CN1918344A - 地基加强结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地基的加强结构，其包括至少两块垂直于地面设置并且形状为顶部形成有缺口的板状的基础钢板，与所述基础钢板两端的上部相连的加强钢板；沿所述基础钢板的纵向延伸设置并与所述加强钢板相连接的紧固钢条，以及顺序钻孔通过所述基础钢板并与所述基础钢板连接的连接钢条。根据本发明，可以均匀地分布施加在地基上的大量集中的负载，因此可以稳定地支撑从安装在地基上的梁或柱上传递的负载。此外，与现有技术相比还可以减小地基的厚度，从而可以较浅地实施挖掘。因此，可以减少建筑周期和开支。

Description

地基加强结构

技术领域

本发明涉及一种用于支撑重物或建筑物的底面以使该物体或建筑物牢固地处于地面上的基础板。更具体来说，本发明涉及一种即使在小体积情况下也能够支撑起大负载的地基加强结构。

背景技术

一般来说，基础板架构在建筑物的底部，基于它的构造，使得建筑物的负载能够均匀分布在地面上，以防止地面由于建筑物的重量而下沉。在这种情况下，常规的基础板设计成由厚钢筋混凝土构成。

随着近来建筑物尺寸的增大，施加到基础板上的负载也随之增加。在常规基础板的情况下，抗弯强度和抗剪强度以这样的方式增加：即由普通钢筋混凝土构成的基础板的尺寸随着施加到基础板上的负载的增加而增大。

这样，随着基础板尺寸的增大，应当增加挖掘的深度足以将该基础板埋入地下。因为用于埋入基础板的挖掘作业和用于制造基础板的生产作业的规模增加了，而产生建筑周期拉长和开支过度耗费的问题，特别是在建筑物需要建造在岩石上的情况下挖掘作业非常困难。因而，建筑周期和开支显著增加了。

另外，在常规地由钢筋混凝土构成的基础板时，随着挖掘深度的增加其不可避免地会接触到地下水。在这种情况下，如果基础板与地下水长时间接触，会出现另一个问题，即损坏钢筋混凝土，从而不能够稳定地支撑建筑物负载。

此外，在应当进行深度挖掘的情况下，目的地带应当在朝上的方向上挖得宽一些，以防止挖掘部分的壁表面坍塌并保护工作空间。如果以这种方式进行挖掘，会造成附近建筑物的损坏。因此，还有一个问题在于在建筑物坐落较近的地方不易实施修建。而且，如果以这种方式进行挖掘，即目的地带应当在朝上的方向上挖得宽一些的话，则应浇注混凝土的空间增大了。因而，还存在浪费混凝土的问题。

发明公开内容

发明目的

本发明为解决上述问题而设计。因此，本发明的一个目的在于提供一种地基的加强结构，其架构方式使得，即使地基没有较大规模地建造也能够有效地分布外部负载，并且即使在其上施加大负载其内部也不会产生变形。

技术方案

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种地基的加强结构，其包括至少两块形状呈板状并垂直于地面设置的基础钢板，与所述基础钢板的两端相连的加强钢板；以及与所述加强钢板相连接并且平行于所述基础钢板的紧固钢条。

这里，基础钢板可以设置成彼此平行、径向设置成绕垂直中线具有恒定的间隔角、或者包括至少两块横向设置的横向基础钢板和至少一块纵向设置并与所述横向基础钢板相连接的纵向基础钢板。

在所述基础钢板彼此平行设置的情况下，所述加强钢板可以与基础钢板两端的顶部独立连接。另外，在所述基础钢板呈径向设置或者彼此垂直叠置的情况下，所述加强钢板可以连接着基础钢板从而覆盖基础钢板的两端。

而且，在基础钢板径向设置情况下，优选构造为：在每个基础钢板100连接在一起的部位形成具垂直中轴的中心管，并且每个基础钢板沿该垂直中轴分割，从而其内侧末端焊接成中心管的外表面。

