时间：2023-06-25 16:19:54
导语：在电气抗震设计的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
【关键词】建筑结构工程；抗震设计；理念；要点；作用
一、建筑结构工程的抗震设计理念
我国《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）对建筑的抗震设防提出"三水准、两阶段"的要求，"三水准"即"小震不坏，中震可修，大震不倒"。当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时，结构处于弹性变形阶段，建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此，要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算，要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时，结构屈服进入非弹性变形阶段，建筑物可能出现一定程度的破坏。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此，要求结构具有相当的延性能力（变形能力）不发生不可修复的脆性破坏。
二.建筑结构工程抗震设计的要点
1、建筑形体及构件布置的规则性。平而不规则的主要类型有：扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续，具体可以体现到对结构分析软件的计算结果的分析判断，如扭转不规则，体现在：位移比不宜大于1.2且不应大于1.5，周期比对于A级高度建筑不应大于0.90竖向刚度不规则的主要类型有：侧向刚度不规则、抗侧力构件不连续、楼层承载力突变等，如侧向刚度不规则就要求本层的侧向刚度不小于相邻上一层的70。及其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80。等。如设计结果不满足，设计人员应对模型重新进行分析，调整梁柱布置及截而，尽量做到使结构规则。如确实满足不了，则应对薄弱部位进行重点加强。如平而规则而竖向不规则的建筑，刚度小的楼层的地震剪力，规范要求乘以不小于1.15的增大系数。
2、提高抗震设计等级。研究表明，以地震灾害分析50年为一个分析周期，而小震的重现世间为50年，小震灾害已经超过抗震设计安全烈度的概率为62%；中型地震的重现世间为475年，中震灾害已经超过抗震设计安全烈度的概率为10%；大型地震的重现世间为2000年，大震灾害已经超过抗震设计安全烈度的概率为2%。因此，一些建筑工程设计专家指出，我国地震多发地带应该及时提高建筑工程的抗震等级，严格控制建筑工程的抗震设计，确保建筑工程的抗震稳定性。
3、控制建筑工程材料的质量。建筑工程抗震性能除了会受到建筑工程体系、抗震防线及建筑施工方案等因素的影响之外在多数情况下还对建筑的施工材料产生极大地影响。通常，建筑材料强度、建筑材料刚度对建筑工程的抗震性能会产生很大的影响，而且还会受到来自建筑材料连续性及建筑材料均衡性的影响。所以在选取建筑工程材料过程中，一定要对建筑施工材料的延伸性和刚度进行仔细、认真考查，并且同时最大限度与建筑工程体系相符合建筑施工材料能得到确保。
4、重点部位重点设防。对于建筑中容易出问题的环节，重要的环节可以人为的对其加强，如煤矿建筑井口房设计中，驱动设置在井口房楼板上的情况，该区域振动大、拉力大，并且与煤矿生产息息相关，设计中应重点加强。另外，破坏后容易引起大面积倒塌的构件，也应作加强处理。
5、轴压比和短柱设计。在建筑工程抗震设计中，为了提高结构的抗震性，需要减小柱的轴压比，增大柱的截面尺寸。减小柱轴压比的主要目的是为了使柱子处于大偏心受压状态，避免纵向受力钢筋未达到受拉屈服而混凝土却被压碎的情况发生。由于柱的刚性强度比较高，使得整体结构的延性就差，当发生地震灾害时，结构吸收地震能量和耗散能量就少，使得结构很容易发生破坏。所以在高层结构设计时，通常采用强柱弱梁设计方法，且梁具有很好的延性，可以发生适量的变形，就会减少柱子进入屈服强度的可能性，且在设计时可以适当增大轴压比。此外，许多高层建筑底层的柱子长细比小于4，但不能依据长细比小于4则判断是短柱。因为短柱的确定因素是柱的剪跨比，只有柱的剪跨比小于等于2才是短柱。
三.建筑结构工程中抗震设计的作用
1、降低地震对建筑的影响。现最被工程界认可的一个办法是在建筑基础与建筑的主体部分之间加设一个隔震层，有的设计师在建筑物的顶端部分加设一个"反摆"。此反摆的作用是能够在地震时使建筑物的位移方向相反，降低了加速度，降低地震的作用。根据相关研究分析，如果对"反摆"设置合理，那么对降低地震作用的概率可达65%，也能最大限度地减少建筑物内的物品受损程度。这一方式在国内外正被广泛地研究，并应用到了实际的工程建筑中，取得了较好的成效。
2、保证建筑的刚度。在建筑结构的设计过程中，合理地设计和确定建筑物的刚度非常重要。因此首先要考虑到的是采用大量的钢筋混凝土。主要是在已有的钢筋混凝土之上使用"钢结构"对其进行进一步加层加固。加固分为两种情况：a.如果所需要进行加层的建筑结构的体系是钢结构，而国家规定：上部是钢结构、下部是钢筋混凝土两种不同的体系结构是不符合抗震规范的。b.假设屋盖的部分是采用钢结构，而钢筋混凝土仍然是作为整个建筑结构的抗侧力的主要体系，则必须根据相关的规定进行抗震设计。
3、提高建筑结构的抗震力。出于对建筑结构抗震功能的保证，在建筑结构工程中要特别注意做到以下几点：a.在建筑结构工程中要考虑地基的稳定性因素，挑选对抗震有益的地基，防止地基变形影响抗震功能；b.同一建筑结构单元要设计在性质一样的地基上，要把地基最大潜力融入建筑的结构设计，有利于发挥地基的抗震功能；c.建筑结构工程尽量做到规则、对称，以降低地震作用导致的建筑变形度以及避免地震作用力集中导致建筑扭曲的状况发生；d.建筑的整体结构设计中要多加几道抵抗防线，以提高建筑结构的抗震力，同时建筑结构受力设计要明确，防止存在建筑结构局部薄弱；e.最大程度的减少建筑结构自身重量，从而减小建筑对地基的压力，达到缓解地震冲击作用对建筑体的影响力。
4、设防标准。我国明确规定，建筑的使用价值被区分成4个类别：甲乙丙丁。甲类和乙类建筑：当抗震设防的烈度是6度～8度时，应该符合本地的抗震设防再高1度；丙类建筑：丙类建筑的抗震措施以及抗震作用都应该要符合本地的抗震设防要求；丁类建筑：在通常情况之下，地震措施可以相对于本地抗震设防的要求适度降低，但地震作用必须符合本地的抗震设防要求。
结束语
由于地震的不确定性和破坏性特点，因此在建筑结构工程中应用抗震设计体现了设计的安全概念以及对自然灾害的预防措施。随着全球地震不断频发，为了更好的保护群众的财产生命安全，建筑结构工程的设计尤为重要，建筑物的抗震设计必不可少，因此有必要对抗震设计的作用进行分析，旨在提高建筑工程的质量。
参考文献：
[1]宋海燕. 谈抗震设计在建筑结构工程中的应用[J].山西建筑，2013（27）
[2]吴学荣. 高层建筑结构工程方法与应注意的问题[J]. 建材与装饰，2012（27）
窗体顶端
关键词：建筑结构设计 安全性
一、 建筑结构设计中存在的安全隐患
1、抗震度不够
前几年的汶川大地震及玉树地震造成的损失足以说明我国一些地方的建筑抗震性很差，未达到我国规定的标准。因此保证建筑物的抗震性能是减少地震发生时人员伤亡及财产损失的重要问题。在建筑结构设计中提高抗震设计水平是提高建筑结构设计水平的一个重要方面。关于建筑物的抗震性能设计，我国颁布了《建筑抗震设计规范 》，为我国的建筑抗震设计提供了依据。《 规范 》中规定：“小震(超越概率6 3％)不坏、中震(超越概率10％)可修、大震(超越概率2％)不倒”。而一些建筑公司领导对建筑物的抗震性能的重视程度不够，导致了公司员工也不重视抗震性，尤其是建筑结构设计人员。有些建筑结构设计人员对抗震设计的认识不透，设计过程中个别忽略抗震性原则，造成了建筑物施工过程仅仅是一个表而工程，而实质是建筑物并不具有真正的抗震性能。这种现象在我国不少地区屡见不鲜。当然我国地域辽阔，各个地区的情况不同，地震几率与地震级别各有不同。不能恪守规则，不了解实际情况进行设计。建筑结构设计者要根据地区的实际状况，选择不同的抗震规范，以免造成不必要的浪费。
2、结构设计中偷工减料，钢材不足导致功能减弱
