一种变电构架的端撑柱及多连跨构架的制作方法

本发明涉及电力设施建设领域，具体一种变电构架的端撑柱及多连跨构架。

背景技术：

变电构架是变电站和换流站中普遍使用的结构，随着建设规模的逐步扩大，构架的跨度、总长度、单体规模、以及多层出线等应用实例也在逐步增加，结构受力日趋复杂，这给结构布置、结构受力及分析都带来了新的挑战。

如图1所示，正常的端撑柱1的顶部位于整个构架的顶部，同时与构架梁端相连，构架梁端的水平作用直接通过端撑传递至基础，端撑内力以轴向内力为主，传力比较直接，附加内力小。

图2所示的带侧出的多层架，因为单管端撑无法与人字柱在母线梁所处高度处连接，因此端撑很难下放至与母线梁同一高度。对于存在侧向出线的构架，一般母线构架高度较低，出线梁位置较高，多连跨母线梁作用于端撑人字柱中上部，从结构受力的角度讲，母线横梁直接作用于构架中上部将引起很大的附加内力，对结构受力不利，局部水平作用产生的附加弯矩不容忽视，这种结构布置及受力方式彻底改变了原端撑杆主要以轴力为主的受力状态及相对直接的传力方式，附加内力大，严重影响杆件受力及连接节点设计验算。同时，此种布置情况下，因单端撑平面外整体刚度、局部刚度均较小，在中间水平荷载作用下，端撑柱的局部变形显著增加，如图3所示，局部荷载作用点、端撑柱柱根弯矩明显大于附图1所示的直接传力的情况，对杆件受力不利。因此，有必要改进结构布置，增强结构局部刚度，以求改善结构力学性能。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种变电构架的端撑柱及多连跨钢管构架，通过在斜撑与端撑人字柱柱肢间增加斜腹杆，形成由端撑人字柱柱肢、斜撑以及斜腹杆构成的稳定的平面桁架受力体系，最终与端撑人字柱共同构成三角锥空间的端撑柱。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种变电构架的端撑柱，包括端撑人字柱、斜撑和多个斜腹撑；

所述端撑人字柱的顶端与端撑柱的顶端连接，形成端面为三角形的锥形结构，多个斜腹撑自下而上设置在端撑人字柱和斜撑之间，将端撑人字柱和斜撑围成的空间自下而上分割为多个连续的三角形结构的格构空间。

优选的，所述斜腹撑为三角形结构，其一个角与斜撑连接，另外两个角分别与端撑人字柱的两个柱肢连接，且斜撑呈倾斜设置。

优选的，所述斜腹撑由三个斜腹杆首尾相连组成，形成三角形环形封闭结构。

优选的，所述多个斜腹撑子下而上依次首尾相连，并呈之字型分布。

优选的，所述斜腹撑的上端和下端分别设置一水平腹撑，水平腹撑分别与端人字柱和端撑人字柱连接。

优选的，所述水平腹撑由三个水平腹杆首尾相连组成，形成三角形环形封闭结构。

优选的，所述斜腹撑的倾斜方向相同，斜腹撑自下而上向端撑柱的一侧倾斜。

一种多连跨构架，包括人字柱、母线横梁和端撑柱；

人字柱和端撑柱呈一字型间隔排列，端撑柱位于多连跨构架的端部，相邻的人字柱，以及人字柱与端撑柱上分别搭接一母线横梁。

优选的，所述母横梁位于人字柱和端撑柱的四分之三高度位置。

优选的，多连跨构架的两侧均布置一端撑柱。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供的一种变电构架的端撑柱，在端撑人字柱和斜撑之间设置斜腹撑，形成三角锥空间格构式的端撑柱，该布置形式提高了结构的超静定次数，能显著增强端撑柱的整体和局部抗弯刚度、抗扭刚度以及立柱的稳定性，有效抵抗来自于柱身中部的局部水平作用，改善端撑人字柱、斜撑的内力及受力状态，进而做到优化斜撑及端撑人字柱截面尺寸，提高结构安全度的目的。

