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8.3 结构


8.3.1 换流站建筑物、构筑物的设计工作年限、结构安全等级、结构重要性系数应符合表8.3.1的规定。
表8.3.1 换流站建筑物、构筑物的设计工作年限、结构安全等级、结构重要性系数
    注:建筑物中各类结构构件使用阶段的安全等级宜与整个结构的安全等级相同,对其中部分结构构件的安全等级可根据其重要性适当调整,但不得低于三级。
8.3.1A 换流站建筑物、构筑物的地基基础设计应符合国家现行标准《建筑地基基础设计规范》GB50007和《变电站建筑结构设计技术规程》DL/T5457的有关规定,地基基础设计等级应符合表8.3.1A的规定。
表8.3.14 换流站建筑物、构筑物的地基基础设计等级
8.3.2 控制楼和阀厅的楼面、地面活荷载标准值、组合值系数、准永久值系数和折减系数不应小于表8.3.2所列的数值。如果设备及运输工具的实际荷载超过表8.3.2所列的数值,应按实际荷载进行设计。
表8.3.2 控制楼和阀厅的楼面、地面活荷载标准值、组合值系数、准永久值系数和折减系数

注: 1 当采用压型钢板轻型屋面时,屋面竖向均布活荷载的标准值(按水平投影面积计算)取0.5kN/㎡。
        2 对受荷水平投影面积大于60㎡的刚架或屋架构件,屋面竖向均布活荷载的标准值取不小于0.3kN/㎡。

8.3.3 换流站建筑物、构筑物的基本风压取值应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定。阀厅、户内直流场应按100年一遇标准取值,其余建筑物、构筑物应按50年一遇标准取值,但不得小于0.3kN/m2。

8.3.4 换流站建筑物、构筑物的结构设计应采用抗震、抗风性能较好且经济合理的结构体系,不规则结构应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定采取加强措施。换流站主要建筑物、构筑物的结构形式应符合下列规定:

    1 此款删除。

    1A 抗震设防烈度为8度及以上时,高端阀厅、"一字形"布置中的低端阀厅的主体结构宜采用全钢排架结构,抗震设防烈度为6度或7度时,也可采用钢-钢筋混凝土混合结构;"面对面"布置中的低端阀厅的主体结构宜采用钢-钢筋混凝土混合结构。

    2 阀厅、户内直流场屋面结构体系宜采用钢结构有檩屋盖结构体系,屋盖宜采用复合压型钢板屋面板和冷弯薄壁型钢檩条;在风荷载较大地区,也可采用以压型钢板为底模的钢-混凝土板组合楼板结构。墙面围护结构宜选用与主体结构相适应的墙面材料。

    3 阀厅屋盖支撑体系的布置、钢结构柱间支撑的布置和钢筋混凝土框架结构的刚度布置应满足结构的整体刚度和稳定性要求。钢结构节点设置应满足构造简单、施工方便的要求。

    4 阀厅、换流变压器之间的防火墙宜采用现浇钢筋混凝土墙结构,也可采用现浇钢筋混凝土框架填充墙结构。钢筋混凝土防火墙受力钢筋的混凝土保护层厚度除应满足混凝土结构的要求外,还应满足防火要求。

    5 控制楼主体结构宜采用钢筋混凝土框架结构,楼、屋面宜采用现浇钢筋混凝土板。控制楼墙面围护宜采用砌块填充墙。

    6 气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)室主体结构宜采用门式刚架轻型钢结构,屋面宜采用钢结构有檩屋盖体系,屋盖宜采用复合压型钢板屋面板和冷弯薄壁型钢檩条。墙面围护结构宜选用与主体结构相适应的墙面材料。

8.3.5 当阀厅、户内直流场、气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)室等建筑物采用钢结构且节点采用螺栓连接时,其承重结构的连接宜采用摩擦型高强螺栓连接;钢结构的防腐宜采用有机防腐涂料体系防腐或冷喷锌防腐。

8.3.6 换流站建筑物、构筑物的抗震设计应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定,并应符合下列规定:

    1 换流站建筑物、构筑物的抗震设防烈度应按照国家规定的权限审批、颁发的文件(图件)确定。抗震设防烈度可采用中国地震烈度区划图规定的地震基本烈度;对已编制抗震设防区划的地区,可按批准的抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防。

    2 阀厅、控制楼、户内直流场、气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)室、站用电室、继电器小室为换流站主要生产建筑物,其抗震设防类别应为乙类,地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求;当抗震设防烈度为6度~8度时,抗震措施应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求,当为9度时,抗震措施应进行专题论证;地基基础的抗震措施应符合抗震设计国家现行相关标准的有关规定。

    3 辅助生产及附属建筑物、构筑物抗震设防类别应为丙类,地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防烈度的要求。