一方而在结构设计中，一些建筑公司为节省开支，获取高额利润，过度节约钢材等偷工减料，不重视建筑物的质量及安全性，导致建筑物中钢材等材料的性能减弱，进一步导致建筑物的质量不过关，安全性下降。我国对建筑物钢筋的配筋率有明确的规定，建筑物的不同部位，其配筋率是不同的。建筑设计公司的设计人员要高度重视建筑物的配筋率，对施工过程进行实时监督另一方面，一些小的建筑公司为节省开支，使用中小城市现在还任发展的冷轧变形钢筋。这种钢筋强度高，脆性大，韧性小，且对建筑抗震不利，就是因为可以节省钢材，进而节约开支，所以，一些小建筑公司为牟取利益不惜不顾人们的生命安全使用不符合规定的钢材。
3、建筑结构设计不合理
由于建筑结构设计者的知识和经验不足，导致其设计的建筑结构不合理，存在安全隐患或其他问题。(1)建筑方面。①布置竖向交通中心，确定楼梯、电梯的数量和布置方式，不能保证使用效率和防火安全。②内外建筑装修、构造、用料和做法不适应因风力、地震、温度变化等所引起的变形和安全问题。(2)结构方面。①没有考虑高层建筑遇到巨大风力和地震力时所产生的水平侧向力。②没有严格控制高层建筑体型的高宽比例，不能保证其稳定性。③建筑平面、体型、立面的质量和刚度不能保持对称和匀称，使整体结构出现薄弱环节。④不能妥善处理因风力、地震、温度变化和基础沉降带来的变形节点构造。(3)设备和电气方面。①设计供暖和给水排水系统时，没有考虑因建筑高度增大的压力，不能保证管道、炉片具有耐压能力。有些设计者安全意识薄弱，只顾建筑设计的美观而不顾建筑质量，或者明知道公司要求的设计形式行不通，为了保住自己的饭碗而不提出异议，纵使悲剧上演。因此设计人员要人人自危，不能只考虑公司利益，也要切身为顾客考虑，学会换位思考。
二、建筑结构设计中安全性的措施
2．1 提高建筑结构设计人员对抗震性能的重视意识
结构设计是个系统、全面的工作，需要扎实的理论知识作为基本功，灵活刨新的思维和严肃认真负责的工作态度。设计人员要精益求精，重视每一个基本构件的设计，并做到知其所以然，并深刻理解规范和章程的含义，密切配合建筑工程，在工作中做到事无巨细，善于反思和总结工作经验和教训，为以后的工作积累经验。
结构设计人员要转换自己的陈旧思想，正确对待抗震性能的重要性，为人们的生命财产负责，发挥自己的主导作用，对工作负责，应用自己的个人才智，控制建筑结构设计的安全性能水平，让自己设计出来的作品体现自己的人本意识，积极配合国家以人为本的政策。
2.2 严格按照国家规定的建筑规范设计建筑结构
随着建筑业进一步的发展，建筑结构越来越被重视。国家也出台了一些相应的规定。而一个国家的规定不仅仅是技术性的，还具有很强的政策性。而且这些规定是与时俱进的，要不断修改，我们不能仅仅满足于过去的设计标准。严格按照国标设计、用料、施工(1)目前设计者应该熟悉和掌握的与高层建筑消防电气有关的设计规范主要有《高层民用建筑设计防火规范》、《火灾自动报警系统设计规范》、《民用建筑电气设计规范》。三部规范对高层建筑中一、二类建筑的划分以及对火灾报警与消防联动控制系统的设置与要求总体来讲是一致的，但从各自不同角度三部规范也各有侧重，有所区别。对设计者来说，国标是带有强制性的，必需严格遵守，部标或行业标准应服从国标。
2.3开展科研，创新设计软件
工欲善其事，必先利其器，道理是显然的。随着建筑事业的发展，特别是现今建筑行业的快速发展，建筑结构设计的内容越来越复杂，难度越来越大。从另一个角度来说，我国建筑结构设计对设计人员知识的深度和广度有了更多的要求。在此种情况下，现有的结构设计程序已不能满足设计人员的需求。同时计算机程序的内容和功能直接影响结构设计水平。有时为了解决生产问题，配合软件的能力，只能把计算过程简化以满足计算程序的能力。所以，提高结构设计中建筑的安全性，首先耍开发出一款高精度软件，这就需要设计者和计算机程序专业人员合作去完成软件开发，推新创新，不安于现状，勇于承担起这个任务。
参考文献：
[1]朱镜清．结构抗震分析原理[M]．地震出版社，2002，l1．
近年来地震频发，在震害中受损最严重的便是建筑。本文结合实际的设计和施工过程中遇到的情况，提出在建筑工程中抗震设计及施工中应注意的一些问题和一些改进建议
关键词：建筑抗震设计；结构设计；结构圈梁和构造柱；刚度
唐山大地震、汶川大震动、921台湾大地震、2011年3月的日本大地震，让人们一次次感受着大自然的威力与无情。我国位于环太平洋地震带与欧亚地震带之间，地震活动频度高、强度大、震源浅、分布也很广。据有关机构的调查统计，地震灾害中人员伤亡的90%是因为房屋的倒塌造成的。所以在建筑物建设过程中应该要重视建筑物的抗震设计，避免和减少地震发生时大量人员伤亡和财产损失。
一、我国建筑工程中设计和施工中存在的问题
（一）建筑工程中出现的设计问题
1.结构设计
城市住宅建筑中，房屋超高或超层情况常常出现，特别是底层为店面，上层为住房的建筑，高度很多都超过限值，片面追求室内大空间的需求。不论农村还是城市，建筑的底层或顶层采用混杂结构体系的情况时有出现，即钢筋砼内框架结构只在在底层或顶层部分采用，有些建筑是将构造柱和圈梁局部加大当作框架结构。有的设计者为追求房屋布局，设计时出现了纵、横墙沿平面布置不能对齐或墙体沿竖向布置上下不连续等等情况。
2.抗震计算
在建筑抗震设计中，很多设计者没有做抗震承载力计算，加上某些设计者工程经验比较缺乏，使相近的建筑采用的砌体强度等级差距比较大。我国现在是以设计烈度7度为防震设计的设防起点。其中高层建筑抗震设防规定应符合：甲类建筑应按高于本地区抗震设防烈度计算，其值应按批准的地震安全性评价结果确定。乙、丙类建筑应按照地区抗震设防烈度计算。
3. 设计人员的设计理念
我国建筑设计人员对抗震设计的设计理念较为滞后。日本在建筑设计和施工中对抗震有三种构造概念：耐震、制震和免震。耐震为最普通级别，主要用在低层建筑中。制震则是让建筑物在地震晃动中，集中在一个地方造成损害，但其他地方不会发生损毁。耐震其中一种做法是在建筑物中放置阻尼器，让这个部分吸收地震能量，从而保护建筑物本身。免震成本过高，在实际运用上不是很多。
（二）建筑工程的施工问题
1.人员施工技艺差异
施工过程中施工人员技术参差不齐，易造成施工方法不当；施工单位偷工减料，浇筑砼强度不够，梁柱配筋不够。例如框架柱的砼强度和配筋不足，导致实际轴压比会超限，柱子的抗弯抗剪能力下降，使房屋出现整幢倾倒，柱子折断和压馈的情况。施工工艺上出现不完善，例如箍筋锚固差，无加密区等，对构造柱砼约束很不好，使构造柱在受到地震能量冲击时出现压屈、压馈等情况。构造柱施工是先砌墙后浇筑，在砌墙过程中，由于砂浆和碎砖常掉入构造柱底部，而构造柱内的施工垃圾又不宜清理，如果不打扫干净就会造成柱子浇筑后连接不好。在构造柱浇筑过程中，施工人员有时振动捧插入不到位，振捣不够，混凝土不密实，就会出现蜂窝和露筋现象。
2.施工过程中各专业、设计者与施工者缺乏沟通
建筑设计中各专业的设计者之间、设计者与施工者之间沟通和协调情况较差。造成各专业之间的“撞车”，例如：因为要满足墙体表面的美观要求，强弱电设计通常采用暗敷管线，施工方会凿墙开槽用于在预埋管线，特别是管线比较密集的地方，对墙体更是损伤较大。竖向管线会使墙体形成通缝，横向管线会造成墙体截面尺寸不足，其对房屋的抗震效果影响不言而喻。
二、建筑工程中抗震设计和施工中问题的改进
（一）设计环节中的改进
1.选择合理的修建地址。选择对抗震有利的地段，如坚硬土，质地均匀的中硬土。避开软土，渗水土，非岩质的陡坡，河岸边坡的边缘地带等。严禁在危险的地段修建。
2.设计人员应提高设计水平，正确选择用抗震设防烈度，强调概念设计，结构体系合理。还要重视抗震计算，建筑设计除了要进行结构计算、建筑节能计算外，同样要重视抗震计算。通过计算数据来判断抗震薄弱环节，使抗震计算和概念设计相统一。
3.建筑的平面布置、立面外观造型设计和抗侧力结构的平面布置宜规则、对称。对体型复杂、平面不规整的建筑，要在适当的部分设置防震缝。例如设防烈度为8度和9度时，在房屋的立面高差、错层较大、质量及刚度不同时，应该利用防震缝把建筑结构分割成平面和体形规整的多个独立部份。这样就能减少地震时附加扭转效应。
4.设计中应该增强多层结构房屋的刚度和整体性。例如建筑结构的侧向刚度宜均匀变化，墙体沿竖向面罩上下应连接；竖向抗侧力结构的截面和材料强度等级自下而上要逐渐减少，避免抗侧力构件的承载力的突变。增加楼板对纵向和横向墙体的约束作用。这样构造柱，纵向横向墙体、楼板就构起了一个整体，增强了建筑的空间整体刚度，从而提高房屋的抗震性能。
