CN115680014B - 一种榫卯结构预应力装配式基础结构及其施工方法 - Google Patents
一种榫卯结构预应力装配式基础结构及其施工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115680014B CN115680014B CN202211645717.2A CN202211645717A CN115680014B CN 115680014 B CN115680014 B CN 115680014B CN 202211645717 A CN202211645717 A CN 202211645717A CN 115680014 B CN115680014 B CN 115680014B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bottom plate
- mortise
- tenon
- components
- pipeline
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000010276 construction Methods 0.000 title abstract description 23
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 12
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 86
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 86
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 38
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 claims description 26
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 20
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 20
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 16
- 239000011440 grout Substances 0.000 claims description 14
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims description 6
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 11
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 6
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 229910001294 Reinforcing steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000009417 prefabrication Methods 0.000 description 2
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D27/00—Foundations as substructures
- E02D27/32—Foundations for special purposes
- E02D27/42—Foundations for poles, masts or chimneys
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
- E04H12/00—Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
- E04H12/22—Sockets or holders for poles or posts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Joining Of Building Structures In Genera (AREA)
Abstract
一种榫卯结构预应力装配式基础结构及其施工方法，属于输电塔建造施工领域，包括底板、预制立柱、锚固机构、若干灌浆套筒，采用锚固机构连接不同部件，使部件之间产生预紧力，在荷载作用下底板的变形更小，提升了底板的整体性，有效保障了基础在荷载作用下的安全性。通过引入榫卯结构，使部件间不再依靠摩擦力传递竖向不平衡力，提升了部件间传递竖向力的效率，减小了部件间的相对位移，进一步提升了装配式底板的整体性。
Description
技术领域
本发明涉及输电塔建造施工领域，具体涉及一种榫卯结构预应力装配式基础结构及其施工方法。
背景技术
