CN103967045B - 一种陆上四叶型的风机扩展基础整体钢筋结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种陆上四叶型的风机扩展基础整体钢筋结构，包括上部钢筋构架，下部钢筋构架，联接上部钢筋构架和下部钢筋构架的中部钢筋构架，上部钢筋构架和下部钢筋构架平行设置，充分利用四叶型的体型结构，发挥四叶结构的受力特点，扩展基础体型为四叶布置形式，整个基础成四叶体型，整体混凝土结构需与相匹配的钢筋结合成整体受力结构，基础钢筋按四叶体型布置，与基础环连接成为一个整体的承受上部荷载结构，四叶型整体钢筋混凝土基础结构，受力明确，具有安全性高，基础成本降低，能适应于地基承载力大于250MPa的陆上风电场四叶扩展基础。

Description

一种陆上四叶型的风机扩展基础整体钢筋结构

技术领域

本发明涉及一种风机基础钢筋结构，特别是一种陆上四叶型的风机扩展基础钢筋整体结构。

背景技术

目前我国已建成的陆上风电场装机规模约6000万kW，我国陆地风能资源可开发量约23.8亿kW，每个装机规模5万kW的风电场，C40强度的基础混凝土用量约为11550m3。在满足基础安全稳定的前提条件下，采用优化的基础体型，可以节省大量的基础混凝土工程量。所以陆上风电场基础形式的优化设计，一直是陆上风电场风机基础设计领域的研究课题。

发明内容

针对上述问题，本发明根据四叶结构的受力特点，提供了一种安全性高，基础成本降低的陆上四叶型的风机扩展基础整体钢筋结构。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术方案，一种陆上四叶型的风机扩展基础整体钢筋结构，包括上部钢筋构架，下部钢筋构架，联接上部钢筋构架和下部钢筋构架的中部钢筋构架，所述的上部钢筋构架和下部钢筋构架平行设置；所述的上部钢筋构架是由环绕中部钢筋构架中心点均匀对称分布的4个第一梯形单叶组成，且所述的第一梯形单叶首尾相连；所述相互对称的第一梯形单叶的上底之间通过相互平行且均匀设置的钢筋组成的第一矩形钢筋组联接；所述的第一梯形单叶的梯形左右腰的内侧设有纵向均匀布置渐变钢筋组成的八字渐变钢筋组，且所述的八字渐变钢筋组的渐变钢筋是从八字内向外渐变减少，所述八字渐变钢筋组的头部与第一梯形单叶的的上底联接，所述的八字渐变钢筋组的尾部与第一梯形单叶对称的上部钢筋构架的另一端的第一梯形单叶中的八字渐变钢筋组的尾部尾部通过钢筋联接；所述的第一梯形单叶的内部还设有与第一梯形单叶上底和下底相平行均匀排布的钢筋组成的第一渐变梯形钢筋组；

所述的下部钢筋构架是由环绕中部钢筋构架中心点均匀对称分布的4个第二梯形单叶组成，且所述的第二梯形单叶首尾相连；所述相互对称的第二梯形单叶的上底之间通过与第二梯形单叶上底垂直且均匀排布的钢筋组成的第二矩形钢筋组联接，所述第二梯形单叶的内部设有与第二梯形单叶左右腰平行均匀分布的赶紧组成的八字钢筋组，所述的八字钢筋组的头部与第二梯形单叶的上底联接，所述八字钢筋组的尾部与第二梯形单叶相对称的另一端第二梯形单叶的八字钢筋组尾部联接；所述的第二梯形单叶的内部还设有与第二梯形单叶上底和下底相平行均匀排布的钢筋组成的第二渐变梯形钢筋组；

所述的中部钢筋构架，是由垂直上部钢筋构架和下部钢筋构架且环绕中心点旋转均匀排布的钢筋组成的第一椭圆钢筋组、第二椭圆钢筋组、第一圆环钢筋组、第二圆环钢筋组，所述的第一椭圆钢筋组、第二椭圆钢筋组、第一圆环钢筋组、第二圆环钢筋组上还设有均匀排布且垂直套设在第一椭圆钢筋组、第二椭圆钢筋组、第一圆环钢筋组、第二圆环钢筋组的联接圆环钢筋组；所述的第一椭圆钢筋组位于第二椭圆钢筋组的外侧，所述第二圆环钢筋组位于第一椭圆钢筋组的外侧，所述的第一圆环钢筋组位于第二圆环钢筋组的外侧，所述第一椭圆钢筋组中的竖直排布的钢筋与第二椭圆钢筋组中的竖直排布的钢筋的数量相等，且相互对应的钢筋之间通过钢筋组成的第一环形钢筋组联接；所述第一圆环钢筋组中的竖