5.合理设置结构圈梁和构造柱。对横墙较多的多层建筑，要设置构造柱；对横墙较少的多层建筑应根据房屋增加一层或两层后的层数，设置构造柱。对横墙承重或纵横墙共同承重的装配式钢筋砼楼或屋盖的多层建筑，应该要设置圈梁；对于隔开间或每开间设置构造多层建筑，应沿设有构造柱的横墙及内、外纵墙在每层楼盖和屋盖处都设置闭合的圈梁。这样就使圈梁在平面内形成连通闭合的网络与构造柱连接在一起对墙体及平面进行约束，提高墙体的抗剪能力和坚向刚度，是有效的抗倒塌措施。
6.提高砌筑砂浆的强度等级。底层砂浆等级相对于顶层的等级要有所提高，承重墙等级相对于非随重墙的有所提高，楼梯间墙体等级相对于其它墙体要有所提高。
7.与相关专业设计人员有效沟通把暗敷管线设计做到尽可能周全。不要二次开凿对墙体造成伤害，使砌体的刚性强度有突变，从而让建筑的整体抗震性受到影响。
（二）建筑工程施工环节问题的改进
在地基的处理，换填土方不能违反施工操作规程和设计要求。上海闵行区“莲花河畔景苑”小区一栋13层在建楼房就是因为施工人员换填土方时违反操作规程导致楼房整体倾倒。在浇筑砼柱和砌筑墙体时，砌筑材料必须满足设计及施工规范要求；构造柱与砌体间拉结筋数量、长度、规格必须符合设计要求。构造柱浇筑过程必须按操作规范，否则会造成构造柱与墙体连接较差，降低了建筑结构的整体抗震能力。施工过程中混凝土的配制过程必须严格控制，其标号必须达到设计要求，否则构造柱、圈梁等混凝土强度等级就达不到设计要求。未经设计单位同意更不能随意改动设计图纸。在工程后期土建专业与给排水、电气专业相互配合，不能随意对墙体进行二次开凿。
关键词：安全医院?结构安全?非结构安全?抗震设计
过去几十年来，全球气候恶化，生态失衡，地震飓风海啸等自然灾害频发，工业、交通事故不断，传染病肆虐，社会矛盾引发的恶性事件时有发生，对医疗设施的应急反应提出新的要求。安全医院成为新一时期医院建设高度关注的重要领域。
一、安全医院的概念
世界卫生组织和泛美卫生组织对安全医院的定义是：“在自然灾害发生期间和紧接着的阶段依然能够在自身的基础设施之上提供服务并全面运转的医疗机构”。总的说来，在应急救援系统中各级医院设施要在发生各类突发事件中，有备无患；医院的建筑结构与各系统能在第一时间响应，投入紧急救援；工作人员应训练有素，具备从容应对的能力，能及时发挥救死扶伤的关键作用。
在减灾行动中，医院由于其本身具有提供事关生命的功能服务特点，他们高水平的到位率以及他们在发生灾害情况下所承担的角色，对医院的安全性规划与设计提出相应的高要求。
重大灾害的应急救援具有很强的时间概念，即所谓急救的黄金时间。例如，美国马里兰州急救系统将灾难急救分为三个阶段，提出三阶段时间概念。
第一阶段，灾难发生后6h以内；第二阶段，灾难发生后6h～48h；第三阶段，灾难发生后48h以上。
因此在发生突发事件形成灾害的情况下，医院需要具有较高的抗风险能力并在最短时间内以最快速度投入救灾抗险的行动之中。
二、安全医院的内容
在发生各种突发事件时引发的公共卫生事件需要医院做出应急反应，及时开展医疗救治。在现代社会中这种医疗救治需要多专业、多学科、多部门全面协作，是一项系统化的协同配合过程，其内容也包括多个方面，有信息系统安全、结构安全、非结构系统安全、生物安全与环境安全，这几个方面都相互影响，规划设计处理得当它们之间可以互相支撑，处理不当有可能相互牵扯影响功能发挥。
安全医院研究包括医院设计的全过程，既包括传统的安全概念范围作安全防范，如医疗设施内消防安全、患者安全等，也包括非传统安全的防范，例如：自然灾害、工业交通事故、传染病、恶意暴力攻击等。涵盖环境安全、建筑安全、结构安全、给排水安全、电气安全、信息安全、医疗气体安全、射线防护、施工安全等各个方面。
下面就我们近年承担的“国内综合医院的安全性设计与研究”课题，针对有关地震安全的内容进行简述。
三、 医院建筑的结构和非结构安全
针对地震灾害发生时的风险分析，需要将医院建筑中的结构系统与非结构系统加以分析，分别采取措施予以防范。
医院建筑的安全设计涉及面非常广，结构系统部分通常由结构工程师通过计算分析进行设计，而非结构部分，则由建筑师、机电工程师或室内设计师设计确定，由结构工程师协助核算，有些设备则由使用者自行购置安放。
结构部分：房屋中承受重力荷载、地震荷载、风荷载、雨荷载以及其他类型荷载的部分；梁、板、柱、桁架、支撑承重墙（承受房屋重量和（或）侧力的墙体）；基础（如筏式基础、独立基础和桩基础）等。
非结构部分：房屋中结构部分以外的其他各个部分，以及房屋内部的陈设；隔断墙、墙体饰面、天棚（吊顶）、门窗灯具等各种陈设；计算机、空调机、电视机等各种电器设备和办公用设备；公用系统各类管线以及系统设备，如锅炉、压力容器、变压器、发电机、中央空调机组、换热器、水泵、医疗气体机组等。
（一）医院建筑的结构安全
与其他公共建筑的结构安全性要求相类似，建筑结构的安全设计需要依照我国的相应规范执行。
采用不规则的平面与体型的建筑，将可能在地震力的作用下发生偏转与扭曲，对建筑物造成不利影响而引起破坏。因此，在平面与体型规划与设计中应尽量选择规则平面，采用简洁体型并使其刚度均匀，不发生突变以避免在发生地震时产生破坏（图1、表1）。
至今为止，建筑抗震设计仍然只由结构专业工程师负责，而实际上对于单体建筑抗震设计而言，建筑师与结构工程师应当共同承担责任，在房屋体型的确定与非结构设计方面，建筑师负有更为重要的责任。
医院建筑由于其功能的特殊要求，需要具备有较大的改造灵活性。在近期的医院建设中已较少采用砖混结构（小规模的单层、二层乡镇医疗设施除外），多数采用钢筋混凝土框架结构、钢筋混凝土框架剪力墙结构。近年来也陆续出现一些采用钢结构的医院建筑，如北京医院新建的病房楼工程、北京人民医院新病房楼等。
为了缓解地震力对医院建筑的冲击，在日本、美国等多地震国家出现了一批采用减震垫设计的医院建筑。与传统隔震技术相比，新型橡胶垫隔震技术对保护建筑物结构与非结构系统、保护建筑安全发挥良好性能。
我国采用减震垫技术的医院实例，如北京301医院的9051工程，该工程病房楼采用国产减震垫，已建成并投入使用，成为我国首座采用此技术的医院（图2）。
（二）医院建筑的非结构体系安全
建筑的非结构部分可以分为两类。一类是对侧位移敏感的非结构部件，如天棚、高的隔墙、竖向管道、建筑的饰面。由于他们与房屋建筑的结构有多种连接，所以它们随着房屋整体变形而变形，其破坏取决于房屋的层间位移。另一类是对加速度敏感的非结构部件，包括机械和电气非结构构件、锅炉、压力容器、变压器、发电机、空调机组等。办公室的分隔墙、重的家具、贮架、书架，通常置于楼地面上或与楼地面连接。
1.医院建筑的非结构构件
隔墙、女儿墙和突出构件、围护墙、玻璃窗、幕墙、楼梯、灯具等。
公用设施，如电气照明系统、供水排水系统、采暖空调系统、医疗气体系统、计算机通风、IT系统、电梯等。
以上设备的损毁有可能造成人员伤亡，建筑中断，造成财产损失，在以往历史经验教训中，非结构修复费用约为房屋总修复费用的40%～70%，必须予以重视。
例如，1994年美国北岭地震时只有2%的房屋遭到严重破坏，损失约20亿美元，但直接间接经济损失却高达440亿美元。
2.医院中关键医疗装备的安全
除了上述与维持建筑物正常运营的结构与非结构构件之外，医院中的一些重要医疗装备也是医院持续发挥生命维持与救治所必不可少的。为此需要了解哪些是紧急情况下医院需要展开进行的主要医疗活动，来确定关键医疗装备重要性的顺序。
表2是1996年墨西哥国际医疗设施减灾会议中由R.Boroschek等人提出的。
对于发生抗灾救治所涉及的功能活动科室必要时需要临时调整一些门诊、办公室甚至会议室、入口厅等作为紧急救治使用。
根据以上可以大致了解医疗中需要重点防范震害的关键医疗设备的先后顺序。
对建筑非结构体系的抗震设防，2010年新版《建筑设计规范》分别在13.3建筑非结构构件的基本抗震措施以及13.4建筑附属机电设备支架的基本抗震措施中做出了规定。
参照美国统一建筑规范UBC的规范，在13.4条文中列出以下几种情况下可不考虑抗震设防要求。
① 重力不起过1.8KN的设备；
② 内径小于2.5mm的燃气管道和内径小于60mm的电气配置；
③ 矩形截面面积小于0.38O和圆形直径小于0.70m的风管；
④ 吊杆计算长度不超过300mm的吊杆悬挂管道。
对照医院的实际情况进行分析：
① 医院中有许多大型医疗设备整体或分件组装，单体或部件重量小于1.8KN，例如以上设备仪器有的虽然整体或部件重量小于1.8KN但在应急救援中，需要及时投入使用，不能中断，有必要采取抗震措施以保证维持其基本正常运行。