所述基础钢板在其顶部中心处可以具有切口。这里，切口可具有弯曲的形状或拱形。

优选地，将一对紧固钢条设置成沿所述基础钢板的纵向延伸并连接着所述加强钢板，使其在所述基础钢板和加强钢板彼此连接的位置处左右隔开。

更优选地，所述加强钢板包括第一通孔，其位置对应于每根紧固钢条的两端，每根紧固钢条连接着加强钢板，使所述紧固钢条的两端都能通过该第一通孔并伸出所述紧固钢板。另外，第一外螺纹可形成在伸出紧固钢板的所述紧固钢条的两端。这里，紧固钢条通过能与第一外螺纹配合的第一螺母固定到加强钢板上。

另外，所述基础钢板可包括至少一个第二通孔，其在基础钢板设置的方向上钻通，并且所述地基的加强结构可进一步包括循序通过所述基础钢板的第二通孔并与所述基础钢板相连的连接钢条。

此外，所述连接钢条可伸出所述基础钢板外，第二外螺纹可形成于所述连接钢条的伸出端。这里，与紧固钢条方式一样，连接钢条可通过能与第二外螺纹配合的第二螺母固定到基础钢板上。

附图简要说明

图1是根据本发明第一种实施方式的地基加强结构的透视图；

图2是根据本发明第一种实施方式的地基加强结构的平面图；

图3是图1和图2中所示的地基加强结构的加强钢板主视图；

图4是紧固钢条的截面图及其沿图1的A-A线的外沿。

图5是图1和图2中所示的地基加强结构的基础钢板的侧视图；

图6是根据本发明第二种实施方式的基础钢板的侧视图；

图7是示意性地表示由于在本发明的地基加强结构上施加负载而在各个部位产生的应力方向的侧视图。

图8是根据本发明第二种实施方式的地基加强结构的平面图；

图9是所述地基加强结构沿图8的B-B线的截面图；

图10是根据本发明第三种实施方式的地基加强结构的平面图；

图11是所述加强结构沿图10的C-C线的截面图。

本发明的最佳实施方式

下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。

图1是根据本发明第一种实施方式的地基加强结构的透视图，图2是根据本发明第一种实施方式的地基加强结构的平面图。

如图1和2所示，根据本发明的地基加强结构包括多个彼此平行设置垂直于地面的基础钢板100；与各基础钢板100的两端连接以固定各基础钢板100的位置和方向的一对加强钢板200；沿基础钢板100的纵向延伸并成对地与加强钢板200连接的多个紧固钢条300，使其在基础钢板100和加强钢板200彼此连接的位置处左右隔开，从而使加强钢板200彼此保持恒定的间距；以及穿过并连接着各基础钢板100的下端以固定各基础钢板100下端位置的多个连接钢条400。

在混凝土浇注后将这样构建的地基加强结构放在建筑物的底部，然后用于支撑该建筑物的负载。这里，彼此平行设置的基础钢板100的数量可根据各种设计情况如建筑物的负载量而增加或减少。如果所要建造的建筑物面积很大，可使用多个处于彼此连接状态的地基加强结构。另外，各个地基加强结构可以选择性地这样设置：使得无论负载以何种方向施加到上面，该负载也能够均匀地分布。

图3是图1和图2中所示的地基加强结构的加强钢板主视图。图4是紧固钢条的剖面图及其沿图1的A-A线的外沿。

如图3所示，本发明的各加强钢板200纵向延伸并在连接紧固钢条300的位置处形成多个第一通孔，使得紧固钢条300能够通过该第一通孔210。

因而，紧固钢条300连接着加强钢板200，使其两端都能通过第一通孔210并伸出加强钢板200外，如图4中所示。这里，第一外螺纹310形成于伸出加强钢板200的末端上，筋骨钢条300通过能够与第一外螺纹310相配合的第一螺母320固定到加强钢板200上。随着第一螺母320的拧紧，加强钢板200进一步紧密地接触基础钢板100的两端。

这里，如果紧固钢条300与加强钢板200连接以使其与基础钢板100的间隔距离大于一定间距值的话，则通过第一螺母320的紧固作用力在与基础钢板100相接触的加强钢板200位置处产生了一定量的力矩。这样，加强钢板200会发生形变，因而，紧固钢条300优选这样连接加强钢板200，使其设置在基础钢板200附近的部位，如图1中所示。

