电力建筑结构的优化设计思路研究分析

王霆宇,高稳雅

摘要：电力建筑建设工程通常比较复杂且规模较大，有较多资金投入，且由于其建筑自身带有特殊功能性，因此电力建筑结构设计的安全性和合理性至关重要。结合实际情况对电力建筑结构设计不断进行优化，有助于发挥电力建筑的功能性，且在建筑工程安全性、经济性、运行稳定性等方面也能够有所提升。基于此，本文结合实际情况，基于安全环保、功能性、经济性等电力建筑结构设计原则，从解决问题的角度出发，对电力建筑结构设计方案的优化策略展开详细探讨，以供参考。

关键词：电力建筑；结构设计；优化思路

随着人们用电需求的增加，电力行业得到了空前发展的机会，电力工程项目规模和数量与日俱增，电力建筑结构的功能性、经济性、安全性等也面临着更高要求。尤其随着国家节能环保政策的出台，要求电力建筑除了具备功能性、经济性外，其结构设计思路还应向绿色节能环保方向发展。电力建筑结构设计关系到人们的日常生产生活，因此在保障电力工程安全稳定运行的基础上，结合环保理念和功能性分析对电力建筑的结构设计方案进行改进十分必要。因此，本文主要分析电力建筑结构体系，研究电力建筑结构设计原则，总结电力建筑结构设计具体优化方案，进而为相关人员提供一定参考以及支持。

一、电力建筑结构体系

（一）混合结构

混合结构的特点是建筑顶部等水平承重结构使用钢筋混凝土材料，墙体等竖向承重结构使用砌体材料完成施工。混合结构的竖向荷载能力较强，使用建筑材料来源较广，且结构体系便于施工，因此被广泛应用于电力工程建设。但混合结构也存在些许不足，此结构的抗震、抗拉、抗弯能力较差，且施工过程中平面布置不灵活，因此还有待改进[1]。

（二）框架

框架结构的特点是整个建筑结构由梁柱刚接组成，施工过程中平面布置相对灵活，可以根据工程实际需要选择梁柱尺寸，进而满足设计要求。和混合结构相比，框架结构的抗震能力和整体结构强度都具有明显优势，竖向荷载力也十分理想，属于常见的建筑结构体系之一。

（三）框架－混合联合结构

框架－混合联合结构是在框架结构和混合结构基础上形成的新型电力建筑结构，这种结构体系结合了上述两种结构的优势，根据建筑具体环境和资金投入情况得到理想的电力建筑结构。

二、电力建筑结构设计原则

（一）功能性

电力建筑的主要价值在于其体现的功能性，因此在对电力建筑结构设计进行优化时，需要遵循的最基本原则就是功能性原则，充分发挥电力建筑的功能价值。包括变电站、发电厂在内的电力建筑，都是为人类服务的，通过保障电力建筑内部电力设施的安全稳定运行，为人们提供安全可靠的用电环境，满足人们用电需求，这便是完善电力建筑结构设计时首先要考虑的内容[2]。

（二）安全性

对于电力建筑而言，其结构安全性和功能性同样重要，安全性无法得到有效保障，那么其功能也无法充分体现，也就发挥不了真正价值，甚至会威胁到人们的生命财产安全。和其他建筑结构相比，电力建筑结构对安全性要求更高，因此在对电力建筑结构设计进行优化时，要基于安全性原则全面综合的考虑。

（三）经济性

在建筑工程的全生命周期内，建筑工程会相应产生大量的成本费用，工作人员要对此给予足够关注，做好建筑工程的成本核算工作。在进行电力建筑设计时，设计人员要根据财会人员的成本核算结果，控制设计方案的投入和产出，在满足经济性的基础上设计具有可操作性的电力建筑方案。同时还要根据工程成本核算成果选择合适的建筑材料和建筑工艺，进而保障企业工程建设的经济效益，这就是电力建筑结构设计中需要遵循的经济性原则[3]。

（四）环保性

近年来节能环保理念渐渐深入人心，人们对电力建筑设计要求也随之增加，要求电力建筑除了具备功能性、经济性外，其结构设计思路还应向绿色节能环保方向发展。因此，在高质量的前提下从材料、工艺等角度出发，将节能环保理念融入到电力建筑结构设计中，也是当下电力建筑设计人员在完善电力建筑结构设计方案时需着重考虑的问题。