附图说明

图1为现有单端撑结构示意图；

图2为横梁作用于中部时端撑变形示意图；

图3为横梁作用于中部时端撑变形后的内力分布图；

图4为本发明端撑的结构示意图；

图5为图4端撑的立体图；

图6为本发明另一实施例端撑柱的结构示意图；

图7为本发明图6端撑的立体图。

图中：1、端撑柱；2、母线横梁；3、人字柱；4、斜撑；5、水平腹杆；6、端撑人字柱；7、斜腹杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

参阅图4-7，一种变电构架的端撑柱，包括端撑人字柱6、斜撑4和斜腹杆7。

所述端撑人字柱6的顶端与斜撑4的顶端连接，形成断面为等腰三角形的三角锥结构，斜腹杆7设置在端撑人字柱6和斜撑4之间，并自下而上呈之字状布置，使端撑人字柱6的两个柱肢分别与斜撑4以及斜腹杆7构成两个对称的平面桁架，两个对称的平面桁架与端撑人字柱6共同构成三角锥空间格构式的端撑柱。

该变电构架的端撑柱，在端撑人字柱6和斜撑4之间设置斜腹杆，在端撑人字柱的柱肢与斜撑所在斜平面内形成稳定的平面桁架受力体系，最终和端撑人字柱形成三角锥空间格构式的端撑柱，该布置形式提高了结构的超静定次数，能显著增强端撑的整体和局部抗弯刚度、抗扭刚度以及立柱的稳定性，有效抵抗来自于柱身中部的局部水平作用，改善端撑人字柱、端撑柱的内力及受力状态，进而做到优化端撑柱及端撑人字柱截面尺寸，提高结构的安全度的目的。

所述斜腹杆一端与斜撑4连接，另一端与端撑人字柱6的柱肢连接，斜平面内呈桁架受力状态，增加斜腹杆后，斜撑及端撑人字柱的内力重新调整，回归主要承受轴力的状态，杆件受力状态得以优化，节点及杆件的内力明显降低，同时，端撑柱顶端高位连接，避免了端撑柱顶部在母线梁的高度上与人字柱相连，避免无法连接这一难题。

多个斜腹杆自下而上呈之字状布置，相邻两根斜杆的轴线在端撑人字柱轴线及斜撑轴线上交汇于一点，形成桁架结构。

斜腹杆7的两端分别与端撑人字柱6及斜撑4采用螺栓连接，斜撑4顶部与端撑人字柱6顶部采用常规的销轴连接方式。

实施例1

参阅图6和7，在该实施例中增加了水平腹杆，其余结构不变，具体如下。

一种变电构架的端撑柱，包括端人字柱6、斜撑4、斜腹杆7和水平腹杆5。

斜腹杆7与水平腹杆5交替设置在端撑人字柱6和斜撑4之间，最底部的斜腹杆下部与端撑人字柱的根部相连，上端与斜撑4连接。

斜腹杆7与水平腹杆5呈之字状布置，相邻两根斜杆的轴线在端撑人字柱轴线及斜撑轴线上交汇于一点，形成桁架结构。

一种多连跨构架，包括上述人字柱3、母线横梁2和端撑柱。

多个人字柱3和端撑柱一字型间隔排列，端撑柱位于构架端部，相邻人字柱3，以及人字柱3与格构式端撑柱上分别搭接一母线横梁2。

所述母线横梁2位于人字柱3和端撑柱中上部的某一位置。

为了进一步提高多连跨构架的稳定性，多连跨构架的两侧可均布置一个端撑柱。

该多连跨构架，在不改变传统斜撑与横梁相对位置关系的前提下，通过改变端撑柱的布置形式，有效改善结构受力性能；与常规的形式相比，仅增加了斜腹杆，总体上不改变现有钢管人字柱结构的总体布置，仍属于钢管人字柱结构。本方案通过增加腹杆，显著增强了端撑柱的结构刚度，减小了附加内力，优化了结构内力，增强了结构的总体安全水平，端撑柱结构简单。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。