阅读说明：本技术 一种变电站配电装置楼的基础结构 (Foundation structure of transformer substation distribution device building ) 是由 张�浩 杜振东 程鹏 朱云祥 高亚栋 方瑜 俞辰颖 施首健 杨杰 屠锋 于 2019-08-20 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种变电站配电装置楼的基础结构,基础结构包括用若干根第一钢筋和混凝土浇筑的筏板,以及布置在筏板上的柱墩,柱墩包括：十字钢架,十字钢架平铺埋设在筏板内,十字钢架与筏板中邻近的第一钢筋焊接固定；十字固定座,十字固定座焊接固定在十字钢架顶面的中心区域；箱型柱,箱型柱立置固定在十字钢架的顶面的中心区域,且箱型柱的底缘带有与十字固定座相配合的卡槽,箱型柱的内部为混凝土填灌区,箱型柱的外周面上焊接有多根栓钉；柱脚加强墩,柱脚加强墩由若干根第二钢筋和混凝土浇筑、并包裹在箱型柱的底部,第二钢筋包括排布在箱型柱外周的多根纵筋以及连接多根纵筋的多道箍筋。(The application discloses foundation structure of distribution device building of transformer substation, foundation structure include with the raft board of a plurality of first reinforcing bars and concrete placement to and arrange the pier on the raft board, the pier includes: the cross steel frame is tiled and embedded in the raft plate, and the cross steel frame is welded and fixed with the adjacent first reinforcing steel bars in the raft plate; the cross fixing seat is welded and fixed in the central area of the top surface of the cross steel frame; the box-type column is vertically fixed in the central area of the top surface of the cross steel frame, the bottom edge of the box-type column is provided with a clamping groove matched with the cross fixing seat, a concrete filling area is arranged inside the box-type column, and a plurality of studs are welded on the outer peripheral surface of the box-type column; pier is strengthened to the column base, and pier is strengthened by a plurality of second reinforcing bars and concrete placement to wrap up in the bottom of box post, the second reinforcing bar is including arranging many vertical bars and the multichannel stirrup of connecting many vertical bars in box post periphery.)

一种变电站配电装置楼的基础结构

技术领域

本发明涉及建筑领域，特别是涉及一种变电站配电装置楼的基础结构。

背景技术

近年来，随着我国集约型城市化发展战略的形成，各类工业与民用建筑得到了极大的发展。为了更充分利用材料的性能，人们在原有的钢筋混凝土结构体系的基础上引入了钢管混凝土组合结构体系，钢管混凝土利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互制约，即钢管对混凝土的约束作用，使混凝土处于三向受力状态，从而使混凝土的强度得以提高，脆性下降，塑性和韧性性能大为改善；同时，由于混凝土的变形，使钢管亦处于复杂应力状态，并增强了钢管壁的稳定性。

目前钢管混凝土上部结构的梁柱节点的研究比较多，而对于基础柱脚节点依然沿用了钢结构的柱脚形式，没有针对钢管混凝土结构特点进行柱脚基础的设计。

更重要的是，国家规定变电站选址要“符合国家相关的土地使用政策，尽量利用原有荒地、坡地、劣地。”由于地质条件差，这对变电站的基础结构提出了更高的要求。

发明人发现，筏板基础有着良好的场地适用性，能够充分利用场地土的承载力，非常适合地质条件差的地基。柱墩加筏板的基础形式因为布置灵活适用的各种结构形式。变电站配电装置楼一般是采用框架结构，由于安装设备的原因，某些柱脚的荷载比较大，需要承载力更高的柱脚节点和基础结构。

发明内容

本申请公开了一种变电站配电装置楼的基础结构，所述基础结构包括用若干根第一钢筋和混凝土浇筑的筏板，以及布置在所述筏板上的柱墩，所述柱墩包括：

十字钢架，所述十字钢架平铺埋设在所述筏板内，所述十字钢架与所述筏板中邻近的第一钢筋焊接固定；

十字固定座，所述十字固定座焊接固定在十字钢架顶面的中心区域；

箱型柱，所述箱型柱立置固定在十字钢架的顶面的中心区域，且所述箱型柱的底缘带有与所述十字固定座相配合的卡槽，所述箱型柱的内部为混凝土填灌区，所述箱型柱的外周面上焊接有多根栓钉；

