摘要：随着电网主网架不断加强以及电网向高原无电藏区延伸，高原藏区的电网得到了快速的发展，将更多的变电站坐落在我省高海拔及高寒地区中。
关键词：高海拔、变电站、钢结构、节约
一、概述及背景简介
根据国家电网公司变电站“两型一化”建设设计导则及《国家电网公司输变电工程通用设计》的要求，变电站建设模式必然推行典型设计和标准化建设，走向减少土地占用、降低变电站造价、缩短建设周期、与周围环境协调、提高运行可靠性、减少设备维护的发展模式。并随着近几年来藏区水电的外送，输变电工程穿梭在青藏高原的崇山峻岭当中，更多的变电站也坐落在高海拔及高寒地区，比如：青藏线2007年已建两个110kV变电站（沱沱河、五道梁）变电站。
二、背景技术
钢框架结构主要应用在高海拔地区以及工程工期相对紧张的工程中，主要有以下原因：
在高海拔、气候条件较差的地区建筑物采用钢结构可以大量减少混凝土的养护工作，并节约施工工作量。在高原地区常年温度较低，根据《建筑工程冬季施工规范》规定，当室外日平均气温连续5天低于5℃，稳定低于5℃，混凝土施工应按冬季施工方法进行施工，施工单位需要编制专项《冬季施工措施》，如果建筑物采用混凝土结构将会大大增加混凝土的搅拌、浇筑、养护的工作量，比如采用热水甚至对砂石、石等骨料进行加热后进行搅拌，并需搭设搅拌温棚，以及混凝土养护保温棚等措施。在高原高海拔地区，并存在缺氧，机具、人力劳动力降效严重的条件下，考虑如何在有限的工期范围内保证工程质量及提高劳动效率条件下，将变电站内部分建筑物如主控制室、综合配电室等房屋结构形式设计为钢结构形式，从而可以降低冬季施工难度，避免大量混凝土搅拌养护工作量，节约经济性。
三、技术领域
35kV-110kV变电站内一般为单层和多层建筑物，如主控制室、综合配电室等，通常都是单层建筑物较多，单层建筑物的主体结构形式通常有两种：第一种，砖混结构与钢筋混凝土框架形式；第二种，钢框架+压型钢板+现浇压型钢板组合楼板。
1.青藏线2007年已建两个110kV变电站（沱沱河、五道梁）变电站都坐落在海拔4500m以上的高海拔地区。他们的共同点就是海拔较高，昼夜温度低、冬季时间较长、夏季最高温度在12.2°左右，冬季最低温度-23.8°，年平均施工周期很短。为了达到节省工期和能更好的保障施工质量的目的，将站内主控制室、综合配电室等建筑物采用了钢结构形式，柱采用HN300x200x8x12型钢柱，主梁均为HN500x300x9x14型钢梁，次梁采用HN400x200x7x11型钢梁，结构楼板为3mm热轨花纹钢板，次梁设于主梁下翼缘处，钢板上填炉渣混凝土。墙体及室内隔墙均采用100型（160x70x20x3），C型钢龙骨，安装压型彩钢板夹100厚保温用挤出发泡聚苯乙烯XPS墙体，外墙面压型钢板选用0.6mm厚YX-25-205-900型，内墙面压型钢板选用0.5mm厚YX-25-205-900型；屋面采用160型C型（160x70x20x3）檩条上安装压型钢板夹100厚保温用挤出发泡聚苯乙烯XPS屋面，选用型号为0.6mm厚YX-51-380-760互愣型，下部天棚面选用压型钢板型号为0.5mm厚YX-15-205-900型。墙面、地面、顶棚均采用“保温用挤出发泡聚苯乙烯板”，建筑面积为398.21㎡。
2.新建莫扎变电站站址位于青海省海西州蒙古族藏族自治州乌兰县茶卡镇祥和路以东，巴音路北侧区域，距茶卡镇约1km，交通便利。场地地貌属山前冲洪积平原地貌，场地地势总体上北高南低，场地标高3100m。
综合配电室为“一”型布置的单层钢框架结构，轴线尺寸为27.9mx 11.4m。建筑物外墙、屋面采用1.0厚铝镁锰板，保温板选用150厚岩棉板，内墙为装饰防火石膏板；钢柱采用HW300x300x10x15型钢，钢梁采用HN400x200x8x13型及HM582x300x12x17型钢，屋面采用YX-75-344- 688-1.2楼承板。建筑面积为358.4㎡。