三、电力建筑结构设计具体优化方案

（一）正确计算建筑结构

和其他建筑工程不同，电力建筑因其特殊性通常建立市区外的郊区，建筑环境比较恶劣，因此对结构整体的安全性和可靠性也相对提出更高要求。在对电力建筑结构设计进行优化时，设计人员需事先到建筑现场实地勘察，通过详细的调查了解确定建筑所处区域水文地质环境、天气状况、地形等具体情况，并根据调查结果选择合理的计算方法对电力建筑结构进行科学的计算分析，以此来保障电力建筑结构的稳定性和安全性[4]。通常情况下，对建筑结构各项参数的分析计算会涉及到计算机先进软件的应用，在此过程中可能受到各种因素影响出现计算偏差，因此在完善建筑结构设计时，不能过于依赖计算机技术，设计人员需充分掌握相关理论知识，以备不时之需。此外，计算建筑结构的具体参数数值时，设计人员需选择合理的计算模型，向计算机系统中录入相关数据后还要进行二次核对，为混凝土受力、抗震计算等结果的准确性提供保障。

（二）合理布置建筑构件

合理布置建筑构件也是对电力建筑结构设计进行优化的重点，包括梁柱、楼板、墙体等在内的建筑构件布置合理性，对于电力建筑整体功能性和安全性的保障具有重要意义。具体设计时，设计人员首先要对电力建筑结构细节及各项结构参数进行详细了解，基于功能性的基本原则合理布置相关构件。首先，要控制好墙柱之间的距离，并选择合适的梁柱连接方式。其次，电力建筑大多为底层建筑，因此基于经济性的设计原则，可以在建筑结构中布置常规梁，以此来节约工程建设成本，提高工程的经济效益。再次，在保障电力建筑结构质量和安全性的基础上，不再对建筑楼板做加厚处理，减轻电力建筑结构整体的重量，进而有效控制工程造价。

（三）提高建筑材料利用率

根据我国可持续发展理念要求，电力建筑工程建设也需在保障工程质量的前提下节约建筑材料，提高材料利用率[5]。钢筋混凝土结构在电力建筑结构设计中是比较常见的建筑材料，其应用过程中能够体现良好的物理性能，提高建筑结构整体的稳定性、延展性等，同时电力建筑内的部分变电设备需要足够的放置空间，混凝土材料能够减少构件截面，扩大设备放置空间。除此之外，电力建筑结构中需要布置大量电缆线，因此需在结构中开设电缆槽，但如果遇到雨雪等天气建筑结构容易产生裂缝，长此以往导致钢筋锈蚀，影响电力建筑结构的稳定性。对此，设计人员在对电力建筑结构设计进行优化时，应根据建筑所处环境，控制好混凝土应用质量，尤其要注意混凝土的配比，令其功能充分发挥，提高建筑材料利用率，进而达到有效控制工程造价的预期目标。

结束语：

综上所述，电力建筑因其自身功能性与人们的社会活动、经营生产息息相关，因此为了满足人们日益增长的需求及国家节能环保政策要求，不断对电力建筑结构设计进行改进优化至关重要。通常情况下，电力建筑工程规模较大，涉及到的各项建设项目十分复杂，需要投入大量的资金，因此优化设计时基于经济性的原则，可以在保障工程运行质量的基础上适当节约工程建设成本。与此同时，结合国家环保理念，选择合适的建筑结构材料，通过对电力建筑结构、材料等的合理设计为电力建筑工程带来经济和社会层面的双重效益。

参考文献：

[1] 文彦欣. 房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用分析[J]. 建筑技术研究, 2021,4(4):38-39.

[2] 李耀. 变电站土建结构设计存在问题及方案处理分析[J]. 建材发展导向, 2020,18(1):1.

[3] 岳太县. 变电站土建设计要点及优化策略探讨[J]. 科研, 2022(4):1.

[4] 孙应春, 王海宁, 张宏,等. 基于管线独立的产品化变电站建筑管线优化设计[J]. 建筑技术开发, 2022, 49(4):3.

[5] 刘亮. 建筑结构设计优化方法在建筑结构设计中的应用研究[J]. 居舍, 2020(10):89-89.