厂房构造和结构设计

2、厂房的传力系统 (1)机组的传力系统。如发电机机墩、蜗壳和 尾水管等水电站厂房特殊的结构。
(2)厂房屋盖、梁、柱的传力系统。如屋面板、 屋架或屋面大梁、吊车梁、排架柱和楼板等结构， 这是与一般工业厂房相类似的结构。
3、传力途径 作用于厂房的各种静、活荷载，通过各承重构 件的传力途径如图13-2。
5、围护结构：在厂房的四周。 (1) 外墙。承受风荷载，并将它传给排架柱或 壁柱。
(2) 抗风柱。承受厂房两端山墙传来的风荷载， 并将它传给屋架或屋面大梁和基础或厂房下部结构 的大体积混凝土块体。
(3) 圈梁和连系梁。承受梁上砖墙传下的荷载 和自重，并传给排架柱或壁柱。
6、发电机机墩 承受从发电机层楼板传来的荷载和水轮发电机 组等设备重量、水轮机轴向水压力和机墩自重，并 将它们传给座环和蜗壳外围混凝土。
二、荷载传力系统和传力途径
1、厂房主要荷载
(1) 厂房结构自重，压力水管、蜗壳及尾水管 内水重；(2) 厂房内机电设备自重，机组运转时的 动荷载；(3) 静水压力：尾水压力，基底扬压力， 压力水管、蜗壳及尾水管内的水压力，永久缝内的 水压力，河床式厂房的上游水压力；(4) 厂房四周 的土压力；(5) 活荷载：吊车运输荷载，人群荷载 及运输工具荷载；(6) 温度荷载；(7) 风荷载；(8) 雪荷载；(9) 严寒地区的冰压力；(10) 地震力。
(5)浇筑层的厚 度：基础块宜取 1~2m，在基础约束 范围以外可采用 3~6m。
3、一期混凝土的分块
(1)浇筑块Ⅰ1。尾水管部分，从厂房岩基面起 到尾水管顶板面止。
这部分混凝土一般分底板、边墙和顶板三次浇 筑，可避免架立悬空模板，施工简便，浇筑块小， 减小混凝土的收缩应力。但分块过多将影响施工的 进度，所以也有采用一次浇筑的。
3、排架柱或壁柱
承受屋架或屋面大梁、吊车梁、外墙传来的荷 载和排架柱或壁柱自重，并将它们传给厂房下部结 构的大体积砼。如排架柱与屋面大梁刚接，称为刚 架，其荷载包括屋盖上全部荷载，作用同排架柱。
4、发电机层和装配场楼板
发电机层楼板承受着自重、机电设备静荷载和 人的活荷载，传给梁并部分传到厂房下部结构的发 电机机座和水轮机层的排架柱。装配场楼板承受自 重、检修或安装时机组荷载和活荷载，传到基础， 当装配场设有下层时就传给排架柱。
第十三章 厂房构造和结构设计
13.1 厂房结构的组 成和荷载传力途径
一、厂房结构的组 成及作用
水电站厂房结构的 作用：多属承重传力， 也有起遮蔽风、雨、雪 侵袭的围护作用。
图13-1 水电 站厂 房结 构组
成
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1、屋盖结构：起着围护和承重等双重作用。 (1)屋面板。 (2)屋架或屋面大梁。 2、吊车梁：承受吊车荷载，以及吊车在起重 部件时启动或制动时产生的纵、横向水平荷载，并 将它们传给排架柱或壁柱。
7、蜗壳和水轮机座环（固定导叶） 将机墩传下来的荷载通过座环传到尾水管上， 另外水轮机层的设备重量和活荷载通过蜗壳顶板也 传到尾水管。
8、尾水管 承受水轮机座环和蜗壳顶板传来的荷载，经尾 水管框架（尾水管顶板、闸墩、边墩和底板构成的） 结构再传到基础上。
9、基础 承受排架柱或壁柱、蜗壳外围块体结构和尾水 管传来的荷载，并将它们传到地基。
二、厂房混凝土的分层及分块
1、目的：适应砼浇筑能力及厂房形状变化， 每期砼要分层分块浇筑。
2、原则：根据厂房结构形式和尺寸、施工进 度、浇筑能力及温控措施等情况进行。
(1)应保证主要设备安装方便和埋件方便。 (2)浇筑缝应设在构件内力最小的部位，这条 原则与便利施工的矛盾很大，往往不易做到。
(3)分层分块应满足设备安装和埋件埋设要求， 并有利于简化施工工序和加快施工进度。
图13-2 厂房结 构传力系统图
13.2 厂房混凝土浇筑的分期和分块
一、厂房混凝土浇筑的分期 分期目的：由于机组到货一般均迟于土建的施 工期，为了适应水轮发电机组的安装要求，厂房中 的混凝土需要分期浇筑。
一般机组安装前浇筑的砼称为一期砼，机组安 装时浇筑的砼称为二期砼。
一、二期混凝土分别用罗马数字“Ⅰ”、“Ⅱ” 表示，其下角标序数说明浇筑的先后次序。
力求同一层浇筑分块的几何尺寸基本一致， 避免薄片或锐角，采用跳仓浇筑，浇筑单元尽可能 大些。
保证砼不发生冷缝。一般对体形复杂的构件 或多钢筋的构件，砼震捣的强度起控制作用，而对 于大体积砼和含钢率低的砼，砼的生产和运输能力 起控制作用，在设计中应加以区别对待。
提问：砼仓号的台阶法浇筑？
(4)施工缝宜采 用错缝，避免上下 层垂直缝贯通。错 缝水平搭接长度一 般取浇筑层厚的 1/2~1/3，且 ≮300mm。
二期砼包括 金属蜗壳外的部 分砼、尾水管直 锥段外包砼、机 座、发电机风罩 外壁、部分楼层 的楼板。
一、二期砼划分应遵循的原则
(1)应保证主要设备安装方便和埋设的需要， 金属蜗壳周围的二期砼厚度≮0.5m。
(2)机组分期安装时， 预留后期安装的机组段， 其一期砼结构应满足初期 运行时稳定、强度和防渗 等要求。厂房下游墙和构 架在厂房二期砼未浇筑和 厂房未封顶前，应具备承 受相应工况荷载的能力。
图13-3 厂房混 凝土浇 筑的分 期和分
块图
一期砼：底 板、尾水管(不 包括锥管段)、 尾水闸墩、尾水 平台、混凝土蜗 壳外的混凝土、 上下游边墙、厂 房构架、吊车梁、 部分楼板等，在 施工时先期浇筑， 以便利用吊车进 行机组安装。
二期混凝土：为了机组安装和埋件需要而预留 的，要等到机组和有关设备到货后、尾水管圆锥钢 板内衬和金属蜗壳安装完毕后，再进行浇筑。
(2)浇筑块Ⅰ2。从尾水管顶板面高程起到水轮 机层地面高程。
(3)浇筑块Ⅰ3。从水 轮机层地面到发电机层楼 板面高程。
(4)排架柱下柱块Ⅰ4。 从发电机层楼板面高程到 排架柱牛腿面高程。
(5)排架柱上柱块Ⅰ5。 从牛腿面高程到排架柱顶 高程。
4、二期砼的分块
(1)浇筑块Ⅱ1。从尾 水管顶板面高程到尾水 管圆锥段钢衬，目的在 固定已安装好的尾水管 圆锥钢板，同时在这块 内埋设支撑座环和金属 蜗壳的支墩。这块浇筑 不能太厚，以免安装座 环和蜗壳时底下进人困 难及不利于砼浇筑。