一种高烈度区的特高压换流站辅控楼结构

技术领域

本发明属于特高压直流换流站设计领域，涉及一种高烈度区的特高压换流站辅控楼结构。

背景技术

辅控楼一般采用国网±800kV换流站标准设计方案，其主体为2层结构，屋面标高约12.3m；突出辅控楼整体屋面通往高端阀厅巡视走道的楼梯间共3层，其中，垂直于阀厅端山墙方向为单跨框架结构，出屋面部分顶部标高约31.50m。由于突出屋面的楼梯间与电梯间高达19.20m，且为单框架结构，在地震作用下具有明显的鞭梢效应，且不满足抗震规范对侧向刚度、乙类建筑框架跨度及高规对建筑物高宽比的要求。

对于采用钢结构的辅助控制楼，可以通过在突出屋面的楼梯间设置柱间支撑解决其侧向刚度不规则的问题，但钢结构造价较高、防火防腐性能差，国内设计单位采用较少。若采用钢筋混凝土框架结构，需要通过增加楼梯间及电梯间柱子的截面尺寸到1000*1000(mm)及以上，才能满足规范对层间位移角的限值要求，而过大的柱子截面尺寸会严重压缩1～2层的建筑使用面积和楼梯间及电梯间的净空尺寸，同时也会造成造价增大。因此，如何提高高烈度地区辅控楼出屋面部分的侧向刚度与抗侧移能力，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中高烈度区辅控楼出屋面部分层间位移角超限的问题，提供一种高烈度区的特高压换流站辅控楼结构，提高结构刚度和抗侧移能力。

为了实现上述目的，本发明有如下技术方案：

一种高烈度区的特高压换流站辅控楼结构，包括在楼梯间以及电梯间共同围成区域的四个角设置的四根第一框架柱，并以第一框架柱为锚固端分别在楼梯间和电梯间设置分片式剪力墙，通过分片式剪力墙在楼梯间和电梯间形成空间结构；还包括设置在辅控楼其它三个角的分片式剪力墙，所述的分片式剪力墙均从屋面贯通至基础上。

作为本发明特高压换流站辅控楼结构的一种优选方案：

所述的楼梯间设置在辅控楼的一个角，沿辅控楼长跨方向与楼梯间相对的角为第二角，沿辅控楼短跨方向与楼梯间相对的角为第三角，沿辅控楼短跨方向与第二角相对的角为第一角；所述的第一角和第二角设置第二框架柱，第三角设置第四框架柱，辅控楼的楼体内部及侧边均匀排列布置多个第四框架柱；所述第一框架柱的截面尺寸为700mm*700mm，第二框架柱的截面尺寸为500mm*500mm，第四框架柱的截面尺寸为600mm*600mm。

作为本发明特高压换流站辅控楼结构的一种优选方案：

所述第一角和第二角之间设置第三框架柱，第三框架柱的截面尺寸为400mm*400mm；在辅控楼的地下结构中，由第三框架柱、第二角以及第四框架柱为锚固端设置阀冷设备间地下部分剪力墙；阀冷设备间地下部分剪力墙为通过分片式剪力墙形成的回字形结构剪力墙。

作为本发明特高压换流站辅控楼结构的一种优选方案：所述的第三框架柱沿朝向第一角的方向设置分片式剪力墙，与其相对的辅控楼侧边的第四框架柱沿朝向第三角的方向也设置分片式剪力墙，两个分片式剪力墙的长度均为2500mm。

作为本发明特高压换流站辅控楼结构的一种优选方案：所述第一角设置的分片式剪力墙沿长跨方向的长度为4000mm，沿短跨方向的长度为2500mm；所述第二角设置的分片式剪力墙沿长跨方向的长度为1500mm，沿短跨方向的长度为2000mm，所述第三角设置的分片式剪力墙沿长跨方向的长度为2500mm，沿短跨方向的长度为2500mm。

作为本发明特高压换流站辅控楼结构的一种优选方案：

在辅控楼的地下结构中，设置电梯间地下部分剪力墙和楼梯间地下部分剪力墙；

电梯间地下部分剪力墙为通过分片式剪力墙形成的回字形结构剪力墙；

楼梯间地下部分剪力墙为通过分片式剪力墙形成的U字型结构剪力墙。

作为本发明特高压换流站辅控楼结构的一种优选方案：

所述的分片式剪力墙的厚度为250mm。

作为本发明特高压换流站辅控楼结构的一种优选方案：楼梯间以及电梯间短跨方向的剪力墙长度和跨度长度相同，长跨方向的剪力墙长度为3000mm。

作为本发明特高压换流站辅控楼结构的一种优选方案：楼梯间以及电梯间出屋面部分按3个结构层布置。

作为本发明特高压换流站辅控楼结构的一种优选方案：在楼梯间短跨方向的剪力墙上开设窗户洞口，洞口上下两侧布置暗梁、左右两侧布置暗柱。

相较于现有技术，本发明有如下的有益效果：通过在楼梯间和电梯间的两个跨度方向，以及辅控楼的其它三个角设置分片式剪力墙，分片式剪力墙均采用落地式，从屋面贯通至基础上，有效提高了结构刚度和抗侧移能力，相对于普通钢筋混凝土框架结构，在较小的框架柱尺寸下，就能满足地震工况下结构层间位移要求，且经济性比较好；同时相对于钢结构的结构型式，能够大幅节省工程投资，并且具有良好的防火和防腐蚀性能。

