CN101550703B - 钢筋混凝土基础或桩承台的设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高耸建筑物的领域，特别是钢筋混凝土基础或桩承台的设计方法，该方法所采用的装置包括上部结构及天然基础或桩基础，其特征是：在上部结构(4)下连接的钢筋混凝土基础(1)或钢筋混凝土桩承台(5)内镶嵌有预应力钢筋(2)。该方法将钢筋混凝土基础或桩承台在垂直方向采用预应力结构，基础或桩承台受力更加合理，基础或桩承台的抗裂和稳定性更好。

Description

钢筋混凝土基础或桩承台的设计方法

技术领域

本发明涉及高耸建筑物构造领域，特别是一种钢筋混凝土基础或桩承台的设计方法。

背景技术

近年来，我国新建的风电塔架基础，一般为天然基础和桩基础两种形式，但也存在以下主要问题：1、基础或桩承台承受较大的垂直拉力，基础或桩承台为抵抗该力一般采用较多的普通钢筋；2、由于基础或桩承台承受较大的垂直拉力在拉力作用下计算裂缝较大。如何解决以上这些矛盾，达到克服上述存在的问题，同时又不影响施工速度，是本发明所要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型基础或桩承台、在不影响施工速度的同时，克服已知技术存在的不足使经济效益更加明显的钢筋混凝土基础或桩承台的设计方法在垂直方向采用预应力。

本发明的技术方案是，设计一种钢筋混凝土基础或桩承台的设计方法，该方法所采用的装置包括上部结构及天然基础或桩基础，其特征是：在上部结构下连接的钢筋混凝土基础或钢筋混凝土桩承台内镶嵌有竖向预应力钢筋。

所述的钢筋混凝土基础上端为圆台中空结构，竖向预应力钢筋均匀垂直分布在中空结构的内圆柱上。

所述的钢筋混凝土桩承台为中空的圆柱形结构，中空的圆柱形底端为封闭平面，在封闭平面下连接有若干个桩；竖向预应力钢筋均匀垂直分布在中空的内圆柱上。

所述的镶嵌预应力钢筋的数量是普通钢筋数量的1/3～1/5。

所述的镶嵌预应力钢筋采用高强度材料为现有国标采用的无粘接钢棒或钢绞线。

本结构采用预应力钢筋代替普通钢筋，预应力钢筋的强度是普通钢筋的3～5倍，用钢量相对减少，另外裂缝开展宽度相应减少或不产生裂缝。

本发明的特点是：为了避免钢筋混凝土基础或桩承台的裂缝过早出现，充分利用高强度钢筋及高强度混凝土，设法在混凝土结构或构件承受使用荷载前，预先对受拉区的混凝土施以预压应力。

本发明采用预压应力来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力，从而将结构构件的拉应力控制在较小范围，甚至处于受压状态，以推迟混凝土裂缝的出现和开展，从而提高构件的抗裂性能和刚度。

本发明的特点是：不需要预留孔道，也不必灌浆、施工简便、快速、造价较低、易于推广应用。

其优点是：1、抗裂性好，刚度大。由于对构件施加预应力，大大推迟了裂缝的出现，在使用荷载作用下，构件可不出现裂缝，或裂缝在控制范围之内，所以提高了构件的刚度，增加了结构的耐久性。

2、节省材料，减小自重。其结构由于必须采用高强度材料，因此可减少钢筋用量，节省钢材，同时对结构安全度有较明显的优越性。

3、提高构件的抗剪能力。试验表明，纵向预应力钢筋起着锚栓的作用，阻碍着构件斜裂缝的出现与开展。

4、提高受压构件的稳定性。当受压构件长细比较大时，在受到一定的压力后便容易被压弯，以致丧失稳定而破坏。如果对钢筋混凝土柱施加预应力，使纵向受力钢筋张拉得很紧，不但预应力钢筋本身不容易压弯，而且可以帮助周围的混凝土提高抵抗压弯的能力。