还有些大型高端医疗设备，如受损代价昂贵，建议在布局以及综合考虑隔震装置，减少震害造成损失。包括如直线加速器，γ刀，电子显微镜等等。
② 医院内配置有医疗气体系统管道，包括氧气、吸引在手术区域，还有氦气、笑气、二氧化碳等，这些医疗气体系统用于支持开展手术、急诊抢救以及重症监护，各类管道内径大多数小于25mm，但作为生命支持系统的一部份，受到损毁将严重影响医院救治功能。
③ 医院中的风管尤其是生物洁净区域的风管，面积或圆形截面小于规范规定，但这些部门的生物洁净空调是保证维持医疗抢救、施展外科手术、手术生物安全环境的需要，受到损毁将影响手术的正常开展。
④ 医院建筑中，各类工程管网类别较多，医疗功能部门密集的医院科室部门层高要求门诊、住院部门高度高、管网密集，以吊杆悬挂管道的吊杆长度往往超过300mm，如不设防将构成地震时对上述各个系统安全的威胁。
根据以上分析，医疗设施特别是综合性大型医院、三级医院因为具有抗灾救灾功能，在《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008已列入防灾救灾建筑类别，对于其所配置重要医疗设备、仪器以及工程管网建议分别采用抗震防震技术措施，减少发生意外灾害时的潜在破坏风险，提高其安全性。
一些抗震防震的构造做法，见图3～图6。
四、结束语
关键词：开关产品；抗震性能；设计
1 开关产品在地震时最易损坏的结构
开关产品在地震中90%的损坏来自瓷件，其中敞开式隔离开关典型损坏为支柱绝缘子折断及倾斜，位置主要在根部法兰与瓷件接触面附近；少油断路器为套管根部折断、漏油等为主，多油及空气开关为套管折断或漏油及伞裙碎裂等，SF6瓷柱式开关以灭弧室下支撑绝缘子根部折断为主，罐式断路器和GIS的损伤程度较小，也以充气套管根部折裂及伞裙碎裂较为常见。另外还不同程度存在因地基沉降[2]、开裂等原因导致开关倾斜、倒伏、变形，应力局部集中导致的漏气及电接触不良等也较为普遍。当然，在运行时硬质连接母线，也会因永久变形或相邻设备损毁，对设备产生强大破坏性拉力，产生瓷件根部断裂等问题。
2 开关产品抗震结构设计
在各类开关产品的抗震设计中，最为重要的应是支撑设计；设备本身的稳定性和设备强震下的安全，主要取决于支撑类型；常见的产品钢架支撑有一字形单立柱支撑、门形支撑、A字形支撑、方形支撑等；各类支撑在开关承重设计选型时，主要考虑强度及韧性两个因素，一方面增加强度设计的余度可保证耐受强震能量；另一方面，如单点或多点一字形支撑，留有一定的韧性形变余度，如同木制房屋震后损毁程度远小于砖石房屋震后损毁程度一样，反而不易在震后产生永久变形，危及上端设备安全。
绝缘子支撑件在地震中为主要易损件，折断部位通常为根部与金属件连接部位，同样道理，如果带有一定锥度，根部的剪切强度将有望增加2.5～3.5倍，在开关产品设计时可作为抗震结构使用；其根部金属件的结构设计可一方面多设加强筋，一方面加大上端面圆角设计，减少电晕，通过改善电场防止绝缘件根部老化及缓慢酸腐蚀等间接提高瓷件长期运行下的强度。
在各类开关中，因产品类型不同，重心的位置有高有低，而低位重心的产品类型抗震能力较佳；如GIS为多点落地布置，整个产品高度通常相对于长宽，近乎匍匐于地表，整体的抗震能力最强，罐式断路器重心较低，支撑截面大，抗震稳定性仅次于GIS；而瓷柱式SF6断路器、少油断路器、敞开式隔离开关等开关类产品，因重心较高，且瓷件使用量大，抗震能力相对较差。
同类产品设计时，通过加大底座重量、降低支撑高度等，设法降低产品重心，减小设备在地震时的实际摆幅等，也可适当提高抗震能力。
开关产品的抗震能力除产品自身外，还与其安装所在的预埋基础、运行位置等有关，一方面，在强震中，预埋基础的抗震能力直接决定了上端产品的抗震能力，使得产品的抗震能力、运行期间的固定方式等受到制约，合理设定预埋基础的抗震设防等级和类型，也是开关抗震保护的重要环节。近几年在电站就位安装中，产品高位安装的趋势也不利于开关产品的抗震。
3 开关产品减震结构设计
开关产品的减震结构通常有加装阻尼器及减震层等设计[1]，其中阻尼器可装至支架上，适合各类敞开式开关使用；设计原理多样；因成本低，滚球、吊球型阻尼结构经济性较好；因地震摆幅频率比铅球双向滚动频率高，所以有一定质量的铅球，会因惯性作用滞后滚动，起到一定的阻尼作用，同时运动也可消耗掉一部分地震能量，减少震害带来的破坏性能量；铅球的重量较大，易形成产品整体的中心下移，对抗震能起到一定作用。
4 抗震设计计算
地震设计时负载通常可按照载荷风速：V=10m/s、风压：W=0.0625Kn/m3、以及结构阻尼比2%等设计；地震工况载荷可按照常风风载+导线拉力*0.7+自重+地震水平加速度+地震垂直加速度考虑。以瓷柱式开关为例：
负荷参数
水平方向地面加速度：AG5：ZPA=5m/s2（0.5g），阻尼比取2%。DASAPW计算地震响应谱时的输出如下：
高地震水平（0.5g）所使用的IEEE693-2005规范地震响应谱公式如下：
f is in Hz
DASAPW软件使用的地震响应谱计算的具体公式与步骤是：
求出结构的固有频率及正则振型：
求出正则振型的个数，应满足X、Y、Z三个方向的地震载荷参与质量大于90%的要求。
第j阶振型{？准j}关于质量阵[M]归一：{？准j}T[M]{？准j}=1，自然有{？准j}T[M]{？准j}=？棕2j。
对每阶振型{？准j}，根据对应的固有频率fj和阻尼，从地震反应谱曲线a（f）求出其地震动力放大系数？茁j=？琢（fj）/设计基本地震加速度a0。
j阶振型D方向地震反应位移{uj}D：
（1）
式中：？棕j：第j阶固有圆频率=2？仔fj；a0：设计基本地震加速度（ms-2）；{？准j}T：第j阶振型的转置；[M]： 结构有限元质量矩阵（kg）；{E}：单位地震矢量。地震方向对应的线位移自由度对应行上的值为1，其余行为0；qD：地震响应的振型参与系数（即程序输出中的参与系数）；qs：静力解的振型参与系数。
若求出的最高阶固有频率超过33Hz，某个方向的地震载荷参与质量仍小于90%，对于高阶截尾振型，使用静力地震载荷考虑其地震响应贡献。高阶截尾振型静力地震载荷为：
（2）
所有振型D方向地震反应位移用平方和的平方根叠加：
（3）
式中i：结构位移矢量的第i个分量。
水平（X或Y）与竖直Z方向地震反应位移用平方和的平方根组合：
（4）
式中D：指（X和Z）或（Y和Z）。
应力计算
用第j阶振型在D 方向的地震反应位移{uj}D，求出对应的应力■■S■■，其中N为某个结点，K 为某个应力分量。用平方和的平方根叠加所有振型的应力：
（5）
最后，将水平（X或Y）与竖直Z方向的地震应力用平方和的平方根组合总应力■■S：
（6）
式中： D：指（X和Z） 或（Y和Z）。
（X，Z）、（Y，Z）分别与其它载荷（风载、导线拉力、自重）产生的应力按绝对值求和组合应力，找出最大应力设计校核。
传给基础的地震力，用各点的mi・ai求合力与合力作用点，ai考虑高阶截尾振型贡献，即按公式（2）中删掉各项中的因子矩阵[M]后的表达式为高阶振型产生的加速度矢量。
GIS的计算也是类似，以共箱式145kV产品为例：
抗震敏感部件几何特征尺寸
风速V=10m/s、基本风压？棕0=V2/1600=0.0625kN/m2，地震地面水平方向加速度0.5g，竖直Z方向0.25g。
地震响应谱：
A：X+Z向地震+X向风载：
套管支架（梁单元直接算出的结果）：FX=1166N，FZ=4832N。
设备质心结点的加速度ax=9.58m/s2，az=5.132m/s2，质心高度Z=1.928m，质量M=5154kg，所以传给基础的水平剪力为FX=Max=49375N，竖直力FZ=Maz=26450N，弯矩MY=FX×1.928=95195Nm。保守起见分配到断路器支架和避雷器支架。两种支架的距离为4.07m。使用静力平衡得出：
断路器支架：FX=0.5×49375=24688N，FZ=0.5×26450+95195/4.07=36614N
避雷器支架：FX=24688N，FZ=36614N
T型罐和隔离开关支架单独计算：质心加速度ax=6.11m/s2，az=3.48m/s2，质心高度Z=0.82m。支架X方向跨度1.732m，T型罐和隔离开关质量M=670kg。
T型罐和隔离开关支架：ax=Max=670×6.11=4094N
FZ=2×{0.5×M×az+Fx×Z/1.732m}=6208N。