直排布的钢筋与第二圆环钢筋组中竖直排布的钢筋的数量相等，且相互对应的钢筋之间通过钢筋组成的第二环形钢筋组联接。

所述的上部钢筋构架和下部钢筋构架内分别设有有相互平行均匀分布的钢筋组成的正方形钢筋组，所述的正方形钢筋组的中心与上部钢筋构架或下部钢筋构架的中心同心，且所述正方形钢筋组的对角线与第一梯形单叶或第二梯形单叶的底边垂直。

所述的正方形钢筋组的各边位于第一梯形单叶或第二梯形单叶首尾连接的交点之内，位于第二圆环钢筋组之外。

所述下部钢筋构架中的八字钢筋组中均匀分布的钢筋之间通过等长钢筋组联接。

所述的第一椭圆钢筋组和第二椭圆钢筋组上的联接圆环钢筋组或第一圆环钢筋组和第二圆环钢筋组上的联接圆环钢筋组之间通过与联接圆环钢筋组截面垂直的纵向椭圆钢筋组联接。

所述的第一梯形单叶或第二梯形单叶的边缘处设有与第一梯形单叶或第二梯形单叶垂直的四叶边筋组，所述的四叶边筋组是由与第一梯形单叶或第二梯形单叶平行的横钢筋及与横钢筋垂直相交的纵钢筋组成的网状结构。

所述的四叶边筋组中的纵钢筋与第一渐变梯形钢筋组或第二渐变梯形钢筋组中的钢筋数量相等，且相互对应联接。

所述的第一梯形单叶或第二梯形单叶的形状是等腰梯形。

本发明采用上述的技术方案，其具有以下优点：充分利用四叶型的体型结构，发挥四叶结构的受力特点，合理配置32种以上不同形式、特殊弯折、不同直径间距的整体受力钢筋结构，在基础最复杂的受力部位，优设方形台柱式体型，配置水平向、竖向、45度角斜向，环向等特殊弯折的受力钢筋，扩展基础体型为四叶布置形式，整个基础成四叶体型，整体混凝土结构需与相匹配的钢筋结合成整体受力结构，基础钢筋按四叶体型布置，与基础环连接成为一个整体的承受上部荷载结构，四叶型整体钢筋混凝土基础结构，受力明确，可比圆形基础混凝土方量节省40%。钢材节省20%，缩短了整体施工工期，降低了整体投资，更进一步优化了陆上风电场风机基础设计造价有效的提高结构设计配筋的合理性，它具有安全性高，基础成本降低，能适应于地基承载力大于250MPa的陆上风电场四叶扩展基础。

附图说明

图1是一种陆上四叶型的风机扩展基础整体钢筋结构示意图；

图2是上部钢筋构架第一梯形单叶部分钢筋排布示意图；

图3是上部钢筋构架第一梯形单叶钢筋中正方形钢筋组及中部钢筋构架钢筋排布示意图；

图4是下部钢筋构架第二梯形单叶部分钢筋排布示意图；

图5是下部钢筋构架与中部钢筋构架的钢筋排布示意图；

图6是本发明一半的剖视结构示意图

图7是上部钢筋构架整体钢筋排布示意图；

图8是下部钢筋构架整体钢筋排布示意图。

1、上部钢筋构架；2、下部钢筋构架；3、中部钢筋构架；4、第一梯形单叶；5、第二梯形单叶；6、正方体钢筋组；7、四叶边筋组；301、第一椭圆钢筋组；302、第二椭圆钢筋组；303、第一圆环钢筋组；304、第二圆环钢筋组；305、联接圆环钢筋组；306、第一环形钢筋组；307、第二环形钢筋组；401、第一矩形钢筋组；402、八字渐变钢筋组；403、第一渐变梯形钢筋组；501、第二矩形钢筋组；502、八字钢筋组；503、第二渐变梯形钢筋组；504、等长钢筋组。

具体实施方式

根据附图和实施例进一步对一种陆上四叶型的风机扩展基础整体钢筋结构进行说明。

如图1、2、3、4、5、6、7、8所示的一种陆上四叶型的风机扩展基础整体钢筋结构，包括上部钢筋构架1，下部钢筋构架2，联接上部钢筋构架和下部钢筋构架的中部钢筋构架3，所述的上部钢筋构架1和下部钢筋构架1平行设置；