目前，输电塔基础多采用现浇的施工方式，随着经济社会的发展和劳动力市场的供需变化，传统现浇的施工方式已满足不了社会对环保、生产方式等方面的要求，建筑行业对施工效率和成本控制的要求决定着建筑工业化是未来输电塔基础建设的主要发展方向。提高基础建设过程中的生产效率和机械化程度，需要研究切实可行的装配式基础设计方案。针对适用性强、应用范围广的大开挖类基础提出满足结构安全稳定运行需要的新型装配式基础是目前的当务之急。
目前装配式基础的型式主要集中在预制杯口基础、装配式独立基础、装配式板条基础和装配式条形基础方面，其中预制杯口基础主要用于工业厂房的建设中，在输电线路领域，装配式独立基础和板条基础得到一定的推广应用。输电塔板条基础主要应用于沙漠等干旱、运输条件恶劣的地区，不具有在其他地区大规模推广应用的条件，而装配式独立基础因适用性强，可大规模生产和应用，并在输电塔基础建设中推广。因结构形式和施工方式缺乏创新，现有的装配式独立基础存在整体性差，传力路径不明确的问题。
发明内容
本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种榫卯结构预应力装配式基础结构及其施工方法，旨在提高输电塔基础施工速度和施工质量，助力推进建筑工业化、建筑产业现代化以达到社会对环保、生产方式等方面的要求；通过创新不同部件之间的连接方式，有效提高了装配式基础的整体性，减小了基础在荷载作用下的变形和位移；通过采用工厂预制、现场安装的方式确保了施工质量，加快了施工进度。
本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：
一种榫卯结构预应力装配式基础结构，包括：
底板，呈矩形结构，其由两个底板榫部件及两个底板卯部件拼接构成，两个底板榫部件相互相对设置，两个底板卯部件相互相对设置，两个底板榫部件与两个底板卯部件呈十字交叉布置，所述底板榫部件两个内侧端分别水平设置有榫结构，所述底板卯部件两个内侧端分别水平设置有与榫结构相匹配的卯结构，底板榫部件通过榫结构插入相邻的底板卯部件的卯结构中；
预制立柱，其下端设置有凸起的剪力键，所述底板榫部件及底板卯部件的内侧端均设置有凹槽，当两个底板榫部件及两个底板卯部件拼接构成底板后，四个凹槽组成与剪力键相匹配的剪力槽；
锚固机构，用于将相邻的底板榫部件与底板卯部件连接固定；
若干上部连接钢筋，设置于预制立柱下端，各个上部连接钢筋环绕设置于剪力键的外围，上部连接钢筋的轴线沿竖直方向设置；
若干下部连接钢筋，设置于底板上端，各个下部连接钢筋环绕设置于剪力槽的外围；以及
若干灌浆套筒，所述灌浆套筒下端与下部连接钢筋相连接，灌浆套筒与下部连接钢筋相同轴设置，灌浆套筒上端设置有与其内孔相连通的出浆口，其下端设置有与其内孔相连通的灌浆口，当预制立柱向下移动至剪力键插装于剪力槽中时，各个上部连接钢筋插装于对应的灌浆套筒上端开口处。
进一步的，上述榫结构包括两个水平设置的分隔板，分隔板的后端固定于底板榫部件的侧端面上，上端的分隔板的上方设置有与其相平行的受压板，下端的分隔板的下方设置有与其相平行的受压板，受压板的后端固定于底板榫部件的侧端面上，受压板及分隔板的前端及左右两端分别密封连接有由弹性材料制成的侧壁，受压板与分隔板之间形成密闭的容腔，所述容腔中具有液压油，两个分隔板之间设置有若干曲型耗能器及多级耗能器，当上端的受压板向下移动时，上端容腔中的液压油进入曲型耗能器中，曲型耗能器产生阻尼力，当下端的受压板向上移动时，下端容腔中的液压油进入多级耗能器中，多级耗能器产生阻尼力。
进一步的，上述锚固机构包括沿前后方向水平设置于底板榫部件及底板卯部件上的若干预留孔道Ⅱ、沿左右方向水平设置于底板榫部件及底板卯部件上的若干预留孔道Ⅰ，若干预留孔道Ⅰ及预留孔道Ⅱ中插装有钢绞线，钢绞线两端分别锚固有锚具。
优选的，上述预留孔道Ⅰ及预留孔道Ⅱ中固定安装有PVC材料制成的波纹管，钢绞线插入对应的波纹管中。
优选的，上述弹性材料为橡胶。
进一步的，上述曲型耗能器包括曲型管及滑动设置于曲型管中的活塞Ⅰ，所述曲型管呈螺旋形盘绕设置，曲型管的头端开口，其尾端封闭，曲型管的头端内部间隔设置有若干阻尼网，活塞Ⅰ与曲型管的尾端之间形成密闭的且填充空气的空气腔Ⅰ，曲型管的头端与榫结构的上端的受压板及分隔板之间形成密闭的容腔相连通。
上述多级耗能器包括管路以及设置于管路中的N个活塞Ⅱ，N为大于等于2的正整数，所述管路呈Z字形折回设置，管路的头端开口，其尾端封闭，每个活塞的后端与管路的内壁之间通过弹簧连接，管路的头端与榫结构的下端的受压板及分隔板之间形成密闭的容腔相连通，每两个相邻的活塞之间的管路中具有液压油，位于管路最尾端的活塞至管路的尾端之间形成密闭的且填充空气的空气腔Ⅱ。
进一步的，上述灌浆套筒的下端开口处设置有螺孔，所述下部连接钢筋的上端设置有外螺纹，灌浆套筒通过螺孔旋合于下部连接钢筋的外螺纹上，端盖，其内径与灌浆套筒上端的连接端的外径相匹配，端盖扣合于连接端上，端盖中心部位设置有插孔，上部连接钢筋插入插孔中，所述插孔中设置有橡胶垫，橡胶垫与上部连接钢筋密封连接。
一种使用榫卯结构预应力装配式基础结构进行施工的方法，包括如下步骤：
a)将底板榫部件、底板卯部件及预制立柱预制完成后运抵施工现场；
b)在施工现场挖好基坑并铺设垫层，吊装底板榫部件和底板卯部件就位后，两个底板榫部件及两个底板卯部件相互呈十字交叉布置，将底板榫部件的榫结构插入相邻的底板卯部件的卯结构中，完成底板的拼接就位；
c)拼接完成后，利用锚固机构将底板榫部件与底板卯部件锚固连接；