B：Y+Z向地震+Y向风载：
套管支架（梁单元直接算出的结果）：FY=5886N，FZ=932N。
设备质心5126结点的加速度ay=10.43m/s2，az=3.94m/s2，质心高度Z=1.928m，质量M=5154kg，所以传给基础的水平剪力为FY=May=53756N，竖直力FZ=Maz=20307N，弯矩MX=FY×1.928=103641Nm。保守起见分配到断路器支架和避雷器支架，使用静力平衡得出：
断路器支架：FY=0.5×53756N=26878N
FZ=0.5×20307N+2×0.5×MX/0.536m
=10154N+193360N=203514N
避雷器支架：FY=0.5×53756N=26878N
FZ=0.5×20307N+2×0.5×MX/0.75m
=10154N+138188N=148342N
T型罐和隔离开关支架单独计算：质心加速度ay=6.47m/s2，az=2.98m/s2，质心高度Z=0.82m。支架Y方向跨度0.827m，T型罐和隔离开关质量M=670kg。
T型罐和隔离开关支架：FY=M×ay=670×6.47=4335N，
FZ=2×{0.5×M×az+FY×Z/0.827m}=10594N。
5 结束语
尽管目前的产品设计，专门因抗震更改设计的不多见，且近几年252kV及以上电压等级的新站在强震中基本无开关损坏，可看出近几年开关产品的抗震能力有所加强，但产品的优化设计还有很多工作可以完善，强度设计余度还可进一步放大，高强度电瓷产品及复合套管的应用等，也将有助于开关产品抗震能力的提高；抗震能力的计算、试验也应更多的落实到各个产品中去，相信在未来还会有更多更好的抗震开关产品得到使用和推广。
参考文献
[1]关志成，刘瑛岩，周运翔.绝缘子及输变电设备外绝缘（1版）[M].北京：清华大学出版社，2006，1.
关键词：非结构构件；建筑非结构构件；建筑附属机电设备
[ Abstract ] This article designs on the building non structural components and subsidiary mechanical and electrical equipment these two kinds of non structural components, elaborates the basic computational requirements and seismic measures, and summarizes the design experience, to avoid and reduce the vibration damage.
[ Key words ] non structural components ;building non structural components; building subsidiary mechanical and electrical equipment
中图分类号：TB482.2文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）
前言
我们对非结构构件的抗震问题要有充分的了解，能够针对非结构构件的具体类型，采取据有针对性的设计方案，采取加强非结构构件的安全性措施，进一步加强和细化非结构构件节点的细部设计。由于非结构构件不属于主体结构，在设计和施工中很容易被忽视，使用中在地震作用下是很容易破坏的构件，它会造成巨大的危害。如，在5.12的汶川地震中，有许多非结构构件在地震中首先倒塌伤人、砸坏设备、破坏主体结构，造成大量人员伤亡和财产损失。笔者根据多年的设计和施工经历，浅谈一下非结构构件在设计中应该注意的几个问题，以期能够引起注意。
1.非结构构件的定义与分类
所谓非结构构件，是指一般不属于主体结构的构件，具体包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备两大类。其中建筑非结构构件又分为三类，第一类为附属结构构件（如，女儿墙、雨篷、高低跨封墙等），第二类为装饰物（如，贴面、顶棚、悬吊重物等），第三类为非结构墙体（如，内隔墙、围护墙、框架填充墙等）。建筑附属机电设备指为现代建筑使用功能服务的附属机械、电气构件、部件和系统，主要包括电梯、照明和应急电源、通信设备，管道设备，采暖和空气调节系统，烟火监测和消防系统，公用天线等。
2.设计基本计算要求
建筑结构抗震计算时，应计入非结构构件的影响。非结构构件的地震作用，除了自身质量产生的惯性力外，还有支座间相对位移产生的附加作用，二者同时组合计算。非结构构件因支承点相对水平位移产生的内力，可按该构件在位移方向的刚度乘以规定的支承点相对位移计算。非结构构件的地震作用效应和其他荷载效应的基本组合，按结构构件的有关规定计算；幕墙需计算地震作用效应与风荷载效应的组合；容器类应计设备运转时的温度、工作压力等产生的作用效应。地震作用计算时，应计入支承于结构构件的女儿墙，工艺设备，管道，电缆桥架等非结构构件的重力。支承非结构构件的结构构件，应按非结构构件地震作用效应作为附加作用对待，并满足连接件的锚固要求。建筑附属设备（含支架）的体系自振周期大于0.1S且其重力超过所在楼层重力的10%时，进入整体结构模型的抗震设计。7~9度时，电梯井的预埋件，自重超过1.80KN或其体系自振周期大于0.1S的设备支架、基座及预埋件需要进行抗震验算。屋顶通风器的连接部位，其水平地震作用效应宜乘以增大系数1.5。突出建筑物顶层的屋顶小间、女儿墙等，其水平地震作用效应宜乘以增大系数3。增大部分的作用不应往下传递。采用振型分解法时，突出屋面部分可作为一个质点。汽机房屋架与柱顶采用铰接连接时，屋架端部及柱连接支座杆件地震作用效应宜乘以地震增大系数，当框排架平面计算时取2.0；当验算屋架与柱子连接点焊缝和螺栓的抗剪强度时，其每端地震作用效应增大系数宜按以下规定取值。①对于焊接，宜取该跨柱支座杆件地震作用效应乘以增大系数2，再乘以加强系数1.5。②对于螺栓连接，宜取该跨柱支座杆件地震作用效应乘以增大系数2，再乘以加强系数1.2。
3.各类非结构构件在抗震设计中要注意的主要问题和应采取的措施
我们对非结构构件的抗震问题要有充分的了解，能够针对非结构构件的具体类型，采取有针对性的设计方案，采取加强非结构构件的安全性措施，进一步加强和细化非结构构件节点的细部设计。第一类为附属结构构件，如女儿墙、雨篷、高低跨封墙等构件。主要抗震问题是防止倒塌，采取的措施是加强非结构构件的整体性，并使之与主体结构可靠锚固连接。防震缝处女儿墙应留有足够的宽度，缝两侧的自由端应予以加强。第二类为装饰物，如贴面、顶棚、悬吊重物等。主要抗震问题是防止脱落和装饰的破坏，采取的主要措施是同主体结构可靠连接。各类顶棚的构件与楼板的连接件，应能承受顶棚、悬挂重物和有关机电设施的自重和地震附加作用；其锚固的承载力应大于连接件的承载力。对重要的贴面和装饰，也可采用柔性连接，既使主体结构在地震作用下有较大变形，也不致将贴面和装饰损坏。第三类为非结构墙体，如内隔墙、围护墙、框架填充墙等。根据材料的不同和同主体结构的连接条件，它们可能对主体结构产生不同程度的影响，如：①减小主体结构的自振周期，增大结构的地震作用。②改变主体结构的侧向刚度分布，从而改变地震作用在各结构构件之间的内力分布状态。③填充墙防止局部高度范围内形成短柱，以免地震时发生柱的脆性破坏。④墙长大于5m时，墙顶与梁有拉结；墙长大于8m或层高2倍时，要设置钢筋混凝土构造柱；墙高超过4m时，墙体半高设置与柱连接且沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平系梁。⑤楼梯间和人流通道的填充墙，应采用钢丝网砂浆面层加强。⑥烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体。当墙体被削弱时，应对墙体采取补强措施。附属机电设备及支架等这些设备通过支架与建筑物连接，要求设备的支架要有足够的刚度和强度，并与建筑物应有可靠的连接和锚固，使设备在遭遇设防烈度的地震影响后能够迅速恢复运行。建筑附属机电设备不应设置在可能导致其使用功能发生障碍等二次灾害的部位。对于有隔震装置的设备，应注意其强烈振动对连接件的影响，支架设计时要防止设备系统和建筑结构发生谐振现象。管道、电缆竖井、风管和设备的洞口设置，应减少对主要承重构件的削弱，洞口边缘应有补强措施。建筑附属机电设备的基座或连接件应能将设备地震作用全部传递到主体结构上。主体结构用以固定建筑附属机电设备预埋件、锚固件的部位，应采取加强措施，以承受附属机电设备传给主体结构的地震作用。