图2、3可以清楚的看出所述的上部钢筋构架1是由环绕中部钢筋构架3中心点均匀对称分布的4个第一梯形单叶4组成，且所述的第一梯形单叶4首尾相连；所述相互对称的第一梯形单叶4的上底之间通过相互平行且均匀设置的钢筋组成的第一矩形钢筋组401联接；所述的第一梯形单叶4的梯形左右腰的内侧设有纵向均匀布置渐变钢筋组成的八字渐变钢筋组402，且所述的八字渐变钢筋组402的渐变钢筋是从八字内向外渐变减少，所述八字渐变钢筋组402的头部与第一梯形单叶4的上底联接，所述的八字渐变钢筋组402的尾部与第一梯形单叶4对称的上部钢筋构架的另一端的第一梯形单叶4中的八字渐变钢筋组402的尾部通过钢筋联接；所述的第一梯形单叶4的内部还设有与第一梯形单叶4上底和下底相平行均匀排布的钢筋组成的第一渐变梯形钢筋组403；

相互对称的第一梯形单叶4之间的第一矩形钢筋组401是由9根Φ28mm的钢筋均匀排布而成；八字渐变钢筋组402是由单边是8根Φ28mm的长短渐变的钢筋排布组成；每一第一梯形单叶4中的第一渐变梯形钢筋组403是由23根Φ16mm的钢筋相互平行均匀排布；

图4、5清楚的表达了所述的下部钢筋构架2是由环绕中部钢筋构3架中心点均匀对称分布的4个第二梯形单叶5组成，且所述的第二梯形单叶5首尾相连；所述相互对称的第二梯形单叶5的上底之间通过与第二梯形单叶5上底垂直且均匀排布的钢筋组成的第二矩形钢筋组501联接，所述第二梯形单叶5的内部设有与第二梯形单叶5左右腰平行均匀分布的赶紧组成的八字钢筋组502，所述的八字钢筋组502的头部与第二梯形单叶5的上底联接，所述八字钢筋组502的尾部与第二梯形单叶5相对称的另一端第二梯形单叶5的八字钢筋组502尾部通过钢筋联接；所述的第二梯形单叶5的内部还设有与第二梯形单叶5上底和下底相平行均匀排布的钢筋组成的第二渐变梯形钢筋组503；相互对称的第二梯形单叶5之间联接的第二矩形钢筋组501是由9根Φ28mm的钢筋均匀排布而成；

八字钢筋组502的是由单边是7根Φ28mm的钢筋，且与第二梯形单叶5的腰平行均匀分布；

每一个第二梯形单叶5中的第二渐变梯形钢筋组503是由23根Φ16mm的钢筋相互平行均匀排布；

图3和图5清楚的记载了所述的中部钢筋构架3，是由垂直上部钢筋构架1和下部钢筋构架2且环绕中心点旋转均匀排布的钢筋组成的第一椭圆钢筋组301、第二椭圆钢筋组302、第一圆环钢筋组303、第二圆环钢筋组304，所述的第一椭圆钢筋组301、第二椭圆钢筋组302、第一圆环钢筋组303、第二圆环钢筋组304上还设有均匀排布且垂直套设在第一椭圆钢筋组301、第二椭圆钢筋组302、第一圆环钢筋组303、第二圆环钢筋组303的联接圆环钢筋组305；所述的第一椭圆钢筋301组位于第二椭圆钢筋组302的外侧，所述第二圆环钢筋组304位于第一椭圆钢筋组301的外侧，所述的第一圆环钢筋组303位于第二圆环钢筋组303的外侧，所述第一椭圆钢筋301组中的竖直排布的钢筋与第二椭圆钢筋302组中的

竖直排布的钢筋的数量相等，且相互对应的钢筋之间通过钢筋组成的第一环形钢筋组306联接；所述第一圆环钢筋组303中的竖直排布的钢筋与第二圆环钢筋组304中竖直排布的钢筋的数量相等，且相互对应的钢筋之间通过钢筋组成的第二环形钢筋组联接307。

第一椭圆钢筋组301和二椭圆钢筋组302分别是通过56根Φ28mm的钢筋环绕而成，第一圆环钢筋组303和第二圆环钢筋组304是通过61根Φ28mm的钢筋环绕而成；套设在第一椭圆钢筋组301，第二椭圆钢筋组302，第一圆环钢筋组303外的联接圆环钢筋组305从上向下均匀排布有7根钢筋，套设在第二圆环钢筋组304从上向下均匀排布有9根钢筋，每根钢筋Φ16mm，联接第一圆环钢筋组303和第二圆环钢筋组304中竖直钢筋从上而下均匀分布的第二环形钢筋组307是7层，每层中的钢筋的直径Φ28mm；联接第一椭圆钢筋组301和第二椭圆钢筋组302中竖直钢筋从上而下均匀分布的第一环形钢筋组306是7层，每层中的钢筋的直径Φ28mm；上述的钢筋之间是通过焊接或者扎接经行联接的。

