CN209179943U - 一种用于连接风机塔架上部塔筒与下部肢腿的节点构造 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于连接风机塔架上部塔筒与下部肢腿的节点构造，包含立柱结构、斜柱结构、支撑梁结构、斜柱间支撑结构或/和斜柱内支撑结构，立柱结构与风机塔架的上部塔筒连接，斜柱结构上下两端分别与立柱结构及风机塔架的下部肢腿连接；斜柱间支撑结构设置斜柱结构的斜柱间，斜柱内支撑结构设置在斜柱结构内部。本实用新型主要是通过斜柱间支撑结构或/和斜柱内支撑结构与支撑梁结构共同构成受力体系，协助立柱结构和斜柱结构，将上部塔筒荷载和重力通过立柱结构经斜柱结构完好的传递至下部肢腿；具有传力直接，构造简洁，方便构件运输、安装，结构更安全可靠、钢材用量少、工程造价低，施工周期短等优点。

Description

一种用于连接风机塔架上部塔筒与下部肢腿的节点构造

技术领域

本实用新型涉及风力发电设施领域，具体的说是涉及一种用于连接风机塔架上部塔筒与下部肢腿的节点构造。

背景技术

目前，我国风力发电机组塔架结构，当高度为90m以内时，主要采用纯钢筒塔结构；当高度达到90米以上时，因纯钢筒结构太柔，则须增加截面尺寸才能满足技术要求。若尺寸增加过大，则无法解决运输时受到高速公路的桥涵尺寸限制问题。故而目前工程上90m高度以上的风机塔筒通常采用的是混凝土+纯钢筒和纯预制混凝土筒结构，但这类结构形式存在工程量大，吊装困难，施工周期长，成本高、结构可靠性差等缺点。

而在风机塔筒结构设计中，上部塔筒与下部肢腿间的连接节点至关重要，其对整个结构起到了决定性的影响；若节点设计合理，不仅可以省时、省材，还可以提升结构的安全性及使用寿命；若节点设计不合理，则不仅费力、废材，而且还会存安全隐患，降低结构的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构性能可靠、钢材使用量少、工程造价低，施工运输方便，整体刚度大，抗压性能好、联接可靠的用于连接风机塔架上部塔筒与下部肢腿的节点构造，用以解决背景技术中风机塔架的上部塔筒与下部肢腿间的连接节点的可靠性问题。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种用于连接风机塔架上部塔筒与下部肢腿的节点构造，包含立柱结构、斜柱结构、支撑梁结构、斜柱间支撑结构或/和斜柱内支撑结构，所述立柱结构与风机塔架的上部塔筒固定连接，所述斜柱结构上端与立柱结构固定连接，所述斜柱结构下端与风机塔架的下部肢腿固定连接；所述斜柱间支撑结构设置在斜柱结构的斜柱间并与斜柱结构固定连接，所述斜柱内支撑结构设置在斜柱结构内部并分别与斜柱结构和支撑梁结构固定连接，所述支撑梁结构还与与所述风机塔架的下部肢腿固定连接；

所述立柱结构包含呈环形对称分布的若干钢管混凝土柱或钢管柱；在每个所述钢管混凝土柱或钢管柱呈环形对称分布的内侧部分均开设有一个与上部塔筒的外筒壁相贴合适配的弧形凹槽；所述上部塔筒通过下部穿设在每个钢管混凝土柱或钢管柱的弧形凹槽内并通过与每个钢管混凝土柱或钢管柱焊接固定的方式，实现与立柱结构的固定连接；

所述斜柱结构包含呈环形对称分布的若干斜钢管混凝土柱或斜钢管柱；每个所述斜钢管混凝土柱或斜钢管柱上端均对应与立柱结构的一个钢管混凝土柱或钢管柱通过焊接或法兰螺栓连接固定；每个所述斜钢管混凝土柱或斜钢管柱下端均对应下部肢腿的一条肢腿通过焊接或法兰螺栓连接固定；