4.对非结构构件在抗震设计时的具体对策
我们要根据非结构构件不同类型、工程所处的不同环境区别对待：①做好细部构造，让非结构构件成为抗震结构的一部分，在计算分析时，充分考虑非结构构件的质量、刚度、强度和变形能力。②与第①条相反，在结构做法上防止非结构构件参与工作，抗震设计时只考虑其质量，不考虑其强度和刚度，从而加大了非结构构件的抗震可靠性。③防止非结构构件在地震作用下出平面倒塌。④对装饰要求高的建筑选用适合的抗震结构形式，主体结构要有足够的结构刚度，以减小主体结构的变形量，使之符合规范要求，避免由于主体破坏导致装饰破坏。⑤加强建筑附属机电设备支架与主体结构的连接与锚固，避免由于连接牢固引起的次生灾害。
5.总结
虽然非结构构件不属于主体结构，在设计时也很容易忽视。但作为工程技术人员应该将非结构构件与主体结构放在同等重要的程度对待，提高对它的重视程度。只要我们不断加强业务学习，提高设计水平，严格按照相关规范设计和施工，非结构构件在地震中造成的危害是可以减小和避免的。
参考文献：
关键词：风电场升压站站区布置建筑结构设计方案
1、梨树沟升压站建设规模
梨树沟风电场规划总装机容量为200MW，本期梨树沟风电场装机2×49.5MW，计划2012年投产。风力发电场的建设，对于改善当地电力系统的能源结构、减少燃煤发电厂的环境污染有着重要的意义。风电场的建设不仅具有较好的发展前景，同时对于地区经济发展也具有十分重要的意义。
2、 站区总布置与交通运输
2.1 站区总体规划
1）站址地形地貌：站址区域地形起伏，均为丘陵地貌。北侧自然地面高程315.72-312.61m，南侧地自然地面高程309.44-308.3m，西侧自然地面高程为315.72-309.44m，东侧自然地面高程312.61-308.3m。站区南北高差较大。
2）交通运输：在升压站东侧围墙大门新建4.5米宽沥青道路60米，与原有乡道衔接。该站址交通运输方便，具备建筑施工和设备运输的要求。
升压站周围没有居民和村庄，本站的建设不会影响当地居民的生活。
3）升压站规模：升压站66千伏1回出线，35千伏4回出线，本期工程一次建成，站址周围开阔，进出线方便。
4）供水方式：站外打水，铺设管道供水。站区排水采用场区自然排水和地下管道排水方式，将雨水和生活污水排至升压站围墙外的截水沟和排水沟中。
5）根据水文气象报告，站区不受百年一遇洪涝水的影响。
2.2 站区总平面布置
1） 拟建升压站东侧短边围墙与指北针顺时针5°布置，围墙内占地面积100×72.5=7250㎡，围墙总长度345米，进站道路60米，征地宽度11米，进站道路征地面积：660㎡。征地面积为围墙外4米，北侧围墙护坡征地面积为围墙外8米，站址征地面积为：8870㎡。
2）生产楼布置在站址的南侧，生活楼布置在站址的北侧，两个附属建筑布置在东侧大门入口处的两侧。
升压站大门布置在站区的东侧。
3）建筑物、构筑物之间的安全距离，按照火灾危险性类别及最低耐火等级划分，其间距均满足《变电所总布置设计技术规程》的规定。
站区设计的道路兼做消防通道，道路内缘半径为9米，消防车可顺利通至各建、构物所在场地。
2.3 竖向布置
1）竖向布置方式：本工程配电装置场地南北方向设置0.5%坡度，东西方向不设坡。
2）站区场地雨水排放采用自然排水和组织排水两种方式排水，站区南北放坡0.5%，雨水通过围墙南侧排水坑，排至站外排水沟；事故排油池等通过地下管道排至站外排水沟。
3、 建筑
3.1 生产建筑物
1）生产楼建筑物平面呈东西方向一字形布置，是一栋南北朝向建筑物。
按各专业提出的用房功能要求，结合升压站运行特点：采用有人值守的运行方式，平面布置有继电保护室、消防器材室、会议室、办公室、监控室、卫生间。继电保护室、监控室室内净高3米。
2）建筑物外墙采用涂料罩面，墙体采用ESP保温板的节能墙体，勒脚采用蘑菇石罩面，内墙采用刮大白刷乳胶漆，建筑物采用保温轻钢彩板坡屋顶，外门采用不锈钢平开门，窗采用中空节能窗（单框双玻璃平开塑钢窗），房间内门采用实木门，配门锁。
3）35千伏屋内配电装置室布置在主变与无功补偿装置中间，按照电气专业提出的用房功能，层高定为5.8米。外墙采用涂料罩面，墙体采用ESP保温板的节能墙体，勒脚采用蘑菇石罩面，内墙采用刮大白刷乳胶漆，建筑物采用平屋顶，外门采用不锈钢平开门，窗采用中空节能窗（单框双玻璃平开塑钢窗）。
3.2 建筑物的节能
本站建筑物采用外墙保温节能方式。由于本站地处东北，冬季严寒，风雪较大，按照国家电网“两型一化”的要求，可以采用保温轻钢彩板坡屋顶。
4、 结构
4.1 设计主要技术依据
工程地质资料
地抗震设防烈度为7度，设计地震基本加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组。场地内无可液化土层。标准冻结深度1.40米。持力层强风化花岗岩。
4.2 生产建筑结构
1）生产楼和35千伏配电装置室的结构设计安全等级为二级，设计使用年限为50年，站址区域地震基本烈度为7度，根据最新建筑抗震设计规范中有关规定，生产楼抗震设防类别为乙类，地震作用按7度进行抗震计算，按8度采取抗震构造措施。
2）生产楼为二层框架结构，粉煤灰砖填充墙，现浇钢筋混凝土梁板柱。
35千伏配电装置室单层框架结构，粉煤灰砖填充墙，现浇钢筋混凝土梁板柱。
3）本工程生产楼和35千伏配电装置室按照规程、规范的要求，不需要设置伸缩缝、沉降缝和抗震缝。
4）生产楼地基基础设计等级为乙级。本工程生产楼处在填方处，需做毛石加深处理，基础采用混凝土独立基础，基础坐在持力层上，并且基础埋深需要在冻土深度以下。
4.3屋外配电装置构（支）架
1）本工程屋外配电装置构（支）架分别为66千伏构架、66千伏设备支架、主变构架、主变附属设备构支架，结构设计安全等级为二级，设计使用年限为50年，抗震设防类别为丙类，地震作用按7度进行抗震计算，按8度进行抗震构造措施。
2）本工程采用钢管结构柱和三角形断面格构式钢梁，这种设计外表美观，节约钢材，方便施工等优点，能够缩短工期，有显著的经济效益。
构架柱与梁连接采用螺栓连接。基础采用杯形独立基础。
独立避雷针采用钢管结构。
3）设备支架均采用钢管支架柱，型钢支架梁。
4）本站所有构支架均采用钢管结构，设计使用年限为50年，结构的耐久性是保证其承载力和正常使用的必要条件。因此所有的钢结构的构支架应在工厂定制加工，然后进行锌铝镍合金热浸镀防腐，镀膜厚度不小于86μm。
4.4全站建、构筑物的地基与基础
生产楼、生活楼、配电装置室均采用钢筋混凝土独立基础，地基基础设计等级为乙级。附属建筑采用毛石条形基础。本工程所有构（支）架基础均采用钢筋混凝土杯形基础，地基基础设计等级为乙级。所有建（构）筑物基础埋深需在冻土深度以下并坐在持力层上。在回填区，当基础埋深不够时，需要用毛石混凝土换填到持力层。
关键字：变电站；建筑平面；设计思路；问题
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
近年来，随着城市化进程和电力事业的迅速发展，人们对变电站的要求越来越高，变电站与周围环境相协调的要求逐步提高， 因此在设计中本着高度负责的工作态度，重视设计质量，精心设计每一项工程。本文结合笔者的工作实践，就变电站土建设计的思路和相关问题进行分析。
一、变电站建筑设计的总体思路
（1）城市户内变电站的建筑设计首先应满足电气工艺要求，在此基础上，综合考虑与生产有关的各项技术要求如采光、通风、消防等，然后结合总平面布置以及其它有关因素进行建筑设计。熟悉和了解电气工艺要求，是创造合理的建筑设计的重要依据，也是选择好建筑平面空间布局和决定建筑立面，做好变电站空间组合的先决条件。
（2）建筑设计中立面造型及处理，是建筑空间组合的外在表现，也是内在诸因素的综合反映。变电站建筑作为工业建筑的一个分支，也有其一定的形态。建筑设计人员应将建筑的使用功能、材料结构、艺术造型和技术经济融为一体，创造出形象鲜明和具有时代特征的工业建筑新面貌，为人们的生产和生活创造良好的客观环境。
（3）处理好建筑之间的形象。变电站内建筑具有体量小功能多的特点，在设计中容易造成凌乱的感觉。在处理好单体建筑的同时，还应注意处理其总体规划和各建筑之间的群体形象。站内建筑群体形象主要由单体建筑形态、组合及空间关系三部分形成，站内建筑在风格上应该一致，在空间关系上应该富有变化，以处理好这三者之间的关系。