在上述的实施例中，为了上部钢筋构架1和下部钢筋构架2的稳定性更加高，在图3和图5中可以看出上部钢筋构架1和下部钢筋构架2内分别设有相互平行均匀分布的钢筋组成的正方形钢筋组6，所述的正方形钢筋组6的中心与上部钢筋构架1或下部钢筋构架2的中心同心，且所述正方形钢筋组6的对角线与第一梯形单叶4或第二梯形单叶5的底边垂直。正方形钢筋组6的各边位于第一梯形单叶4或第二梯形单叶5首尾连接的交点之内，位于第二圆环钢筋组304之外。正方形钢筋组6是由单边是7根直径Φ28mm的钢筋平行组成的。

在上述的实施例中，为了第二梯形单叶5中的八字钢筋组502之间的连接性能更好，且之间能够形成一个整体，如图5所示下部钢筋构架3中的八字钢筋组502中均匀分布的钢筋之间通过等长钢筋组504联接；等长钢筋组504是由23根直径Φ16mm均匀排布在八字形钢筋组502上组成的。

在上述的实施例中，为了中部钢筋构件3中联接圆环钢筋组305联接的更加的牢固，安全，稳定性高，如图6所示的第一椭圆钢筋组301和第二椭圆钢筋组302或第一圆环钢筋组303和第二圆环钢筋组304的联接圆环钢筋组305之间通过与联接圆环钢筋组305截面垂直的纵向椭圆钢筋组308联接。纵向椭圆钢筋组308是由环绕圆环钢筋组305旋转均匀分布且与联接圆环钢筋组305截面垂直的56根Φ28mm钢筋构成。

在上述的实施例中，如图2和图6所述的第一梯形单叶4或第二梯形单叶5的边缘处设有与第一梯形单叶4或第二梯形单叶5垂直的四叶边筋组7，所述的四叶边筋组7是由与第一梯形单叶4或第二梯形单叶5平行的横钢筋及与横钢筋垂直相交的纵钢筋组成的网状结构，且该网状结构与第一梯形单叶4或第二梯形单叶5垂直，所述的四叶边筋7组中的纵钢筋与第一渐变梯形钢筋组403或第二渐变梯形钢筋组503中的钢筋数量相等，且相互对应联接。

在上述的实施例中，为了整体结构受力更加的平衡，制造更加的简单，如图7、8所示第一梯形单叶4或第二梯形单叶5的形状是等腰梯形。

综上所述，本发明提供了一种陆上四叶型的风机扩展基础整体钢筋结构，充分利用四叶型的体型结构，发挥四叶结构的受力特点，合理配置32种以上不同形式、特殊弯折、不同直径间距的整体受力钢筋结构，在基础最复杂的受力部位，优设方形台柱式体型，配置水平向、竖向、45度角斜向，环向等特殊弯折的受力钢筋，扩展基础体型为四叶布置形式，整个基础成四叶体型，整体混凝土结构需与相匹配的钢筋结合成整体受力结构，基础钢筋按四叶体型布置，与基础环连接成为一个整体的承受上部荷载结构，四叶型整体钢筋混凝土基础结构，受力明确，可比圆形基础混凝土方量节省40%。钢材节省20%，缩短了整体施工工期，降低了整体投资，更进一步优化了陆上风电场风机基础设计造价有效的提高结构设计配筋的合理性，它具有安全性高，基础成本降低，能适应于地基承载力大于250MPa的陆上风电场四叶扩展基础。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种陆上四叶型的风机扩展基础整体钢筋结构，其特征在于，包括上部钢筋构架，下部钢筋构架，联接上部钢筋构架和下部钢筋构架的中部钢筋构架，所述的上部钢筋构架和下部钢筋构架平行设置；

所述的上部钢筋构架是由环绕中部钢筋构架中心点均匀对称分布的4 个第一梯形单叶组成，且所述的第一梯形单叶首尾相连；相互对称的第一梯形单叶的上底之间通过相互平行且均匀设置的钢筋组成的第一矩形钢筋组联接；所述的第一梯形单叶的梯形左右腰的内侧设有纵向均匀布置渐变钢筋组成的八字渐变钢筋组，且所述的八字渐变钢筋组的渐变钢筋是从八字内向外渐变减少，所述八字渐变钢筋组的头部与第一梯形单叶的上底联接，所述的八字渐变钢筋组的尾部与第一梯形单叶对称的上部钢筋构架的另一端的第一梯形单叶中的八字渐变钢筋组的尾部通过钢筋联接；所述的第一梯形单叶的内部还设有与第一梯形单叶上底和下底相平行均匀排布的钢筋组成的第一渐变梯形钢筋组；