所述斜柱间支撑结构包含若干斜柱间钢管交叉支撑或斜柱间钢管混凝土交叉支撑；每个所述斜柱间钢管交叉支撑或斜柱间钢管混凝土交叉支撑上端分别对应与斜柱结构的相邻两个斜钢管混凝土柱或斜钢管柱上端通过焊接或螺栓连接固定；每个所述斜柱间钢管交叉支撑或斜柱间钢管混凝土交叉支撑下端分别对应与斜柱结构的相邻两个斜钢管混凝土柱或斜钢管柱下端通过焊接或螺栓连接固定；

所述斜柱内支撑结构包含若干钢管内支撑或钢管混凝土内支撑；每个所述钢管内支撑或钢管混凝土内支撑上端分别对应与斜柱结构的一个斜钢管混凝土柱或斜钢管柱通过焊接或螺栓连接固定；每个所述钢管内支撑或钢管混凝土内支撑下端均对应与支撑梁结构的中心部位通过焊接或法兰螺栓连接固定。

进一步，所述支撑梁结构包含若干钢边梁及若干钢中梁，每个所述钢边梁两端分别对应与下部肢腿的相邻两条肢腿连接，每个所述钢中梁一端均对应与下部肢腿的一条肢腿连接，每个所述钢中梁另一端均汇聚于支撑梁结构的中部且相邻两个钢中梁之间的夹角为45°～120°。

进一步，每条所述钢中梁汇聚于支撑梁结构中部的一端均对应与斜柱内支撑结构的一个钢管内支撑或钢管混凝土内支撑的下端通过焊接或法兰螺栓连接固定，每条所述钢中梁另一端均对应与斜柱内支撑结构的一个钢管内支撑或钢管混凝土内支撑的上端通过焊接或法兰螺栓连接固定。

进一步，在所述上部塔筒内部还设有若干个钢筋混凝土水平内支撑板，每个所述钢筋混凝土水平内支撑板均分别与立柱结构的每个钢管混凝土柱或钢管柱相连。

进一步，所述钢管混凝土柱或钢管柱的数量为3～8个，且每个所述钢管混凝土柱或钢管柱的长度为1.0m～20m。

进一步，所述斜钢管混凝土柱或斜钢管柱的数量为3～8个；

所述钢边梁及钢中梁的数量为3～8个；

所述斜柱间钢管交叉支撑或斜柱间钢管混凝土交叉支撑的数量为3～8 个；

所述钢管内支撑或钢管混凝土内支撑的数量为3～8个。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果有：

(1)减少了钢材使用量，降低了工程造价，抗压性能好，可解决当高度超过90m以上时因纯钢筒结构太柔，无法满足风机设备技术要求和解决为满足风机设备技术要求而增加截面尺寸，进而导致结构尺寸大，无法解决运输时受到高速公路的桥涵尺寸限制问题；

(2)与现有混凝土+纯钢筒和纯预制混凝土筒结构相比，可解决工程量大，吊装困难，施工周期长，成本高及结构可靠性差的问题；

(3)所有构件以及连接节点均在工厂内加工成型，现场采用全螺栓连接，安装方便，连接可靠，降低了施工难度，有利于缩短施工周期；

(4)当风机高度超过一定高度后，可解决风机塔架尺寸过大、不方便运输、结构过重、吊装困难等问题，以及结构过柔、无法满足风机设备安装要求的问题。

附图说明

图1为本实用新型节点构造的第一种实施例；

图2为本实用新型节点构造的第二种实施例；

图3为本实用新型节点构造的第三种实施例；

图中：

1、立柱结构；1.1、钢管混凝土柱或钢管柱；1.1a、弧形凹槽；

2、斜柱结构；2.1、斜钢管混凝土柱或斜钢管柱；

3、支撑梁结构；3.1、钢边梁；3.2、钢中梁；

4、斜柱间支撑结构；4.1、斜柱间钢管交叉支撑或斜柱间钢管混凝土交叉支撑；

5、斜柱内支撑结构；5.1、钢管内支撑或钢管混凝土内支撑；6、上部塔筒；

7、下部肢腿；7.1、肢腿。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本实用新型是如何实施的。

参阅图1至图3所示，本实用新型提供的一种用于连接风机塔架上部塔筒与下部肢腿的节点构造，包含立柱结构1、斜柱结构2、支撑梁结构3 及斜柱间支撑结构4或/和斜柱内支撑结构5，立柱结构1与风机塔架的上部塔筒6固定连接，斜柱结构2上端与立柱结构1固定连接，斜柱结构2 下端与风机塔架的下部肢腿7固定连接；斜柱间支撑结构4设置斜柱结构2的斜柱间并与斜柱结构2固定连接，斜柱内支撑结构5设置在斜柱结构2 内部并分别与斜柱结构2及支撑梁结构3固定连接；支撑梁结构3还与风机塔架的下部肢腿7固定连接。