5、提高构件的耐疲劳性能。因为具有强大预应力的钢筋，在使用阶段因加荷或卸荷所引起的应力变化幅度相对较小，故此可提高抗疲劳强度，这对承受动荷载的结构来说是很有利的。

钢筋混凝土基础或桩承台的设计方法在垂直方向采用预应力，充分利用预应力钢筋的特性，而且基础或桩承台在不增用钢量或减少用钢量的情况下增加了基础或桩承台抗裂和抗倾性，同时使得上部结构的稳定性更好。

附图说明

下面结合实施例附图对本发明做进一步说明。

图1是实施例1天然基础在垂直方向采用预应力平面示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是实施例2桩基础在垂直方向采用预应力平面示意图；

图4是图3的B-B剖视图。

图中：1、钢筋混凝土基础；2、预应力钢筋；3、地面；4、上部结构；5、钢筋混凝土桩承台；6、桩。

具体实施方式

实施例1结构如图1、图2所示，是钢筋混凝土基础1在垂直方向采用的预应力结构示意图，它包括上部结构4及钢筋混凝土基础1，在上部结构4下连接的钢筋混凝土基础1内镶嵌有预应力钢筋2。钢筋混凝土基础1自下而上其外径为依次递减并呈叠加圆台状，圆台上端为中空结构，预应力钢筋2均匀垂直分布在中空结构的内圆柱上。镶嵌竖向预应力钢筋2的数量是普通钢筋1/3～1/5。普通钢筋的数量是本领域的公知技术。预应力钢筋的强度是普通钢筋的3～5倍，因此用钢量相对普通钢筋要少，另外裂缝开展宽度相应减少或不产生裂缝。其结构由于采用高强度材料，及现有国标采用的无粘接钢棒或钢绞线，因此可减少钢筋用量，镶嵌竖向预应力钢筋2的截面尺寸为现有国标采用的无粘接钢棒或钢绞线的规格。这样既节省钢材又提高钢筋混凝土基础或桩承台的安全性。

实施例2结构如图3、图4所示，是钢筋混凝土桩承台5在垂直方向采用的预应力结构示意图，其它包括上部结构4及钢筋混凝土桩承台5，在上部结构4下连接的钢筋混凝土桩承台5内镶嵌有预应力钢筋2。钢筋混凝土桩承台5为中空的圆柱形结构，中空的圆柱形底端为封闭平面，在封闭平面下连接有若干个桩6；预应力钢筋2均匀垂直分布在中空的内圆柱上。实施例2所采用的数量、高强度材料及截面尺寸规格同实施例1。

在使用时按图所示施工基础，钢筋混凝土基础1或钢筋混凝土桩承台5在受力垂直方向力与常规基础或桩承台不同，由于在在上部结构4下连接的钢筋混凝土基础1或钢筋混凝土桩承台5内镶嵌有预应力钢筋2，所以使高耸结构的基础受力更加合理，其抗裂性好，刚度大。构件的抗剪能力提高、受压构件的稳定性更高、构件的耐疲劳性能更好。

Claims (3)

1.钢筋混凝土基础或桩承台的设计方法，该方法所采用的装置包括上部结构及天然基础或桩基础，其特征是：在上部结构(4)下连接的钢筋混凝土基础(1)或钢筋混凝土桩承台(5)内镶嵌有预应力钢筋(2)；所述的钢筋混凝土基础(1)上端圆台为中空结构，预应力钢筋(2)均匀垂直分布在中空结构的内圆柱上；所述的钢筋混凝土桩承台(5)上端为中空的圆柱形结构，中空的圆柱形底端为封闭平面，在封闭平面下连接有若干个桩(6)；预应力钢筋(2)均匀垂直分布在中空的内圆柱上。

2.按照权利要求1所述的钢筋混凝土基础或桩承台的设计方法，其特征是：所述的镶嵌竖向预应力钢筋(2)的数量是普通钢筋数量的1/3～1/5。

3.按照权利要求1所述的钢筋混凝土基础或桩承台的设计方法，其特征是：所述的镶嵌竖向预应力钢筋(2)采用高强度材料无粘接钢棒或钢绞线。

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