d)将灌浆套筒与下部连接钢筋进行连接，将预制立柱吊装到位，预制立柱吊装到底板的正上方，将预制立柱降落，将上部连接钢筋插入灌浆套筒的上端开口处，预制立柱继续下落，直至剪力键到达剪力槽的底部，预制立柱安装就位完毕；
e)将灌浆套筒的灌浆口与高压鼓风机相连，将灌浆套筒内的杂质吹出，之后将灌浆口与灌浆设备相连，将灌浆料注入套筒内，待灌浆料从出浆口内均匀向外溢出时停止灌浆，并将灌浆口和出浆口封堵住；
f)灌浆完毕后在预制立柱的剪力键和灌浆套筒处支护模板将挖空区域浇筑与预制构件强度相同的混凝土形成现浇带；
g)带现浇带强度满足要求后拆除模板，回填土，基础安装完成。
本发明的有益效果是：
（1）本发明采用锚固机构连接不同部件，使部件之间产生预紧力，在荷载作用下底板的变形更小，提升了底板的整体性，有效保障了基础在荷载作用下的安全性。
（2）本发明通过引入榫卯结构，使部件间不再依靠摩擦力传递竖向不平衡力，提升了部件间传递竖向力的效率，减小了部件间的相对位移，进一步提升了装配式底板的整体性。
（3）本发明利用灌浆套筒结构和现浇带连接底板与预制立柱，灌浆套筒连接底板和放大脚上设置的预留钢筋，确保二者连接可靠，有效传递拉力，后浇筑后浇带，保护灌浆套筒的同时增大放大脚与底板的接触面积，使下压荷载的传递趋于平缓。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的立体结构爆炸图；
图3为本发明的底板部位的立体结构示意图；
图4为本发明的锚具部位的结构示意图；
图5为本发明的灌浆套筒部位的立体结构示意图；
图6为本发明的榫结构的主视剖面结构示意图；
图7为本发明的曲型耗能器的结构示意图；
图8为本发明的多级耗能器的结构示意图；
图9为本发明的方法流程图；
图中，1.预制立柱 2.现浇带 3.上部连接钢筋 4.底板 5.灌浆套筒 6.下部连接钢筋 7.锚具 8.底板榫部件 9.榫结构 10.剪力键 11.底板卯部件 12.卯结构 13.预留孔道Ⅰ 14.预留孔道Ⅱ 15.剪力槽 16.橡胶垫 17.钢绞线 18.连接端 19.螺孔 20.端盖 21.出浆口 22.灌浆口 9.1.受压板 9.2.分隔板 9.3.侧壁 9.4.液压油 9.5.曲型耗能器9.6.多级耗能器 9.5.1.曲型管 9.5.2.阻尼网 9.5.3活塞Ⅰ 9.5.4.空气腔Ⅰ 9.6.1管路9.6.2.活塞Ⅱ 9.6.3.弹簧 9.6.4.空气腔Ⅱ。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语解释部分:本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
下面结合附图1至附图9对本发明做进一步说明。
如附图1、附图2和附图3所示，一种榫卯结构预应力装配式基础结构，包括：底板4，呈矩形结构，其由两个底板榫部件8及两个底板卯部件11拼接构成，两个底板榫部件8相互相对设置，两个底板卯部件11相互相对设置，两个底板榫部件8与两个底板卯部件11呈十字交叉布置，底板榫部件8两个内侧端分别水平设置有榫结构9，底板卯部件11两个内侧端分别水平设置有与榫结构9相匹配的卯结构12，底板榫部件8通过榫结构9插入相邻的底板卯部件11的卯结构12中；预制立柱1，其下端设置有凸起的剪力键10，底板榫部件8及底板卯部件11的内侧端均设置有凹槽，当两个底板榫部件8及两个底板卯部件11拼接构成底板4后，四个凹槽组成与剪力键10相匹配的剪力槽15；锚固机构，用于将相邻的底板榫部件8与底板卯部件11连接固定；若干上部连接钢筋3，设置于预制立柱1下端，各个上部连接钢筋3环绕设置于剪力键10的外围，上部连接钢筋3的轴线沿竖直方向设置；若干下部连接钢筋6，设置于底板4上端，各个下部连接钢筋6环绕设置于剪力槽15的外围；以及若干灌浆套筒5，灌浆套筒5下端与下部连接钢筋6相连接，灌浆套筒5与下部连接钢筋6相同轴设置，灌浆套筒5上端设置有与其内孔相连通的出浆口21，其下端设置有与其内孔相连通的灌浆口22，当预制立柱1向下移动至剪力键10插装于剪力槽15中时，各个上部连接钢筋3插装于对应的灌浆套筒5上端开口处。预制立柱1由基柱及位于基柱下端的放大脚组成，放大脚处设置剪力键10和上部连接钢筋3。剪力键10与底板4上的剪力槽15相连接，剪力键10的尺寸与剪力槽15相同，剪力键10插入剪力槽15后能够传递预制立柱1和预制的榫卯连接的底板4间的剪力，剪力键10可以由方形钢管制成，在制造预制立柱1时，将方形钢管上端插入放大脚与其浇筑成整体，方形钢管插入放大脚的深度应不小于插入剪力槽15的深度。在本实施例中，底板榫部件8上设置有2个榫结构9，其分别位于与底板卯部件11相接触的两侧面中心线上，凸出侧面一定距离，底板卯部件11上设置有2个卯结构12，其凹入侧面一定距离，底板榫部件8与底板卯部件11相连接时，榫结构9与卯结构12相互嵌入，形成完整的榫卯结构，传递底板4间的不平衡竖向力，增强了底板4间的整体性。
本发明的工作原理如下：
榫卯结构预应力装配式基础承受上部结构荷载并传递给地基。基础安装就位，预制立柱1顶部与上部结构相连接，当结构荷载作用于预制立柱1，预制立柱1将荷载向下传递，作用在预制立柱1上的剪力通过剪力键10传递，竖向荷载通过灌浆套筒5受拉和混凝土受压传递。荷载通过放大脚作用于底板4，底板4通过榫卯结构和锚固机构连接成整体，当上拔荷载作用在底板4上时，底板4在上部土层的限制下向下弯曲，导致底板4上部受拉下部受压，底板4上下部分别设置有上部连接钢筋3和下部连接钢筋6，上部受拉时上部连接钢筋3和下部连接钢筋6承受上部拉力，下部受压，混凝土承受压力。当底板4承受下压荷载时，持力层的限制使底板4上表面受压，下表面受拉，上部连接钢筋3和下部连接钢筋6平衡拉应力，混凝土承受压应力，剪力键10传递剪力，平衡不同底板4部件间的力。