本实用新型主要是通过斜柱间支撑结构4或/和斜柱内支撑结构5与支撑梁结构3共同构成受力体系，协助立柱结构1和斜柱结构2，实现将上部塔筒6荷载和重力通过立柱结构1经斜柱结构2完好的传递至下部肢腿7；具有传力直接，构造简洁，方便构件运输、安装，结构更安全可靠、钢材用量少、工程造价低，施工周期短等优点。

如图1所示，为本实用新型的第一种实施例：

本实用新型实施例提供的节点构造，由立柱结构1、斜柱结构2、支撑梁结构3及斜柱间支撑结构4组成；其中：

立柱结构1包含呈环形对称分布的四个钢管混凝土柱或钢管柱1.1；在每个钢管混凝土柱或钢管柱1.1呈环形对称分布的内侧部分均开设有一个与上部塔筒6的外筒壁相贴合适配的弧形凹槽1.1a；上部塔筒6通过下部穿设在每个钢管混凝土柱或钢管柱1.1的弧形凹槽1.1a内并通过与每个钢管混凝土柱或钢管柱1.1焊接固定的方式，实现与立柱结构1的连接。

斜柱结构2包含呈环形对称分布的四个斜钢管混凝土柱或斜钢管柱 2.1；每个斜钢管混凝土柱或斜钢管柱2.1上端均对应与立柱结构1的一个钢管混凝土柱或钢管柱1.1通过焊接或法兰螺栓连接固定；每个斜钢管混凝土柱或斜钢管柱2.1下端均对应下部肢腿7的一条肢腿7.1通过焊接或法兰螺栓连接固定。

斜柱间支撑结构4包含四个斜柱间钢管交叉支撑或斜柱间钢管混凝土交叉支撑4.1；每个斜柱间钢管交叉支撑或斜柱间钢管混凝土交叉支撑4.1 上端分别对应与斜柱结构2的相邻两个斜钢管混凝土柱2.1上端通过焊接或螺栓连接固定；每个斜柱间钢管交叉支撑或斜柱间钢管混凝土交叉支撑4.1 下端分别对应与斜柱结构2的相邻两个斜钢管混凝土柱或斜钢管柱2.1下端通过焊接或螺栓连接固定。

支撑梁结构3包含四个钢边梁3.1及四个钢中梁3.2，每个钢边梁3.1 两端分别对应与下部肢腿7的相邻两条肢腿7.1连接，每个钢中梁3.2一端均对应与下部肢腿7的一条肢腿7.1连接，每个钢中梁3.2另一端均汇聚于支撑梁结构3的中部且相邻两个钢中梁3.2之间的夹角为90°。

在本实用新型实施例中，风机塔架上部塔筒6的荷载和重力主要是通过由斜柱间支撑结构4与支撑梁结构3共同构成的受力体系，协助立柱结构1和斜柱结构2，完好的传递至下部肢腿7。

如图2所示，为本实用新型的第二种实施例：

本实用新型实施例提供的节点构造，由立柱结构1、斜柱结构2、支撑梁结构3及斜柱内支撑结构5组成；其中：

立柱结构1、斜柱结构2及支撑梁结构3均与第一种实施例的构造相同

斜柱内支撑结构5包含四个钢管内支撑或钢管混凝土内支撑5.1；每个钢管内支撑或钢管混凝土内支撑5.1上端分别对应与斜柱结构2的一个斜钢管混凝土柱2.1通过焊接或螺栓连接固定；每个钢管内支撑或钢管混凝土内支撑5.1下端均对应与支撑梁结构3的一条钢中梁3.2汇聚于支撑梁结构3 中心的一端通过焊接或法兰螺栓连接固定。

