1、1变电站单元式辅助用房技术成果简介1.概述概述变电站单元式辅助用房（以下简称辅助用房）是指为满足变电站值班及供电等生产、生活需求，采用模块化设计、工厂化生产，其主体刚架、围护体系、生活，以及电气、水暖、通信等设施及预留接口均在工厂内一体化完成，一次性整体运输，现场吊装拼接后即能使用的高度集成化建筑成品。1.1 典型方案根据国网公司 35220 千伏智能化变电站模块化建设要求，结合变电站场地、功能需求、运输吊装等条件，辅助用房每单元标准轴线尺寸为 6 米长2.9米宽3.2 米高，设置警卫室、保电值班室、备餐间、卫生间。现场采用两种拼接方案。表 1.1-1辅助用房尺寸方案拼接后尺寸（mm）(长宽高
2、)一1220029003200二600060003200a)方案一：轴线尺寸（长宽高）12200mm2900mm3200mm图 1.1-1方案一平面布置图b)方案二：外形尺寸（长宽高）6000mm6000mm3200mm；2图 1.1-2方案二平面布置图1.2 基本性能要求单元式辅助用房设计应符合现行国家标准、设计规范的要求。基本性能要求如下：表 1.2-1基本性能序号性能指标具体参数1设计年限50 年2抗震设防烈度63环境温度-25+554隔音性能外墙55dB，内隔墙45dB5耐火等级II 级6燃烧性能A 级注：当超出规定的条件时，由用户和制造商协商规定。32.技术方案技术方案2.1 结构2
3、.1.1 基本设计规定1)辅助用房安全等级为二级，抗震设防分类为标准设防（丙类）。2)采用钢框架箱体结构，主材采用方钢管，辅助支撑系统采用方钢管及 C型钢，屋盖采用冷弯薄壁型钢檩条。3)钢结构梁柱等主要承重构件材质采用 Q355B，支撑及檩条等辅助构件材质采用 Q235B。4)钢结构采用工厂焊接连接。2.1.2 结构布置辅助用房为两个尺寸（6 米长2.9 米宽3.2 米高）相同的的单元拼接而成，因此结构计算时采用一个单元计算。根据工程经验，当结构跨度较小时，若柱距选用较大的间距，会增加檩条的用钢量是不经济的。在设计当中不能过于追求主钢构单位用量，如果只追求用钢量随着柱距的增大，刚架的单位用钢量
4、的确是逐渐下降，但对于其他结构如辅助支撑系统、檩条的用钢量会随着柱距的增大而增大，就房屋的总用钢量而言，随着柱距的增大先下降而后又上升，当柱距增大到一定数值后，钢架用钢量随着柱距的增大下降的幅度较为平缓。因此，在考虑房间布置、基础连接及总用钢量等因素后，经过优化，柱距采用3m 左右的标准化模数，最终结构平面尺寸如图所示。4图 2.1.2-1一层结构布置图图 2.1.2-2屋顶层结构布置图5图 2.1.2-3刚架剖面图2.1.3 结构计算2.1.3.1 结构取值1）恒载、活载、风荷载、屋面雪荷载等按现行国家标准 GB 50009 的规定采用。其中，地坪活载：2KN/M2；屋面活载：0.5KN/M
5、2，风荷载：0.45KN/M2，恒载为材料的自重取值。2）地震作用按 6 度地震力计算。2.1.3.2 计算结果根据同济大学的 3D3S 钢结构设计软件计算分析模型，检验结果表明，结构能够满足承载力计算和位移要求，其中应力比最大值仅为 0.33，位移变形微乎其微,几乎可以不计，杆件挠度最大值为 1.7mm，是跨度的 1/1785,远远小于规范限值。图 2.1.3-4建模模型强度和整体稳定控制表：6表 2.1.3-1最严控制表(强度和整体稳定)强度绕 2 轴整体稳定绕 3 轴整体稳定沿 2 轴抗剪应力比沿 3 轴抗剪应力比绕 2 轴长细比绕 3 轴长细比所在单元4646465254242数值0.
6、3330.2460.3340.0950.01076761)强度应力比图：图 2.1.3-5强度应力比图2)最大位移图：图 2.1.3-6最大位移图3)钢梁挠度图：7图 2.1.3-7钢梁挠度图4)主材杆件型号：表 2.1.3-2钢梁截面表2.1.4 吊耳2.1.4.1 吊耳位置当采用底部四点吊装时，一般情况下吊耳是设置在建筑物的长边方向的钢架上，每边二个吊耳，均匀布置，以保持整体平衡及稳定。如图 2.1.4-1 所示。图 2.1.4-1底部吊装法8考虑到方案二的单元房需要在长边（6 米）现场拼接，当吊装第二个单元房时，受基础短柱尺寸限制，两单元之间的缝隙不会过大，钢绳拆除不便。因此，单元房采用顶部吊装法。如图 2.1.4-2 所示。图 2.1.4-2 顶部吊装法2.1.4.2 吊耳设计经计算，辅助用房每单元房的自重仅为 810 吨，取最大值 10 吨计算吊耳。顶部宜采用六点吊装，也可采用四点吊装，吊装点与钢框架柱焊接。根据规范规定，当一个构件设有 4 个吊环时，设计时应仅取 3 个吊环进行计算。因此单个吊耳所受的拉力标准值 N=10/3=3.333 吨=33.33kN。吊耳厚度为14m
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