所述的下部钢筋构架是由环绕中部钢筋构架中心点均匀对称分布的4 个第二梯形单叶组成，且所述的第二梯形单叶首尾相连；相互对称的第二梯形单叶的上底之间通过与第二梯形单叶上底垂直且均匀排布的钢筋组成的第二矩形钢筋组联接，所述第二梯形单叶的内部设有与第二梯形单叶左右腰平行均匀分布的钢筋组成的八字钢筋组，所述的八字钢筋组的头部与第二梯形单叶的上底联接，所述八字钢筋组的尾部与第二梯形单叶相对称的另一端第二梯形单叶的八字钢筋组尾部通过钢筋联接；所述的第二梯形单叶的内部还设有与第二梯形单叶上底和下底相平行均匀排布的钢筋组成的第二渐变梯形钢筋组；

所述的中部钢筋构架，是由垂直上部钢筋构架和下部钢筋构架且环绕中心点旋转均匀排布的钢筋组成的第一椭圆钢筋组、第二椭圆钢筋组、第一圆环钢筋组、第二圆环钢筋组，所述的第一椭圆钢筋组、第二椭圆钢筋组、第一圆环钢筋组、第二圆环钢筋组上还设有均匀排布且垂直套设在第一椭圆钢筋组、第二椭圆钢筋组、第一圆环钢筋组、第二圆环钢筋组的联接圆环钢筋组；所述的第一椭圆钢筋组位于第二椭圆钢筋组的外侧，所述第二圆环钢筋组位于第一椭圆钢筋组的外侧，所述的第一圆环钢筋组位于第二圆环钢筋组的外侧，所述第一椭圆钢筋组中的竖直排布的钢筋与第二椭圆钢筋组中的竖直排布的钢筋的数量相等，且相互对应的钢筋之间通过钢筋组成的第一环形钢筋组联接；所述第一圆环钢筋组中的竖直排布的钢筋与第二圆环钢筋组中竖直排布的钢筋的数量相等，且相互对应的钢筋之间通过钢筋组成的第二环形钢筋组联接。

2.根据权利要求1 所述的一种陆上四叶型的风机扩展基础整体钢筋结构，其特征在于，所述的上部钢筋构架和下部钢筋构架内分别设有相互平行均匀分布的钢筋组成的正方形钢筋组，所述的正方形钢筋组的中心与上部钢筋构架或下部钢筋构架的中心同心，且所述正方形钢筋组的对角线与第一梯形单叶或第二梯形单叶的底边垂直。

3.根据权利要求2 所述的一种陆上四叶型的风机扩展基础整体钢筋结构，其特征在于，所述的正方形钢筋组的各边位于第一梯形单叶或第二梯形单叶首尾连接的交点之内，位于第二圆环钢筋组之外。

4.根据权利要求1 所述的一种陆上四叶型的风机扩展基础整体钢筋结构，其特征在于，所述下部钢筋构架中的八字钢筋组中均匀分布的钢筋之间通过等长钢筋组联接。

5.根据权利要求1 所述的一种陆上四叶型的风机扩展基础整体钢筋结构，其特征在于，所述的第一椭圆钢筋组和第二椭圆钢筋组上的联接圆环钢筋组或第一圆环钢筋组和第二圆环钢筋组上的联接圆环钢筋组之间通过与联接圆环钢筋组截面垂直的纵向椭圆钢筋组联接。

6.根据权利要求1 所述的一种陆上四叶型的风机扩展基础整体钢筋结构，其特征在于，所述的第一梯形单叶或第二梯形单叶的边缘处设有与第一梯形单叶或第二梯形单叶垂直的四叶边筋组，所述的四叶边筋组是由与第一梯形单叶或第二梯形单叶平行的横钢筋及与横钢筋垂直相交的纵钢筋组成的网状结构。

7.根据权利要求6 所述的一种陆上四叶型的风机扩展基础整体钢筋结构，其特征在于，所述的四叶边筋组中的纵钢筋与第一渐变梯形钢筋组或第二渐变梯形钢筋组中的钢筋数量相等，且相互对应联接。

8. 根据权利要求1 至6 所述的任意一种陆上四叶型的风机扩展基础整体钢筋结构，其特征在于，所述的第一梯形单叶或第二梯形单叶的形状是等腰梯形。