附图说明

图1本发明特高压换流站辅控楼结构的立体示意图；

图2本发明辅控楼的地下部分剪力墙及柱平面布置示意图；

图3本发明辅控楼的地上部分剪力墙及柱平面布置示意图；

图4本发明楼梯间与电梯间的水平截面放大示意图；

图5本发明楼梯间剪力墙上开设窗户洞口示意图；

附图中：1-第一框架柱；2-第二框架柱；3-第三框架柱；4-第四框架柱。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

辅控楼位于换流变场地内，是运行人员办公的主要建筑物，对于“背靠背”布置的换流站，辅控楼紧靠高端阀厅，轴线尺寸为23.1m*28.5m，主体为2层结构，屋面标高约12.3m；突出辅控楼整体屋面通往高端阀厅巡视走道的楼梯间共3层，其中，垂直于阀厅端山墙方向为单跨框架结构，楼梯间顶部标高约31.50m。由于突出屋面的楼梯间高达19.20m，且为单框架结构，在地震作用下具有明显的鞭梢效应，建筑体型上平面及竖向均呈不规则状。

本发明提出一种高烈度区的特高压换流站辅控楼结构，如图1所示，突出屋面的楼梯间和电梯间位于辅控楼的一角，出屋面部分按3个结构层进行布置。包括在楼梯间以及电梯间共同围成区域的四个角设置的四根第一框架柱1，并以第一框架柱1为锚固端分别在楼梯间和电梯间设置分片式剪力墙，通过分片式剪力墙在楼梯间和电梯间形成空间结构；还包括设置在辅控楼其它三个角的分片式剪力墙，分片式剪力墙均从屋面贯通至基础上。

如图2、图3、图4所示，楼梯间及电梯间的四个端部即5轴、7轴与A轴和B轴相交处布置4根700mm*700mm的框架柱，6轴与A轴和B轴相交处布置2根600mm*600mm的框架柱，电梯间地下部分设置厚度为250mm的回字形剪力墙，楼梯间设置厚度为250mm的U字型剪力墙，剪力墙均从屋面贯通至基础。如图1、图2、图3所示，在辅控楼的3个角部布置厚度为250mm的分片落地式剪力墙，在阀冷设备间地下部分布置厚度为250mm的回字形剪力墙，剪力墙均从屋面贯通至基础。其他结构部分按框架结构进行梁柱板截面布置。如图5所示，在楼梯间的侧向剪力墙上开设窗洞，在洞口上下设置暗梁，在洞口两侧设置暗柱。

如图2、图3所示，本发明的实施例当中，主体结构的地下部分及地上1～2层的3个角部增加剪力墙，电梯间与阀冷设备间的地下部分布置回字形的剪力墙。楼梯间与电梯间长跨方向的剪力墙长度为从5轴与7轴各延伸3000mm，楼梯间与电梯间短跨方向的剪力墙长度为A轴与B轴的间距3300mm。主体结构部分1轴与E轴相交角部沿1轴方向的剪力墙长度为2500mm、沿E轴方向的剪力墙长度为4000mm，D轴处沿1轴方向E轴侧的剪力墙长度为2500mm，7轴与E轴相交角部沿7轴方向的剪力墙长度为2500mm、沿E轴方向的剪力墙长度为2500mm，D轴处沿7轴方向E轴侧的剪力墙长度为2500mm，1轴与A轴相交角部沿1轴方向的剪力墙长度为2000mm、沿A轴方向的剪力墙长度为1500mm。

本发明的辅控楼结构为钢筋混凝土框架-剪力墙结构，除楼梯间与电梯间的角柱为700mm*700mm外，其余柱子为600mm*600mm、500mm*500mm、400mm*400mm。

实施例中，楼梯间设置在辅控楼的一个角，沿辅控楼长跨方向与楼梯间相对的角为第二角，沿辅控楼短跨方向与楼梯间相对的角为第三角，沿辅控楼短跨方向与第二角相对的角为第一角；在第一角和第二角设置第二框架柱2，第三角设置第四框架柱4，辅控楼的楼体内部及侧边均匀排列布置多个第四框架柱4；第一框架柱1的截面尺寸为700mm*700mm，第二框架柱2的截面尺寸为500mm*500mm，第四框架柱4的截面尺寸为600mm*600mm。

第一角和第二角之间设置第三框架柱3，第三框架柱3的截面尺寸为400mm*400mm；在辅控楼的地下结构中，由第三框架柱3、第二角以及第四框架柱4为锚固端设置阀冷设备间地下部分剪力墙；阀冷设备间地下部分剪力墙为通过分片式剪力墙形成的回字形结构剪力墙。

第三框架柱3沿朝向第一角的方向设置分片式剪力墙，与其相对的辅控楼侧边的第四框架柱4沿朝向第三角的方向也设置分片式剪力墙，两个分片式剪力墙的长度均为2500mm。

电梯间地下部分剪力墙为通过分片式剪力墙形成的回字形结构剪力墙；

楼梯间地下部分剪力墙为通过分片式剪力墙形成的U字型结构剪力墙。

本发明有效提高了结构刚度和抗侧移能力，能够满足地震工况下结构层间位移要求，且经济性较好；同时相对于钢结构，可大幅节省工程投资，且具有良好的防火和防腐蚀性能。

以上描述的仅仅是本发明的一个具体实施例，并不构成对本发明技术方案的任何限制。显然对本领域的技术人员来说，在了解了本发明内容和原理后，都可能在不背离本发明原理、思想的情况下，进行形式和细节上的各种修正和改变，但是这些基于本发明思想的修正和改变仍在本发明权利要求书的保护范围之内。