本发明实现了建筑结构基础的工厂化制造和批量化生产，通过创新不同部件间的连接方式，使装配式建筑基础的整体性增强，有效改善了其承载性能，减小了上部结构的位移。相对于传统装配式基础，其锚固机构提供部件间的预紧力，部件在荷载作用下的分离力首先需要抵抗部件间的预紧力，当分离力大于部件间的预紧力时，部件间的连接缝才会出现变形和过大位移。底板4部件间设置榫卯结构，传递底板4间的竖向不平衡力，充分发挥底板4强度，有效减小基础在荷载作用下的变形和位移。
如附图6所示，榫结构9可以为如下结构，其包括两个水平设置的分隔板9.2，分隔板9.2的后端固定于底板榫部件8的侧端面上，上端的分隔板9.2的上方设置有与其相平行的受压板9.1，下端的分隔板9.2的下方设置有与其相平行的受压板9.1，受压板9.1的后端固定于底板榫部件8的侧端面上，受压板9.1及分隔板9.2的前端及左右两端分别密封连接有由弹性材料制成的侧壁9.3，受压板9.1与分隔板9.2之间形成密闭的容腔，容腔中具有液压油9.4，两个分隔板9.2之间设置有若干曲型耗能器9.5及多级耗能器9.6，当上端的受压板9.1向下移动时，上端容腔中的液压油9.4进入曲型耗能器9.5中，曲型耗能器9.5产生阻尼力，当下端的受压板9.1向上移动时，下端容腔中的液压油9.4进入多级耗能器9.6中，多级耗能器9.6产生阻尼力。当榫结构9插入卯结构12的过程中，受压板9.1收到挤压后，上端容腔中的液压油9.4进入曲型耗能器9.5中，曲型耗能器9.5中产生阻尼力，阻碍液压油流动，下端容腔中的液压油9.4进入多级耗能器9.6中，多级耗能器9.6中产生阻尼力，阻碍液压油流动，榫结构9完全插入卯结构12中后，曲型耗能器9.5和多级耗能器9.6产生的反作用力使上端的受压板9.1有向上移动的趋势，使下端的受压板9.1有向下移动的趋势，从而可以是受压板9.1紧密贴合在卯结构12上下端面上，使面接触产生压紧力，从而提高了底板隼部件8与底板卯部件12的连接的牢固度。进一步优选的，上述弹性材料为橡胶，橡胶材料制成的侧壁9.3不但可以很好的将受压板9.1与分隔板9.2在左右两端和前端的开口处进行密封，同时由于橡胶材料具有柔软的特性，因此当受压板9.1相对分隔板9.2移动时，可以使侧壁9.3压缩，使其弹性变形。如附图7所示，优选的，曲型耗能器9.5的结构包括曲型管9.5.1及滑动设置于曲型管9.5.1中的活塞Ⅰ 9.5.3，曲型管9.5.1呈螺旋形盘绕设置，曲型管9.5.1的头端开口，其尾端封闭，曲型管9.5.1的头端内部间隔设置有若干阻尼网9.5.2，活塞Ⅰ 9.5.3与曲型管9.5.1的尾端之间形成密闭的且填充空气的空气腔Ⅰ 9.5.4，曲型管9.5.1的头端与榫结构9的上端的受压板9.1及分隔板9.2之间形成密闭的容腔相连通。当上端的受压板9.1向下移动时，上端容腔中的液压油9.4进入曲型管9.5.1中，液压油9.4在流经阻尼网9.5.2时，各个阻尼网9.5.2会阻碍液压油9.4的流动，产生第一道阻尼力，流过阻尼网9.5.2的液压油9.4推动活塞Ⅰ 9.5.3向内侧端移动，活塞Ⅰ 9.5.3使空气腔Ⅰ 9.5.4中的空气压缩，起到第二道阻尼耗能的效果，空气腔Ⅰ 9.5.4中压缩空气产生的反作用力通过液压油9.4传递到受压板9.1上，使其与卯结构12紧密接触。如附图8所示，优选的，多级耗能器9.6包括管路9.6.1以及设置于管路9.6.1中的N个活塞Ⅱ 9.6.2，N为大于等于2的正整数，管路9.6.1呈Z字形折回设置，管路9.6.1的头端开口，其尾端封闭，每个活塞Ⅱ 9.6.2的后端与管路9.6.1的内壁之间通过弹簧9.6.3连接，管路9.6.1的头端与榫结构9的下端的受压板9.1及分隔板9.2之间形成密闭的容腔相连通，每两个相邻的活塞Ⅱ 9.6.2之间的管路9.6.1中具有液压油9.4，位于管路9.6.1最尾端的活塞Ⅱ 9.6.2至管路9.6.1的尾端之间形成密闭的且填充空气的空气腔Ⅱ 9.6.4。当下端的受压板9.1向上移动时，下端容腔中的液压油9.4进入管路9.6.1中，液压油9.4推动各个活塞Ⅱ 9.6.2向后端移动，由于活塞Ⅱ9.6.2通过弹簧9.6.3与管路9.6.1内壁相连，因此活塞Ⅱ 9.6.2后移时压缩弹簧9.6.3，此时产生第一道阻尼力，最后端的活塞Ⅱ 9.6.2后移时，使空气腔Ⅱ 9.6.4中的空气压缩，起到第二道阻尼耗能的效果。空气腔Ⅱ 9.6.4中压缩空气产生的反作用力以及弹簧9.6.3产生的反作用力通过液压油9.4传递到受压板9.1上，使其与卯结构12紧密接触。