二、变电站建筑设计的相关问题分析
2.1建筑选址
城市户内变电站建筑设计由于在国民经济中所处的重要地位，在设计前期选址这一问题上必须引起高度重视，根据规范须注意以下几点：
（1）与城市网络、地方文脉的融合：电气设备的运输 设备的通风散热，都需要用地系统提供一个交通方便 空间开放的环境；同时，变电站建筑设计还需要避免在建筑体量 围护系统材质 建筑构造形式上将建筑本体与城市地方文脉 场所感受以及城市空间系统割裂开。
（2）选址要节约用地，不占或少占经济效益高的土地。
（3）配合变电站运营要求的安全措施：变电站运营期间产生噪声、热污染，许多设备还具有火灾危险性；此外还要禁止无关人员入内。
（4）站址应在50年一遇的高水位之上（110kV变电站站址标高应高于当地50年一遇最高洪水位，220kV变电站站址标高应高于当地百年一遇最高洪水位），以防水害发生。否则，所区应有可靠的防洪措施或与本地区的防洪标准相一致，但仍应高于内涝水位。
（5）选址应考虑变电站与城市周围环境、邻近设施的相互影响。如：要避开航空指示塔、光缆线路等设施。
2.2 建筑总体布置
站址选定后，进行总平面布置设计。根据规程要求，应注意以下几点：
（1）平面布置前的总体规划。变电站的总体规划应根据以上原则对所区、生活区、水源地、给排水设施、防排洪设施、进所道路、进出线走廊、终端塔位、出线杆等进行合理布局，统筹安排。站内电气设备、建筑物布置宜紧凑合理，以利分期建设和节约用地。主要建筑物的长轴宜平行自然等高线布置。当地形高差较大时，可采用台阶或错层布置。山区变电站当主要的生产建筑物、设备架构靠近边坡布置时，应注意边坡的稳定及坡面处理；城中变电站与站外相邻建筑物之间应有消防通道。
（2）主要建筑物平面布置：主控室宜布置在便于运行人员巡视检查、易于观察屋外设备、减少电缆长度和避开噪声影响的地段，宜位于配电装置一侧，两配电装置之间或所前。同时，主控室宜有较好的朝向，尽量朝南。炎热地区宜面向夏季盛行风向，避免西晒。载波室与主控室宜紧邻布置。
（3）屋外配电装置平面布置：各级电压的屋外配电装置应结合地形和所对应的出线方向进行平面组合，避免或减少线路交叉跨越。配电装置间的相对位置应使主变、无功补偿装置至各配电装置的连接导线顺直短捷以及场内道路和电缆的长度较短。
（4）附属建筑物的平面布置：工具间、检修间等可布置于配电室与主控室之间。消防器材间宜布置在主变、电容器等带油设备附近。站前建筑及设施应结合工艺所形成的总平面基本格局和进站道路的方位进行布置，并宜面向城镇当地的主要道路或生活区。
2.3建筑场地硬化和绿化
（1）硬化材料种类的选择。随着经济的发展，混凝土硬化渐被水泥砖硬化所取代。还有从经济角度考虑，水泥砖在场区改扩建时，还可重复利用，大大节省了建设投资。因此，在变电站地面硬化设计时，应尽量采用水泥砖硬化。
（2）硬化地面的施工。变电站场地水泥砖硬化工程做法：首先，要进行素土夯实；然后打3：7灰土垫层；再做面层。而在实际施工中，由于有些施工人员质量意识淡薄，偷工减料，不能严格按照设计图纸进行施工，往往形成隐患，造成质量事故。如，某110kV变电站，由于施工人员进行地面硬化时，未按设计进行，在未做灰土垫层的情况下，直接铺砌水泥砖，形成隐患。变电站投入运行后，正逢雨季，几场雨过后，站内场地土为湿陷性黄土，经雨水冲刷形成多处塌陷，严重影响了变电站正常的生产运行。因此，施工队伍的质量意识有待提高，施工监督机制需要完善。
（3）绿化品种的选择。为提高站区绿化效果，改善站区运行环境和运行条件，变电站内配电装置场地硬化采用200mm厚碎石地坪，地坪下150 mm厚3：7灰土夯实，压实系数不小于0. 95。站前区采用水泥方砖硬化，站内路边绿化采用经济型绿篱，既能净化空气，又能美化环境。经过近几年的设计，我深有体会：经过硬化、绿化的变电站环境优美，空气清新，给运行人员创造了一个舒适的工作环境，充分体现了“以人为本”的设计理念。
2.4站内建筑设计
（1）从安全角度考虑，应满足以下要求： 1）靠近主变侧留门窗是否满足防火要求； 2）主控室、配电室是否至少设置了两个外开门，以便发生火灾时迅速疏散；3）配电室穿墙套管洞至室外地面的高度是否满足带电安全距离的要求。
（2）主控室、配电室在满足安全的前提下，还要注意适用的原则。设计时应注意： 1）主控室是值班人员工作的主要场所，值班室与休息室应紧邻主控室布置，以方便值班人员的工作生活；2）主控室应有良好的采光，以便于观察主控屏，并且值班人员应能通过主控室
靠架构区侧的窗观察主要设备(如变压器)的运行情况；3）根据工艺要求，主控室内主控屏对防尘有较高的要求，因此，主控室地面应采用防静电地板。主控室是人员活动的主要场所，除满足安全、适用的原则外，在经济允许的前提下，还应考虑给值班人员营造一个良好的工作氛围，即美观的原则。如：主控室内要设吊顶，并且照明要设光带；内墙要刮仿瓷涂料，刷乳胶漆；门窗采用轻质、美观的塑钢门窗；采暖、通风采用空调等。
2.5建筑结构的抗震设计
（1）结构选型应根据建筑物的基本条件来决定，合理的结构选型，可加强结构的整体刚度。同时，增强结构构造连接，是减轻地震灾害，提高抗震能力的前提条件。结构选型应有明确的计算简图和合理的传力途径，结构内力分析应符合建筑物的实际情况，结构体系应有多道防线，应具有必要的强度和良好的变形能力，避免因部分构件失效而导致整个结构的破坏。
（2）在正确选择站址和地基基础按抗震设计的基础上，施工质量成为结构抗震的重要环节。目前施工质量存在问题是多方面的，有的施工单位抗震意识缺乏，对工程质量要求不严，设计意图不能落实，不按规程施工，偷工减料，给工程质量带来隐患，因此需要加强施工监督机制，完善施工质量体系，提高施工队伍的素质和质量意识。
三、结束语
变电站的建筑设计发展进入了繁荣阶段，随着现代工业的迅速发展，采用新的技术装备和新的工艺流程、新的产品，对今后的建筑设计将进一步起到推动作用，只要我们能在满足各方面工艺要求的前提下，破除陈旧观念，进行创造性的探索，我们变电站建筑设计就能充分体现出现代技术的精神特征，真正做到合理的工艺与优美的建筑外貌完美的统一。
参考文献
【关键词】建筑结构设计，合理性，注意事项
1引言
随着科技和社会的逐步前进，高层建筑越来越多的出现在人们的生活中，规模越来越大，结构形式千变万化[1]。建筑结构设计是一个庞大复杂的工程，房屋结构设计追求适用、安全、经济、美观和易于施工五大目标[2]。首先，建筑结构设计要满足抗震、抗风等结构力学性能，保证住人的安全性；其次，建筑物的结构设计需满足科学性和合理性的要求，在安全的基础上取得良好的经济效益，节约成本[3]。
2结构设计的基本内容
2.1结构设计的流程
建筑物的设计包括建筑、结构、给排水、暖通和电气等专业设计。其中，结构设计是整个建筑物设计中的一个重要组成部分，建筑结构是一个建筑物发挥其使用功能的基础，结构设计主要包括以下四个过程：结构方案设计、结构分析、构件设计、绘施工图[4]。
2.2结构设计的要求
在设计过程中，为保证建筑结构的可靠度达到设计要求，必须遵循以下要求：（1）结构构件应进行承载能力极限状态的计算和正常使用极限状态的验算，如直接承受动力荷载的构件还应进行疲劳强度验算；（2）结构上多种作用效应同时发生时，应通过结构分析分别求出每一种作用下的效应后，考虑其最不利组合；（3）抗震设计：根据我国的相关标准规定，对于抗震设防烈度不低于6级的地区，要进行抗震的设计。建筑结构根据所在地区的烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级。通常取该地区50年内超越10%的地震烈度[5]。对应不同的抗震等级，有不同的计算和抗震构造要求。（4）抗风设计：根据建筑结构载荷规范[6]，对于高层建筑物，风载作用对其结构的承载力和稳定性有着较大影响，根据不同地区的基本风压大小以及要求的使用年限，随着高度的上升，风载系数取值也在逐渐增大。基本风压的大小也可根据贝努利公式按照50年一遇的最大风速进行计算。
2.3结构设计坚持的原则
（1）重大轻小。建筑结构设计中常常涉及到很多关键的概念，如：“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等，这些都是需要重视的问题。尽管结构体系是由不同的构件协调构建起来，但由于不同的构件都发挥着不同的作用，因此，在整个建筑物中构件也有轻重之分。