结合案例分析，钢结构实现装配化程度最高，主体结构无需二次湿作业，虽然其缺点为防火性能差，但其抗震性能好，钢结构技术、施工成熟，生产厂家多，取材相对方便，采用钢结构后结构造价会略有增加，约10~20%,如果综合考虑各种因素，尤其是建设工期，则钢结构优势尤为突出。
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钢结构具有结构自重轻、抗震性能好、工业化生产程度较高、施工速度快、建筑造型美观、有利环境环保、使用空间大等优点。
采用钢结构后，建筑使用寿命到期后，钢结构拆除产生的固体垃圾少，废钢资源回收价格高。从目前来看，钢结构建筑是对城市环境影响最小的一种结构之一。建设部称之为可重复利用型和环保绿色建筑。在沙、石资源日益紧张的今天，钢结构的优势越发明显。
四、优缺点比较
1、钢筋混凝土框架结构体系和钢结构体系的不同点
钢筋混凝土框架体系，通常采用矩形梁柱截面，截面应力不均衡，在受弯、偏心受压的过程中，难以发挥混凝土材料应有的强度，构件截面大且重，框架结构自重约占结构总重的三分之一，这样浇筑的钢筋混凝土结构十分粗大，不雅观也占据房屋空间，在一定程度上制约了结构的正常受力。
由于将结构强度明显高于混凝土强度，大大减少了框架柱和梁的截面，使混凝土和钢筋用量大大减少，最主要的是大大减少了结构的主体自重，根据粗略计算主体重量（柱和梁）能降低约30%，这样就大大减少了对地基的压力，基础施工开挖取土量减少，对土地资源破坏小且可大幅度降低基础造价。
钢结构强度明显高于混凝土，更容易获得大空间，提高室内空间的使用率，以前的建筑空间稍大的室内就有截面很大的混凝土柱子，影响美观和使用。
2、施工工期的比较
钢结构变电站的构件可以不受天气的影响，可以连续加工，跟同等量和难度的钢筋混凝土结构相比，钢结构构造的施工工期可以提前三个月完成；比如碰到非正常的天气情况下，甚至可以提前更早完成，在我省玉树州地区，经常出现上午天气晴朗，下午突然降温出现下雪的恶劣天气，变电站在室内进行的土建施工期间可以升级为控制工期。
3、抗震性能比较
按照《建筑抗震设计规范》的要求，在可能发生七（八）级地震的区域，建筑物若采用钢筋混凝土结构，要求在本地区抗震设防烈度的基础上需提高一度进行设防，这样的钢筋混凝土结构相对会提高成本和施工难度。若采用钢结构，就不要求采用高一设防烈度的抗震方案，只需要对焊接框架节点，加固构件长细比，构件高厚比等部位，因此，钢结构体系具有造价较低，施工便利的优点。
4、施工质量比较
钢结构构件通常在工厂内实施统一加工制作，因此，很少受外界物质因素的影响，能更好的提高制作质量，这样，施工时完全可以按照网络图规定的时间内完成，以及合理的安排施工现场的吊装顺序及室内工作，最大限度的满足现场施工的要求。钢结构能够按需进行加工，不存在材料浪费，返工困难的问题，构件运输和装配，降低施工工地材料堆放挤压、避免物料的二次倒运可空间的占有。
钢筋混凝土框架结构中构件通常需要进行现场浇筑施工，工期长，物料堆放占地较大，并受天气影响较大，交叉作业难以协调，在恶劣环境下也难以保证预想的施工效果。
由于钢结构构件是工厂化生产，加工精确度高，有利于现场施工精度控制，她的误差是以“毫米”来控制，而混凝土施工精度以“厘米”来控制。
钢结构可干式施工，节约用水，施工占地少，产生的噪音小，粉尘少，且配电室建筑外形及大小容易满足多样化的调整，也利于外墙装修。
5、缺点
钢筋混凝土框架结构虽然自重大，但是整体性、密闭性、防火性都比钢结构好，同时钢结构容易被腐蚀，还要定期进行防腐处理，以保钢材的使用寿命。
五、结论
由于钢材可事先在工厂按施工图纸放样精确的加工成型，所以钢材安装时不受恶劣天气的影响，工程可在任何天气情况下持续进行，由此，可缩短又能降低建筑材料和人员等成本，节约工程整体成本。
论文作者:毛金花1,杨婷2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/3/16
标签：钢结构论文; 型钢论文; 变电站论文; 混凝土论文; 工期论文; 建筑物论文; 构件论文; 《基层建设》2019年第29期论文;