如附图4所示，锚固机构包括沿前后方向水平设置于底板榫部件8及底板卯部件11上的若干预留孔道Ⅱ 14、沿左右方向水平设置于底板榫部件8及底板卯部件11上的若干预留孔道Ⅰ 13，若干预留孔道Ⅰ 13及预留孔道Ⅱ 14中插装有钢绞线17，钢绞线17两端分别锚固有锚具7。底板4内的预留孔道Ⅰ 13与预留孔道Ⅱ 14呈相互垂直状态，预留孔道Ⅰ 13中的钢绞线17与预留孔道Ⅱ 14中的钢绞线17错开一定的距离，避免相互交叉影响。在底板4受荷向下弯曲时，上端的钢绞线17提供拉力抵消底板4因弯曲而产生的上表面拉应力，在底板4受荷向上弯曲时，下端的钢绞线17提供拉力抵消底板4因弯曲而产生的上表面拉应力。进一步的，预留孔道Ⅰ 13及预留孔道Ⅱ 14中固定安装有PVC材料制成的波纹管，钢绞线17插入对应的波纹管中。波纹管预留孔道执行要略大于钢绞线17直径，各个预留孔道Ⅰ 13中的波纹管间的中心距应大于波纹管直径，预留孔道Ⅱ 14中的波纹管间的中心距应大于波纹管直径，避免两个方向相互垂直的波纹管相交，上端的波纹管距离底板4上表面的距离应尽可能短，但不宜小于钢筋的最小保护层厚度。在本实施例中，钢绞线17一端与锚具7并在另一端张拉，张拉钢绞线17时，同一方向的钢绞线17分为上层钢绞线17和下层钢绞线17，为了保障张拉钢绞线17过程中底板4受力均匀，上下层钢绞线17同时张拉，同方向钢绞线17张拉完毕后进行锚固，锚固后在张拉另一方向钢绞线17，并进行锚固。
如附图5所示，上述灌浆套筒5的下端开口处设置有螺孔19，下部连接钢筋6的上端设置有外螺纹，灌浆套筒5通过螺孔19旋合于下部连接钢筋6的外螺纹上，端盖20，其内径与灌浆套筒5上端的连接端18的外径相匹配，端盖20扣合于连接端18上，端盖20中心部位设置有插孔，上部连接钢筋3插入插孔中，插孔中设置有橡胶垫16，橡胶垫16与上部连接钢筋3密封连接。端盖20可以采用聚氯乙烯材料制成。在本实施例中，预制立柱1的上部连接钢筋3与放大脚内竖向受力钢筋相互连接，使其传力可靠，底板4上的下部连接钢筋6与底板4竖向受力钢筋相互连接，上部连接钢筋3与下部连接钢筋6一一对应且上下对齐，下部连接钢筋6端部切削成螺纹状，与灌浆套筒5的螺孔19相互匹配。放大脚下层预留钢筋处采用挖空处理，使其向内收敛露出上部连接钢筋3，上部连接钢筋3与下部连接钢筋6通过灌浆套筒5相互连接，后在放大脚挖空部位浇筑现浇带2，使放大脚填充完整，目的在于保护内部灌浆套筒5和连接钢筋，传递预制立柱1与底板4间的下压荷载。
如附图9所示，本专利还涉及一种使用榫卯结构预应力装配式基础结构进行施工的方法，包括如下步骤：
a)将PVC材料制成的波纹管分4层设置在底板卯部件11和底板榫部件8中，确保波纹管笔直无弯曲，下部连接钢筋6嵌入底板4内的部分设置U型弯头，其锚固深度大于钢筋外露长度并满足结构受力要求，预制立柱1的上部连接钢筋3锚固到预制立柱1的放大脚内，底板卯部件11、底板榫部件8、预制立柱1预制完成后运抵施工现场。
b)在施工现场挖好基坑并铺设垫层，吊装底板榫部件8和底板卯部件11就位后，两个底板榫部件8及两个底板卯部件11相互呈十字交叉布置。将底板榫部件8的榫结构9插入相邻的底板卯部件11的卯结构12中，完成底板4的拼接就位。吊装时2个底板榫部件8和2个底板卯部件11相距一定宽度，先将两个相邻的底板榫部件8和底板卯部件11拼接就位，再将第三个部件拼接就位，最后将第四块部件拼接就位。
c)底板4拼接完成后对齐施加预应力，先将钢绞线17穿过预留的波纹管的孔道，钢绞线17一端锚固在锚具7上，另一端采用张拉机械张拉，同一方向的钢绞线17应同时张拉，确保底板4受力均匀，两个方向的钢绞线17张拉并锚固完毕后底板4的安装工作完成。
d)底板4上的下部连接钢筋6端部切削为螺纹状，将灌浆套筒5带有螺孔19的一端与下部连接钢筋6拧紧，并施加一定的扭矩，使上部连接钢筋3和灌浆套筒5连接紧密，在外力作用下二者可共同受力，无过大变形，灌浆套筒5与下部连接钢筋6固定后将预制立柱1吊装就位，预制立柱1吊装到底板4的正上方，在上部连接钢筋3套上聚氯乙烯制成的端盖20后缓慢降落预制立柱1，在降落过程中保持上部连接钢筋3与灌浆套筒5一一对应，并准确插入灌浆套筒5的端盖20的插孔中，之后预制立柱1继续下落，当剪力键10到达剪力槽15的底部时即预制立柱1安装就位完毕。
e)将聚氯乙烯材料制成的端盖20扣在灌浆套筒5上部，使开口封闭，只剩下部的灌浆口22和上部的出浆口21，灌浆套筒5的灌浆口22先与高压鼓风机相连，将灌浆套筒5内的杂质吹出，之后将灌浆口22与灌浆设备相连，将灌浆料注入套筒内，待灌浆料从出浆口21内均匀向外溢出时停止灌浆，并将灌浆口22和出浆口21封堵住。
f)灌浆完毕后在预制立柱1的剪力键10和灌浆套筒5处支护模板将挖空区域浇筑与预制构件强度相同的混凝土形成现浇带2。
g)带现浇带2强度满足要求后拆除模板，回填土，基础安装完成。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种榫卯结构预应力装配式基础结构，其特征在于，包括：
底板（4），呈矩形结构，其由两个底板榫部件（8）及两个底板卯部件（11）拼接构成，两个底板榫部件（8）相互相对设置，两个底板卯部件（11）相互相对设置，两个底板榫部件（8）与两个底板卯部件（11）呈十字交叉布置，所述底板榫部件（8）两个内侧端分别水平设置有榫结构（9），所述底板卯部件（11）两个内侧端分别水平设置有与榫结构（9）相匹配的卯结构（12），底板榫部件（8）通过榫结构（9）插入相邻的底板卯部件（11）的卯结构（12）中；
预制立柱（1），其下端设置有凸起的剪力键（10），所述底板榫部件（8）及底板卯部件（11）的内侧端均设置有凹槽，当两个底板榫部件（8）及两个底板卯部件（11）拼接构成底板（4）后，四个凹槽组成与剪力键（10）相匹配的剪力槽（15）；