柱脚加强墩，所述柱脚加强墩由若干根第二钢筋和混凝土浇筑、并包裹在所述箱型柱的底部，所述第二钢筋包括排布在所述箱型柱外周的多根纵筋以及连接所述多根纵筋的多道箍筋。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

优选的，所述多根纵筋向下延伸且具有以下连接方式：

方式一：埋设至所述筏板的底部；

方式二：与十字钢架焊接。

优选的，所述多根纵筋向下延伸至所述十字钢架的下方。

优选的，所述多根纵筋向下延伸，所述多根纵筋在与所述十字钢架相遇位置弯折后与所述十字钢架的顶面焊接。

优选的，所述十字固定座包括垂直布置的两块固定钢板，所述第一钢筋在与所述固定钢板相遇位置弯折后与所述固定钢板的立面焊接。

优选的，所述十字固定座的纵向和横向均延伸至所述箱型柱外侧。

优选的，所述第一钢筋编织成钢筋网片，所述钢筋网片至少包括靠近所述筏板顶面的上钢筋网片和靠近所述筏板底面的下钢筋网片，所述十字钢架收容与所述上钢筋网片和下钢筋网片之间。

优选的，所述十字钢架的两根纵向钢对称焊接在一根横向钢两侧组成，所述十字钢架的纵向和横向的长度相等。

优选的，所述十字钢架的纵向和横向两侧均设有调平装置，所述调平装置包括：

调平板，与所述十字钢架连接；

调平螺杆，贯穿所述调平板；

支撑板，设置于所述调平螺杆的底部；

上调平螺母，螺纹配合在所述调平螺杆上且下表面与所述调平板相抵；

下调平螺母，螺纹配合在所述调平螺杆上且上表面与所述调平板相抵。

优选的，所述调平螺杆穿设过所述下网片，所述支撑板和调平板分别位于所述下网片的两侧。

本申请所公开的技术方案至少包括以下有益技术效果：

1，选用筏板基础形式，整体性强，不均匀沉降小；

2，筏板式基础方案对场地的适应性强，不论是天然基础，复合基础和桩基础都适用；

3，筏板配筋采用暗梁和均布配筋结合的方式可以更有效的抵抗底板弯矩；

4，采用柱下埋入交叉钢梁的十字钢架的结构形式可以使基础表面平整，便于其他地面的设备的安装；

5，由于上部钢柱与埋入筏板的十字钢架直接连接，使得柱墩传力更直接有效(对比原外包式柱脚，钢柱传力给外包钢筋混凝土，再由外包钢筋混凝土柱传给基础，传力不直接)；采用柱下埋入十字钢架的结构形式提高柱墩的抗冲剪承载力15％；提高了抗弯抗剪承载力；由于钢梁为弹塑性材料，埋在钢筋混凝土的筏板中可以提高柱墩的结构延性，降低脆性突然破坏的风险；

6，本基础结构中的柱脚结构(即柱墩)方案构造简单，施工方便。十字钢架和柱底部分可以在工厂直接加工，现场采用调平装置进行定位和调平，同时可以作为筏板上部钢筋的支架，方便施工。