在本实施例中，风机塔架上部塔筒6的荷载和重力主要是通过由斜柱内支撑结构5与支撑梁结构3共同构成的受力体系，协助立柱结构1和斜柱结构2，完好的传递至下部肢腿7。

如图3所示，为本实用新型的第三种实施例：

本实用新型实施例提供的节点构造，由立柱结构1、斜柱结构2、支撑梁结构3、斜柱间支撑结构4和斜柱内支撑结构5组成；其中：

立柱结构1、斜柱结构2、支撑梁结构3、斜柱间支撑结构4均与第一种实施例的构造相同；斜柱内支撑结构5均与第二种实施例的构造相同；

与第一、第二种实施的区别在于：斜柱结构2的每个斜钢管混凝土柱或斜钢管柱2.1上端同时与斜柱间支撑结构4的一个斜柱间钢管交叉支撑或斜柱间钢管混凝土交叉支撑4.1上端和斜柱内支撑结构5的一个钢管内支撑或钢管混凝土内支撑5.1连接。

在本实用新型实施例中，风机塔架上部塔筒6的荷载和重力主要是由斜柱间支撑结构4、斜柱内支撑结构5与支撑梁结构3三者共同构成的受力体系，协助立柱结构1和斜柱结构2，完好的传递至下部肢腿7。

另外，为加强上部塔筒6与立柱结构1连接节点部位的受力情况，在上部塔筒6内部还可以设置2～5个钢筋混凝土水平内支撑板(图中未示出)，每个钢筋混凝土水平内支撑均分别与立柱结构1的每个钢管混凝土立柱1.1 相连。

根据实际应用环境及场所需求：

构成立柱结构1的钢管混凝土柱或钢管柱1.1的数量可以为3～8个，且每个钢管混凝土柱或钢管柱1.1的长度可以为1.0m～20m；

构成斜柱结构2的斜钢管混凝土柱或斜钢管柱2.1的数量为3～8个；

构成斜柱间支撑结构4的斜柱间钢管交叉支撑或斜柱间钢管混凝土交叉支撑4.1的数量可以为3～8个；

构成斜柱内支撑结构5的钢管内支撑或钢管混凝土内支撑5.1的数量可以为3～8个；

构成支撑梁结构3的钢边梁3.1及钢中梁3.2的数量可以为3～8个，相邻两个钢中梁3.2之间的夹角可以为45°～120°；例如，当钢边梁3.1及钢中梁3.2的数量为3根时，相邻两个钢中梁3.2之间的夹角取120°；当钢边梁3.1及钢中梁3.2的数量为4根时，相邻两个钢中梁3.2之间的夹角取90°；当当钢边梁3.1及钢中梁3.2的数量为8根时，相邻两个钢中梁3.2 之间的夹角取45°。

本实用新型的优点有传力直接，构造简洁，方便构件运输、安装，结构更安全可靠、钢材用量少、工程造价低，施工周期短。

最后说明，以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于连接风机塔架上部塔筒与下部肢腿的节点构造，其特征在于：它包含立柱结构(1)、斜柱结构(2)、支撑梁结构(3)、斜柱间支撑结构(4)或/和斜柱内支撑结构(5)，所述立柱结构(1)与风机塔架的上部塔筒(6)固定连接，所述斜柱结构(2)上端与立柱结构(1)固定连接，所述斜柱结构(2)下端与风机塔架的下部肢腿(7)固定连接；所述斜柱间支撑结构(4)设置在斜柱结构(2)的斜柱间并与斜柱结构(2)固定连接，所述斜柱内支撑结构(5)设置在斜柱结构(2)内部并分别与斜柱结构(2)和支撑梁结构(3)固定连接，所述支撑梁结构(3)还与所述风机塔架的下部肢腿(7)固定连接；所述立柱结构(1)包含呈环形对称分布的若干钢管混凝土柱或钢管柱(1.1)；

在每个所述钢管混凝土柱或钢管柱(1.1)呈环形对称分布的内侧部分均开设有一个与上部塔筒(6)的外筒壁相贴合适配的弧形凹槽(1.1a)；所述上部塔筒(6)通过下部穿设在每个钢管混凝土柱或钢管柱(1.1)的弧形凹槽(1.1a)内并通过与每个钢管混凝土柱或钢管柱(1.1)焊接固定的方式，实现与立柱结构(1)的固定连接；