锚固机构，用于将相邻的底板榫部件（8）与底板卯部件（11）连接固定；
若干上部连接钢筋（3），设置于预制立柱（1）下端，各个上部连接钢筋（3）环绕设置于剪力键（10）的外围，上部连接钢筋（3）的轴线沿竖直方向设置；
若干下部连接钢筋（6），设置于底板（4）上端，各个下部连接钢筋（6）环绕设置于剪力槽（15）的外围；以及
若干灌浆套筒（5），所述灌浆套筒（5）下端与下部连接钢筋（6）相连接，灌浆套筒（5）与下部连接钢筋（6）相同轴设置，灌浆套筒（5）上端设置有与其内孔相连通的出浆口（21），其下端设置有与其内孔相连通的灌浆口（22），当预制立柱（1）向下移动至剪力键（10）插装于剪力槽（15）中时，各个上部连接钢筋（3）插装于对应的灌浆套筒（5）上端开口处；
所述榫结构（9）包括两个水平设置的分隔板，分隔板的后端固定于底板榫部件（8）的侧端面上，上端的分隔板的上方设置有与其相平行的受压板，下端的分隔板的下方设置有与其相平行的受压板，受压板的后端固定于底板榫部件（8）的侧端面上，受压板及分隔板的前端及左右两端分别密封连接有由弹性材料制成的侧壁，受压板与分隔板之间形成密闭的容腔，所述容腔中具有液压油，两个分隔板之间设置有若干曲型耗能器（9.5）及多级耗能器（9.6），当上端的受压板向下移动时，上端容腔中的液压油进入曲型耗能器（9.5）中，曲型耗能器（9.5）产生阻尼力，当下端的受压板向上移动时，下端容腔中的液压油进入多级耗能器（9.6）中，多级耗能器（9.6）产生阻尼力。
2.根据权利要求1所述的榫卯结构预应力装配式基础结构，其特征在于：所述锚固机构包括沿前后方向水平设置于底板榫部件（8）及底板卯部件（11）上的若干预留孔道Ⅱ（14）、沿左右方向水平设置于底板榫部件（8）及底板卯部件（11）上的若干预留孔道Ⅰ（13），若干预留孔道Ⅰ（13）及预留孔道Ⅱ（14）中插装有钢绞线（17），钢绞线（17）两端分别锚固有锚具（7）。
3.根据权利要求2所述的榫卯结构预应力装配式基础结构，其特征在于：所述预留孔道Ⅰ（13）及预留孔道Ⅱ（14）中固定安装有PVC材料制成的波纹管，钢绞线（17）插入对应的波纹管中。
4.根据权利要求1所述的榫卯结构预应力装配式基础结构，其特征在于：所述弹性材料为橡胶。
5.根据权利要求1所述的榫卯结构预应力装配式基础结构，其特征在于：所述曲型耗能器（9.5）包括曲型管（9.5.1）及滑动设置于曲型管（9.5.1）中的活塞Ⅰ（9.5.3），所述曲型管（9.5.1）呈螺旋形盘绕设置，曲型管（9.5.1）的头端开口，其尾端封闭，曲型管（9.5.1）的头端内部间隔设置有若干阻尼网（9.5.2），活塞Ⅰ（9.5.3）与曲型管（9.5.1）的尾端之间形成密闭的且填充空气的空气腔Ⅰ（9.5.4），曲型管（9.5.1）的头端与榫结构（9）的上端的受压板及分隔板之间形成密闭的容腔相连通。
6.根据权利要求1所述的榫卯结构预应力装配式基础结构，其特征在于：所述多级耗能器（9.6）包括管路（9.6.1）以及设置于管路（9.6.1）中的N个活塞，N为大于等于2的正整数，所述管路（9.6.1）呈Z字形折回设置，管路（9.6.1）的头端开口，其尾端封闭，每个活塞的后端与管路（9.6.1）的内壁之间通过弹簧（9.6.3）连接，管路（9.6.1）的头端与榫结构（9）的下端的受压板及分隔板之间形成密闭的容腔相连通，每两个相邻的活塞之间的管路（9.6.1）中具有液压油，位于管路（9.6.1）最尾端的活塞至管路（9.6.1）的尾端之间形成密闭的且填充空气的空气腔Ⅱ（9.6.4）。
7.根据权利要求1所述的榫卯结构预应力装配式基础结构，其特征在于：所述灌浆套筒（5）的下端开口处设置有螺孔（19），所述下部连接钢筋（6）的上端设置有外螺纹，灌浆套筒（5）通过螺孔（19）旋合于下部连接钢筋（6）的外螺纹上，端盖（20），其内径与灌浆套筒（5）上端的连接端（18）的外径相匹配，端盖（20）扣合于连接端（18）上，端盖（20）中心部位设置有插孔，上部连接钢筋（3）插入插孔中，所述插孔中设置有橡胶垫（16），橡胶垫（16）与上部连接钢筋（3）密封连接。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211645717.2A CN115680014B (zh) | 2022-12-21 | 2022-12-21 | 一种榫卯结构预应力装配式基础结构及其施工方法 |
| PCT/CN2023/121824 WO2024131196A1 (zh) | 2022-12-21 | 2023-09-27 | 一种榫卯结构预应力装配式基础结构及其施工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211645717.2A CN115680014B (zh) | 2022-12-21 | 2022-12-21 | 一种榫卯结构预应力装配式基础结构及其施工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115680014A CN115680014A (zh) | 2023-02-03 |
| CN115680014B true CN115680014B (zh) | 2023-03-14 |
Family