8.3.6A 换流变压器隔声罩的设计除应符合现行行业标准《换流站噪声控制设计规程》DL/T 5526的有关规定外,尚应具备火灾时不妨碍外部消防灭火救援的功能。


条文说明
8.3.1 阀厅、户内直流场和控制楼是换流站的主要生产建筑物,发生结构破坏会产生很严重的后果,因此结构安全等级采用一级。为与现行行业标准《220kV~750kV变电站设计技术规程》DL/T5218、《换流站建筑结构设计技术规程》DL/T5459等协调一致,本次局部修订将500kV及以上配电装置室(楼)、变电构架、设备支架的结构安全等级补充明确为一级。原规范曾规定阀厅、户内直流场钢屋架结构的重要性系数宜为1.15,本次局部修订予以取消。
8.3.1A 本次局部修订补充规定了换流站建筑物、构筑物的地基基础设计等级。根据现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的有关规定,将场地和地基条件简单的换流站重要生产建筑物、构筑物(阀厅、控制楼、户内直流场)以及对地基变形要求较高的建筑物、构筑物(换流变压器基础、500kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)基础)的地基基础设计等级规定为乙级,其他建筑物、构筑物为丙级。场地和地基条件复杂时,可参照现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的有关规定提高一级。
8.3.2 控制楼和阀厅的楼面、地面活荷载标准值、组合值系数、准永久值系数和折减系数的取值根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定和±800kV换流站及±500kV换流站的工艺布置和工程设计经验确定。
8.3.3 阀厅、户内直流场为单层厂房,房屋高度高、跨度大,而且为重要建筑物,因此基本风压要按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009规定的100年一遇风压采用。
8.3.4 相比量化计算,概念设计能更好地从宏观上处理结构的安全问题,因此,本条规定了应注重概念设计,采用抗震性能和抗风性能较好的结构体系,重视结构布置的规则性。不规则结构应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定采取加强措施。
    1A 国内±800kV换流站阀厅采用的结构形式主要有全钢排架结构、钢-钢筋混凝土墙混合结构、钢-钢筋混凝土框架混合结构三类。根据滇西北特高压直流输电工程±800kV新松换流站的抗震设计专项研究,混合结构阀厅的抗震性能不佳,主要表现为:①地震作用下存在严重的扭转不规则问题;②结构加速度放大系数大大高出现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定。因此,高端阀厅宜采用全钢排架结构;抗震设防烈度为6度或7度时,也可采用钢-钢筋混凝土混合结构。
8.3.5 现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99规定高层建筑钢结构承重构件的螺栓连接要采用摩擦型高强度螺栓,本规范参照执行。
    有机防腐涂层防护体系是一种常用的钢结构防腐蚀方法,在我国工业与民用建筑工程中得到广泛应用。对于室内无侵蚀性环境,有机防腐涂料的维护年限可达15年~20年,对于室内弱侵蚀性环境,其维护年限可达10年~15年。有机涂料具有节能、环保、施工方便、维护性能好的特点,缺点是维护次数相对较多,但仍能满足换流站一般建筑物钢结构的防腐要求,设计要根据房屋的使用年限要求合理选用。
    热浸镀锌作为一种传统的防腐方式,其防腐蚀性能较高,有效解决了涂料防腐体系的使用寿命短等缺点,防腐年限一般可达30年,在输变电工程构(塔)架中得到广泛应用。但良好的防护性能的同时,带来了高污染,高能耗,国家已在逐步立法限制热浸镀锌的发展,已经不准新建热镀厂;同时,热浸镀锌受镀槽大小限制,运输限制,使得很多大型构件施工起来非常不便,加上钢材受热变形、发花、镀层修复困难等问题,要求更新更好的技术来解决。另外,由于热浸镀锌高强度螺栓容易发生氢脆破坏、扭矩系数发散、钢结构摩擦面较难处理等缺点,因此限制了摩擦型连接(或承压型连接)高强螺栓的使用,而建筑物承重钢结构的连接一般采用摩擦型连接(或承压型连接)高强螺栓,因此换流站建筑物不宜采用热浸镀锌防腐。
    冷喷锌的出现有效解决了有机涂料防腐体系和热镀锌防腐体系的缺陷,该技术在欧洲取得了较快发展。随着国家节能减排等措施的相继出台,热镀锌将会限制使用,冷喷锌具有节能、环保、施工方便、维护性能好、全寿命成本低等优势,且具有防腐年限长(一般达30年以上)、经济性好的特点,有很好的综合性价比和竞争力,对于变电构(支)架等室外构筑物宜优先采用冷喷锌,对室内建筑物,经济条件允许时,也要优先采用冷喷锌。
8.3.6 阀厅、控制楼、户内直流场、GIS室、站用电室、继电器小室为主要生产建筑物,本规范将这些建筑物的抗震设防类别归为乙类,地震作用和抗震措施按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的有关规定执行。
8.3.6A 由于噪声控制的需要,换流变压器一般需要设隔声罩。但实践证明,传统隔声罩对消防炮、消防枪等外部灭火系统(装备)喷射的灭火剂有阻挡作用,对灭火不利。因此,本条规定隔声罩应具备火灾时不妨碍外部消防灭火救援的功能。

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±800kV直流换流站设计规范 GB/T50789-2012(2022年版)
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