较短时，与挑板不同，挑梁的自重占总荷载的比例很小，作成变截面不能有效减轻自重。如果是变截面挑梁的箍筋，每个都不一样，不一定省很多材料还加大了施工难度。变截面梁的挠度也大于等截面梁。当然，外露的大挑梁，可适当变截面，使感官效果好些。
2.5关于柱布置及构造
柱的布置应尽量满足工艺要求和建筑布置要求，对于不同柱的断面大小，应该尽量做到按轴压比控制，轴压比相差不宜大于0.2。柱配筋时，应同时满足配筋率、箍筋、主筋、角筋、最小体积配筋率的要求。我们一直说的“强柱弱梁”并不是说梁柱的线刚度比，而是通过设计时的调整，使柱的承载能力比与他相联的梁的承载能力要高。强调梁柱的线刚度比是因为框架作用的要求，当梁柱的线刚度比大于等于四的时候框架可以看作完全框架，其抗侧能力提高很多，而梁柱线刚度比小于1时，框架作用几乎消失，对结构抗侧不利。
2.6关于专业配合协调
2.6.1专业间配合
设计过程中各专业之间的配合也至关重要，为何这样说呢？因为结构专业在整个设计过程中属服务性和基础性设计，结构设计的优劣事关整个电厂设计的成败，通俗的讲是关乎生命财产的大事。另外一个原因是，结构专业在施工过程中往往是一次性不可逆的，混凝土浇注成型后再想开洞或增加埋件、增加设备基础等就相当困难了，即使花费了大量的人力和资金，效果也不尽人意，且破坏了结构原有的强度及使用功能。例如，有时工艺专业将集水井的深浅会提错，在实际施工后，不但不能达到排水疏导的作用，相反还会使雨水等倒灌入厂房或地下室。再比如，工艺专业通常会向结构专业提出一些预埋管或板上留洞，如果专业间协调不好，孔洞、埋管往往会碰到结构构件，如果不及时沟通协调不但会耗费双方的精力时间造成经济损失还会为今后的使用造成极大被动和困难，可谓后患无穷。
2.6.2相互的提资时间
工艺专业向结构专业提资后，结构专业应根据工艺要求尽快进行结构方案布置，并及时反馈给各专业，且要留好电子及纸版提资资料。工艺专业提资后应以纸版资料内容和时间为准，以免土建施工图中出现错误，造成日后的返工甚至施工错误。有时使用电子版提资会发生工艺专业已经更改了资料，但结构专业还是按照先前的资料去设计施工图的，这样就造成了结构设计已完成，但在会签时甚至拿到施工现场后才发现错误，这样势必造成耽误工期、浪费人力物力等严重后果，使各专业间互相推诿责任、浪费时间，给工程造成了很大困难。所以，及时做好专业间沟通协调，留好准确的互提资料，对于工期及设计图质量至关重要。
结束语总之，结构设计是个系统、全面的工作，需要扎实的理论知识功底，灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。设计人员要从基本的构件作起，深刻理解规范和规程的含义，并密切配合且满足其他工艺专业的要求来进行设计，善于反思和总结工作中的经验和教训。以不断提高自己的业务水平和设计能力。