ID=85055626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211645717.2A Active CN115680014B (zh) | 2022-12-21 | 2022-12-21 | 一种榫卯结构预应力装配式基础结构及其施工方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115680014B (zh) |
| WO (1) | WO2024131196A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115680014B (zh) * | 2022-12-21 | 2023-03-14 | 中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司 | 一种榫卯结构预应力装配式基础结构及其施工方法 |
| CN116479997B (zh) * | 2023-04-28 | 2023-11-03 | 中国人民解放军陆军工程大学 | 一种高抗力连筋法装配式遮弹层及其制备方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1330718A (en) * | 1971-09-21 | 1973-09-19 | Welwyn Electric Ltd | Load cells |
| CN101264749A (zh) * | 2007-03-18 | 2008-09-17 | 凌建军 | 一种带防撞装置的新型机动车车身 |
| CN110284516A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-09-27 | 中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司 | 一种轻型化预制装配式混凝土板柱基础及其施工方法 |
| CN210238770U (zh) * | 2019-06-04 | 2020-04-03 | 中铁第一勘察设计院集团有限公司 | 一种装配式榫卯梁柱悬挑节点构造 |
| CN214219949U (zh) * | 2020-09-24 | 2021-09-17 | 中冶建设高新工程技术有限责任公司 | 一种易更换榫卯式钢结构复合耗能节点 |
| CN114263098A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-04-01 | 郑州大学 | 一种具备半月形耗能器的榫卯式自复位桥墩 |
| CN115369910A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-11-22 | 安徽华电工程咨询设计有限公司 | 后张预应力拼装变电站装配式柱下独立基础及其设计方法 |
| CN217974467U (zh) * | 2022-07-01 | 2022-12-06 | 中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司 | 一种榫卯式变电站支架基础 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN214194626U (zh) * | 2020-12-18 | 2021-09-14 | 中国能源建设集团浙江省电力设计院有限公司 | 一种山区输电杆塔锚索装配式基础 |
| JP2022163787A (ja) * | 2021-04-15 | 2022-10-27 | 株式会社Ｍｉｙａｂｉ’Ｓ | 仕口部の接合構造及び接合工法 |
| CN115680014B (zh) * | 2022-12-21 | 2023-03-14 | 中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司 | 一种榫卯结构预应力装配式基础结构及其施工方法 |
-
2022
- 2022-12-21 CN CN202211645717.2A patent/CN115680014B/zh active Active
-
2023
- 2023-09-27 WO PCT/CN2023/121824 patent/WO2024131196A1/zh unknown
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1330718A (en) * | 1971-09-21 | 1973-09-19 | Welwyn Electric Ltd | Load cells |
| CN101264749A (zh) * | 2007-03-18 | 2008-09-17 | 凌建军 | 一种带防撞装置的新型机动车车身 |
| CN210238770U (zh) * | 2019-06-04 | 2020-04-03 | 中铁第一勘察设计院集团有限公司 | 一种装配式榫卯梁柱悬挑节点构造 |
| CN110284516A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-09-27 | 中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司 | 一种轻型化预制装配式混凝土板柱基础及其施工方法 |