（2）多道防线。安全的结构体系必须设置多道防线，尤其是当发生灾难时将会在抵抗外力破坏中发挥有效作用。若仅仅将抗风险的希望都集中寄托在建筑物的某一个结构构件或者局部结构上，这是很危险且不稳定的。因此，我们要有成熟的设计概念，如多肢墙好于单片墙，框架剪力墙好于纯框架好等等，这些都是多道防线的设计思路的重要表现。
（3）优劣互补。科学合理的结构体系需要坚持优劣互补的原则。结构体系刚度大，使其变形能力差，如果建筑物受到巨大的破坏作用力时，则其承受的力更大，进而会发生局部受损以至于全部毁坏，而太柔的结构尽管能够限制外力的破坏程度，但经常因为变形过大而难以正常运用。
3结构合理性确定
3.1主要控制指标
整体结构的科学性和合理性是新规范特别强调内容。新规范用于控制结构整体性的主要指标主要有：层间受剪承载力之比、刚重比、剪重比等。
（1）层间受剪承载力之比是控制结构竖向不规则的重要指标。其限值可参考《抗震规范》和《高规》的有关规定。
（2）刚重比是结构刚度与重力荷载之比。它是控制结构整体稳定性的重要因素，也是影响重力二阶效应的主要参数。该值如果不满足要求，则可能引起结构失稳倒塌，应当引起设计人员的足够重视。
（3）剪重比是抗震设计中非常重要的参数。规范之所以规定剪重比，主要是因为长期作用下，地震影响系数下降较快，由此计算出来的水平地震作用下的结构效应可能太小。而对于长周期结构，地震作用下的地面加速度和位移可能对结构具有更大的破坏作用，但采用振型分解法时无法对此作出准确的计算。因此，出于安全考虑，规范规定了各楼层水平地震力的最小值，该值如果不满足要求，则说明结构有可能出现比较明显的薄弱部位，必须进行调整。
3.2确定方法和途径
对于简单的建筑结构，过去人们通常采用人工手算的方法，也能较好的对结构进行核算，但是这种方法计算效率低，对于复杂的工程问题，也不能准确的进行计算和设计，随着专业的有限元软件的普及和应用，越来越多的实用型软件可以更为精确的模拟结构的受力特征，逐渐的被人们所接受，并投入到设计计算中来，其中MIDAS、ANSYS、PKPM等有限元软件已被广为使用，大大提高了复杂的结构工程的安全性和计算效率，提高了经济效益。
4设计过程的注意事项
4.1地基与基础设计问题
地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面，不仅仅是由于该阶段设计过程的好与坏直接影响后期设计工作的进行，同时，也是因为地基基础是整个工程造价的决定性因素，因此，在这一阶段，所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性问题。由于我国占地面积较广，地质条件相当复杂，作为国家标准，仅仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定，因此，作为建立在国家标准之下的地方标准。地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确，所以，在进行地基基础设计时，一定要对地方规范进行深入地学习，以避免对整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。
4.2抗震设计相关问题
（1）剪力墙结构体系中连梁的设计
连梁是与剪力墙墙肢相连的梁，当遇到水平地震作用时，连梁可以耗散水平地震作用能量，减轻墙肢的破坏程度。在墙肢和连梁的协同作用中，剪力墙应该具有足够的刚度和强度。在正常的使用荷载和风荷载作用下，结构应该处于弹性工作状态，连梁可以产生塑性铰。因此，剪力墙的设计应该保证不发生剪切破坏，也就是要求墙肢和连梁的设计符合强剪弱弯的原则，同时要求连梁的屈服要早于墙肢的屈服，而且要求墙肢和连梁具有良好的延性。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》的规定：“在内力与位移的计算中，所有构件均可采用弹性刚度，在框架-剪力墙结构中，连梁的刚度可予以折减，折减系数不应小于0.55。”一般在实际设计中我们在0.55-1之间取值，以符合截面设计的要求。在连梁设计中，刚度折减后，仍可能发生连梁正截面受弯承载力或斜截面受剪承载力不够的情况，这时可以增加洞口的宽度，以减少连梁的刚度。减少了结构的整体刚度，也就减少了地震作用的影响，使连梁的承载力有可能不超限。
（2）满足规范抗震措施的要求
由于前人不断总结震害经验与抗震的理论和进行实验探索，我们对在地震作用下的建筑物响应认识得到了很大提升。针对建筑结构的抗震性能设计，我们国家制定了《建筑抗震设计规范》，让建筑抗震的设计更加安全合理。建筑结构抗震理论的发展主要有抗震静力理论、反应谱理论、动力理论和减震控制理论四个时期。现在大多使用的方法有底部剪力法、振型分解反应谱法与时程分析法。现今进行建筑抗震设计时，通常把“小震（超越概率63%）不坏、中震（超越概率10%）可修、大震（超越概率2%）不倒”当作设防的原则，建筑结构的抗震能力主要通过承载力进行调控，如果地震时承载力能达到设计标准，就可以保证建筑结构的安全可靠性。不过震害、试验与理论分析显示：通常倒塌的原因为建筑物在大震时的变形性能不够与耗能性能太小。对于改进当前抗震性能设计的理论，让建筑在以后地震中的能力与目标相符是尚需完善的课题。
（1）建筑物必须具备相当的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的能力。①建筑物当以“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱（墙）”作为标准。②可能引起建筑相对薄弱位置，须使用办法提升抗震性能。③重要的耗能结构尽量避免承担太多的竖向荷载。
（2）尽量多地设计抗震的防线。①好的建筑抗震系统当是多个延性良好的分体系构成，且由延性优良的结构体系进行相连一同工作。比如延性的框架和剪力墙两个分体系构成框架-剪力墙体系。②余震通常在强烈的地震之后会出现多次，倘若只设一道防线，那么在首次破坏后余震再袭，就可能由于损伤的积累出现坍塌。抗震的建筑体系须留有最大可能数量的内部、外部富余量，屈服的区域应当被系列地分布，使得重要的耗能结构拥有良好的延性与合适的刚度，从而让大量的地震能量被结构体系吸收与耗散掉，使得体系的抗震能力得到提升，减少在大震来袭时的坍塌破坏。③建筑构件的强弱关系需进行合理处理，同一楼层内的重要耗能构件屈服后，剩下的抗侧力结构应当还处在弹性的状态，保持较长时间的“有效屈服”形态，确保体系的延性与抗坍塌性能。④对结构进行抗震设计时，某些结构的设计超强，就可能引起体系的其他构件相对薄弱，所以当设计时，应合理与慎重地进行加强和在施工时以大带小，改变抗侧力结构的配筋。
（3）对相对的薄弱结构部位，须使用方法提升其抗震性能。①结构在强烈地震下没有强度的安全储备，通过实际的承载性能来判断构件的薄弱位置。②应当让楼层（部位）的实际承载性能与设计的弹性受载的比值在大体上维持较为均匀的变化，只要楼层（部位）的比值突然变化，就会因为塑性内力的重新分布使得结构出现集中的塑性变形。③应避免因局部的增强而忽略了整体的各构件的刚度、承载力的协调。④在抗震设计时合理掌控薄弱构件，让它拥有相当的变形性能且不让薄弱层进行转移，是提升体系整体抗震能力的可行方法。
5结束语
建筑结构设计是整个建筑工程项目实施前的基本准备，是建筑工程的重要组成部分，是一项综合性的复杂工作，对于建筑的建造和施工有着指导性作用。随着建筑越来越高，规模越来越大，对于建筑结构设计的要求也随着提高。本文阐述了建筑结构设计所要做的主要内容，分析了所应遵循的原则，剖析了结构设计合理性的确定，对设计时应注意的事项进行了说明。建筑结构设计是经验性很强的工作，要善于总结经验和教训，严格遵守规范和规程也必不可少。只有这样才能做好建筑结构设计，促进建筑工程质量的不断提高。使整个设计合理完善，让工程项目顺利实施。 参考文献： [1] 许新春.建筑结构设计的问题探讨.城市建设理论研究 [2] 于险峰.高层建筑结构设计特点及其体系[J].建筑技术，2009（24）。
[3] 范小平.高层建筑结构概念设计中相关的几个问题应用分析[J].福建建材，2008
[4] 刘军.浅析高层建筑结构设计的问题及方法.城市建设理论研究 [5] GB5011-2010，建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
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