7，通用基础，由于220kV配电装置楼和110kV配电装置楼采用通用基础，筏板尺寸相同，配筋相同，仅仅是柱位不同，可以减少设计工作量，方便施工备料。

具体结构的有益技术效果将在

具体实施方式

中具体阐释。

附图说明

图1为一实施例中基础结构应用在220KV变电站中的示意图；

图2为图1中柱墩结构示意图；

图3为图2中十字钢架结构示意图；

图4为图3中调平装置结构示意图。

图中附图标记说明如下：

11、第一钢筋；12、第二钢筋；121、纵筋；122、箍筋；2、筏板；3、柱墩；31、十字钢架；311、横向钢；312、纵向钢；32、十字固定座；33、箱型柱；331、栓钉；34、柱脚加强墩；35、调平装置；351、调平板；352、调平螺杆；353、支撑板；354、上调平螺母；355、下调平螺母。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参考图1至4，本申请公开了一种变电站配电装置楼的基础结构，基础结构包括用若干根第一钢筋11和混凝土浇筑的筏板2，以及布置在筏板2上的柱墩3，柱墩3包括：

十字钢架31，十字钢架31平铺埋设在筏板2内，十字钢架31与筏板2中邻近的第一钢筋11焊接固定；

十字固定座32，十字固定座32焊接固定在十字钢架31顶面的中心区域；

箱型柱33，箱型柱33立置固定在十字钢架31的顶面的中心区域，且箱型柱33的底缘带有与十字固定座32相焊接的卡槽(图未示，与十字固定座焊接)，箱型柱33的内部为混凝土填灌区，箱型柱33的外周面上焊接有多根栓钉331；

柱脚加强墩34，柱脚加强墩34由若干根第二钢筋12和混凝土浇筑、并包裹在箱型柱33的底部，第二钢筋12包括排布在箱型柱33外周的多根纵筋121以及连接多根纵筋121的多道箍筋122。

图1中柱墩3只标注了一个，其余位置省略。本申请所公开的技术方案通过十字钢架31、十字固定座32、箱型柱33、柱脚加强墩34内的第二钢筋12直接相互连接的形式，使得柱墩3传力更直接有效(对比原外包式柱脚，钢柱传力给外包钢筋混凝土，再由外包钢筋混凝土柱传给基础，传力不直接)；采用柱下埋入十字钢架31的结构形式提高柱墩3的抗冲剪承载力15％。

同时柱脚结构(即柱墩3)方案构造简单，施工方便。十字钢架31和柱底部分可以在工厂直接加工，现场采用调平装置35进行定位和调平，同时可以作为筏板2上部钢筋的支架，方便施工。

本申请所公开的技术方案即优化了单个柱墩3的受力性能，又优化了柱墩3的安装施工过程，大大提高了施工效率。

在一实施例中，多根纵筋121向下延伸且具有以下连接方式：

方式一：埋设至筏板2的底部；

方式二：与十字钢架31焊接。

在实际设置中，多个方式可能同时存在。例如在图中所示的实施例中，多根纵筋121向下延伸，与十字钢架31相遇的纵筋121在相遇位置弯折后与十字钢架31的顶面焊接，与第一钢筋11相遇的纵筋121在相遇位置弯折后与第一钢筋11焊接，其余的埋设至筏板2的底部。

当然，也可以只存在某个或者某两个连接方式。

在一实施例中，多根纵筋121向下延伸至十字钢架31的下方。在本实施例中，与其他部件干涉的纵筋121绕过干涉装置后延伸至十字钢架31的下方。

在一实施例中，多根纵筋121向下延伸，多根纵筋121在与十字钢架31相遇位置弯折后与十字钢架31的顶面焊接。在本实施例中，原本不与十字钢架31相遇的纵筋121可以弯折后与十字钢架31焊接。

各连接方式可以按需实施，原理上需要保证柱墩3的强度和安装的便利性。

箱型柱33的的稳定除了柱脚加强墩34外还通过十字固定座32提供稳定。在一实施例中，十字固定座32包括垂直布置的两块固定钢板，第一钢筋11在与固定钢板相遇位置弯折后与固定钢板的立面焊接。

第一钢筋11与与固定钢板的立面焊接后能为固定钢板提供抗箱型柱33倾倒的支撑，从而提高十字固定座32的稳定性。

从力学原理上分析，十字固定座32的的尺寸越大，箱型柱33的稳定性越好。但是从实际角度出发，箱型柱33的尺寸一般有限制，因此在一实施例中，十字固定座32的纵向和横向均延伸至箱型柱33外侧。通过扩大十字固定座32和十字钢架31的连接投影面积，来提高十字固定座32的力学性能。