所述斜柱结构(2)包含呈环形对称分布的若干斜钢管混凝土柱或斜钢管柱(2.1)；每个所述斜钢管混凝土柱或斜钢管柱(2.1)上端均对应与立柱结构(1)的一个钢管混凝土柱或钢管柱(1.1)通过焊接或法兰螺栓连接固定；每个所述斜钢管混凝土柱或斜钢管柱(2.1)下端均对应下部肢腿(7)的一条肢腿(7.1)通过焊接或法兰螺栓连接固定；

所述斜柱间支撑结构(4)包含若干斜柱间钢管交叉支撑或斜柱间钢管混凝土交叉支撑(4.1)；每个所述斜柱间钢管交叉支撑或斜柱间钢管混凝土交叉支撑(4.1)上端分别对应与斜柱结构(2)的相邻两个斜钢管混凝土柱或斜钢管柱(2.1)上端通过焊接或螺栓连接固定；每个所述斜柱间钢管交叉支撑或斜柱间钢管混凝土交叉支撑(4.1)下端分别对应与斜柱结构(2)的相邻两个斜钢管混凝土柱或斜钢管柱(2.1)下端通过焊接或螺栓连接固定；

所述斜柱内支撑结构(5)包含若干钢管内支撑或钢管混凝土内支撑(5.1)；每个所述钢管内支撑或钢管混凝土内支撑(5.1)上端分别对应与斜柱结构(2)的一个斜钢管混凝土柱或斜钢管柱(2.1)通过焊接或螺栓连接固定；每个所述钢管内支撑或钢管混凝土内支撑(5.1)下端均对应与支撑梁结构(3)的中心部位通过焊接或法兰螺栓连接固定。

2.根据权利要求1所述的用于连接风机塔架上部塔筒与下部肢腿的节点构造，其特征在于：所述支撑梁结构(3)包含若干钢边梁(3.1)及若干钢中梁(3.2)，每个所述钢边梁(3.1)两端分别对应与下部肢腿(7)的相邻两条肢腿(7.1)连接，每个所述钢中梁(3.2)一端均对应与下部肢腿(7)的一条肢腿(7.1)连接，每个所述钢中梁(3.2)另一端均汇聚于支撑梁结构(3)的中部且相邻两个钢中梁(3.2)之间的夹角为45°～120°。

3.根据权利要求2所述的用于连接风机塔架上部塔筒与下部肢腿的节点构造，其特征在于：每条所述钢中梁(3.2)汇聚于支撑梁结构(3)中部的一端均对应与斜柱内支撑结构(5)的一个钢管内支撑或钢管混凝土内支撑(5.1)的下端通过焊接或法兰螺栓连接固定，每条所述钢中梁(3.2)另一端均对应与斜柱内支撑结构(5)的一个钢管内支撑或钢管混凝土内支撑(5.1)的上端通过焊接或法兰螺栓连接固定。

4.根据权利要求1所述的用于连接风机塔架上部塔筒与下部肢腿的节点构造，其特征在于：在所述上部塔筒(6)内部还设有若干个钢筋混凝土水平内支撑板，每个所述钢筋混凝土水平内支撑板均分别与立柱结构(1)的每个钢管混凝土柱或钢管柱(1.1)相连。

5.根据权利要求1所述的用于连接风机塔架上部塔筒与下部肢腿的节点构造，其特征在于：所述钢管混凝土柱或钢管柱(1.1)的数量为3～8个，且每个所述钢管混凝土柱或钢管柱(1.1)的长度为1.0m～20m。

6.根据权利要求2所述的用于连接风机塔架上部塔筒与下部肢腿的节点构造，其特征在于：所述斜钢管混凝土柱或斜钢管柱(2.1)的数量为3～8个；

所述钢边梁(3.1)及钢中梁(3.2)的数量为3～8个；

所述斜柱间钢管交叉支撑或斜柱间钢管混凝土交叉支撑(4.1)的数量为3～8个；

所述钢管内支撑或钢管混凝土内支撑(5.1)的数量为3～8个。