| CN214219949U (zh) * | 2020-09-24 | 2021-09-17 | 中冶建设高新工程技术有限责任公司 | 一种易更换榫卯式钢结构复合耗能节点 |
| CN114263098A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-04-01 | 郑州大学 | 一种具备半月形耗能器的榫卯式自复位桥墩 |
| CN115369910A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-11-22 | 安徽华电工程咨询设计有限公司 | 后张预应力拼装变电站装配式柱下独立基础及其设计方法 |
| CN217974467U (zh) * | 2022-07-01 | 2022-12-06 | 中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司 | 一种榫卯式变电站支架基础 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115680014A (zh) | 2023-02-03 |
| WO2024131196A1 (zh) | 2024-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN115680014B (zh) | 一种榫卯结构预应力装配式基础结构及其施工方法 | |
| CN108560423B (zh) | 一种普通钢筋与精轧螺纹钢筋混合配筋拼装墩的施工方法 | |
| US11427975B2 (en) | Precast segmental pier reinforced with both conventional steel bars and high-strength steel bars | |
| CN100567659C (zh) | 铁塔的基础构造 | |
| KR100935096B1 (ko) | 프리스트레스 프리캐스트 세그먼트（ｐｐｓ）석재 아치교 및 그의 시공방법 | |
| CN107642179B (zh) | 装配式框剪结构钢板键槽连接结构及拼装方法 | |
| CN104727441A (zh) | 一种预应力装配式混凝土梁柱节点构造及其施工方法 | |
| KR101078047B1 (ko) | 프리캐스트 가시설 구조체 및 그 시공방법 | |
| CN116716981A (zh) | 一种快速建造的装配式抗震建筑 | |
| CN215977351U (zh) | 一种加固构架基础结构及支撑机构 | |
| WO2006088987A2 (en) | Lintel | |
| CN113833162A (zh) | 一种高预制率低成本新型剪力墙结构体系及施工方法 | |
| CN117468748A (zh) | 工业厂房室内加层新增角柱、圈梁及其施工方法 | |
| CN102242551B (zh) | 配筋砌块钢筋混凝土结构及其隔震、减震体系 | |
| CN217419589U (zh) | 桩墙一体式支护结构 | |
| WO1990013716A1 (en) | Improved masonry block | |
| CN216713017U (zh) | 一种预制锚杆腰梁 | |
| KR100994398B1 (ko) | 지반 강화를 목적으로 하는 강관말뚝과 두부보강재의제조방법 | |
| KR20090083586A (ko) | 철근콘크리트 기초구조물용 기초보강재 및 이를 활용한기초구조물의 시공방법 | |
| CN210238860U (zh) | 一种用于上、下预制剪力墙的水平拼缝连接装置 | |
| CN210887572U (zh) | 一种混合配筋内埋式低预应力干式梁柱节点 | |
| CN114164839A (zh) | 一种基坑围护装置及其施工方法 | |
| CN221373011U (zh) | 工业厂房室内加层新增角柱、圈梁结构 | |
| CN221373012U (zh) | 工业厂房室内加层新增内墙、边柱与外墙结构连接 | |
| CN221373013U (zh) | 工业厂房室内加层新增边柱与外墙结构连接 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20230203 Assignee: SINOHYDRO BUREAU 3 Co.,Ltd. Assignor: POWERCHINA SEPCO1 ELECTRIC POWER CONSTRUCTION Co.,Ltd. Contract record no.: X2024980001739 Denomination of invention: A prestressed prefabricated foundation structure with mortise and tenon joints and its construction method Granted publication date: 20230314 License type: Common License Record date: 20240131 |