柱墩3的受力经过传导后最终都要传递至筏板2，在一实施例中，第一钢筋11编织成钢筋网片，钢筋网片至少包括靠近筏板2顶面的上网片和靠近筏板2底面的下网片，十字钢架31收容与上网片和下网片之间。

上网片和下网片形成夹持空间约束十字钢架31，从而将柱墩3与筏板2连接成刚性节点，提高基础结构整体的性能表现。

十字钢架31的连接设计形式也会影响柱墩3的力学表现，在一实施例中，十字钢架31的两根纵向钢312对称焊接在一根横向钢311两侧组成，十字钢架31的纵向和横向的长度相等。

纵向钢312和横向钢311焊接形成十字钢架31是为了方便施工，十字钢架31的纵向和横向的长度相等是为了能够为柱墩3提供各个方向一致的力学表现，在具体实施中，因为施工误差等原因，十字钢架31的纵向和横向的长度可能会出现轻微误差，不一定严格相等。

在基础结构施工时，各处积累的误差需要释放，在一实施例中，十字钢架31的纵向和横向两侧均设有调平装置35，调平装置35包括：

调平板351，与十字钢架31连接；

调平螺杆352，贯穿调平板351；

支撑板353，设置于调平螺杆352的底部；

上调平螺母354，螺纹配合在调平螺杆352上且下表面与调平板351相抵；

下调平螺母355，螺纹配合在调平螺杆352上且上表面与调平板351相抵。

调平装置35通过调整上调平螺母354和下调平螺母355的相对位置，能够调整十字钢架31相对于筏板2的水平度，从而消除误差，提供稳定的表现。调平装置35的设计使得柱墩3的钢结构生产和工地施工能够独立化，柱墩3的钢结构能够在工厂批量生产后运输至工地施工，大大提高施工效率。

调平装置35除了调平外，还能实现附加功能，在一实施例中，调平螺杆352穿设过下网片，支撑板353和调平板351分别位于下网片的两侧。

在该实施例中，支撑板353置于地基的顶面，混凝土填装后，调平螺杆352起到勾筋的作用，能够进一步为十字钢架31提供稳定的连接效果。

在具体的参数选择上，基础结构的筏板2为平板式，厚度不小于500毫米，轴线处筏板2顶部和底部密排钢筋作为暗梁，暗梁宽度不小于1200毫米，其他部分底部和顶部配置均布钢筋。由于220kv配电装置楼柱位和110kv配电装置楼柱位下都有加密钢筋的暗梁，因此该基础结构能够通用两种配电装置楼。

本申请公开的技术方案经过计算和实地勘探，能够有效增强柱墩的力学性能，计算过程如下：

以中柱为例：

柱截面1000mmx1000mm

混凝土等级C35

板厚500mm。保护层厚度50mm。

计算高度h0＝435mm

1、未增加十字钢架的底板承载力按《混凝土结构设计规范》GB50011-2010计算：

底板抗冲切承载力：

F_el＝0.7β_hηu_mh₀

β_h＝1.0

β_s＝2

α_s＝40

η＝Min{η₁,η₂}＝1.0

u_m＝4×(1000+h₀)＝5740mm

F_el＝0.7β_hf_tηu_mh₀＝0.7×1.0×1.57×1.0×5740×435＝2744kN

2、增加十字钢架后承载力按《无粘结预应力混凝土结构设计规程》JGJ92-2016计算：

增加抗剪十字钢架后十字钢架截面为H350x250x9x14

十字钢架长度伸出柱截面外1200mm。

底板抗冲切承载力：

F_e′_l＝0.6f_tηu_mh₀＝0.6×1.57×1.0×7918×435＝3244kN

承载力增加18％

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。不同实施例中的技术特征体现在同一附图中时，可视为该附图也同时披露了所涉及的各个实施例的组合例。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。