图5是图1和图2中所示的地基加强结构的基础钢板的侧视图。

如图5中所示，本发明的基础钢板100在其上部形成了一个切口，这样从上面施加于其上的负载可以很容易地传递到其侧部。这里，切口优选呈圆弧形的缺口110，这样不会产生应力集中。施加的负载从上面传递到侧部的基础钢板的原理和结构将在下文中参考其它的附图来解释。

基础钢板100在连接有连接钢条400的位置处进一步形成多个第二通孔120，使连接钢条400能够通过该第二通孔120。这样，连接钢条400连接着基础钢板100并且其两端能够循序地通过基础钢板100的第二通孔120，伸出基础钢板100的两个最外端。所述基础钢板以预定的间隔竖直放置并彼此平行设置，如图1所示。这里，第二外螺纹410形成于伸出最外端基础钢板100的连接钢条400的末端，并且连接钢条400通过能够与第二外螺纹410相配合的第二螺母420固定在基础钢板100上。

此外，连接钢条400没有通过第二螺母420固定而仅穿过其中钻孔的内部基础钢板100，通过焊接第二通孔120和与其相接触的连接钢条400而牢固地连接着连接钢条400。

这样连接的连接钢条400不仅使基础钢板100之间的间隔保持恒定，还具有防止在混凝土完全浇注之后基础钢板100从混凝土中脱落的功能。

图6是根据本发明另一种实施方式的基础钢板的侧视图。

如图6中所示，基础钢板100中形成的缺口可采取侧面和底面平直的弯曲缺口110a的形式。

与图5中所示的圆弧形缺口110相比，基础钢板100中形成弯曲缺口110a在将上面施加的负载传递到侧面时具有相似的性能，并且其优点在于该缺口十分容易制造。

图7是示意性地表示由于在本发明的地基加强结构上施加负载而在各个部位产生的应力方向的侧视图。

如果竖直负载施加到本发明的地基加强构件的上部，如图7中所示，所施加的竖直负载主要由基础钢板100所支撑。

这里，如果本发明的基础钢板100呈矩形平板的形状而在其上部没有形成圆弧形缺口110的话，则当垂直负载没有均匀地施加到基础钢板100的整个顶部而是部分地施加于其一面时，该基础钢板100就容易断裂。然而，如果基础钢板100的顶部形成了圆弧形缺口110如图5中所示，该基础钢板100就不会断裂而是两个顶部都横向或纵向地弯曲而彼此远离，即使部分地施加垂直负载也如此。如果基础钢板100的两个顶部彼此间隔开，则一定的张力施加到紧固钢条300上。这里，由于构成紧固钢条的钢材具有这样的特性，即压力弱而张力强，因此该基础钢板100的两个顶部不会变形。

这里，由于仅是张力而没有压力施加到紧固钢条300上，优选紧固钢条300由具有高抗拉强度的致密结构材料而不是高刚度的材料制成。这可能使紧固钢条300以钢丝而不是钢条的形式应用到本发明中。

基础钢板100的圆弧形缺口110可以通过由至少两根直线构成的弯曲缺口代替。然而，压力可能会集中在该缺口的角顶点上，从而该基础钢板容易由于产生裂纹而发生断裂。另外，该缺口最优选如图5中所示的对称弧形，以便使外加的负载均匀地分布在整个基础钢板100上，同时防止基础钢板100断裂。

在该实施例中曾说明，根据本发明的地基加强结构用于支撑建筑物的负载，但并不仅限于此。根据本发明的地基加强结构可用于支撑机械或其它具有高负荷的物体。

图8是根据本发明另一种实施方式的地基加强结构的平面图。图9是所述地基加强结构沿图8的B-B线的截面图。

如图8和9中所示，根据本发明的地基加强结构的基础钢板100可以径向设置成绕垂直中线具有恒定的间隔角。在基础钢板100如上所述那样径向设置的情况下，从上面施加的负载径向地分布。因此，优点在于提高了支撑性能和稳定性。

这里，如果所有的基础钢板100在一点处连接在一起，很难将基础钢板连接到一起并且连接部分可能由于外力而损坏。因此，优选构造成在各基础钢板100连接在一起的部位上提供具有垂直中轴的中心管102，并且各基础钢板100沿该垂直中轴切割，从而其内部末端焊接成该中心管102的外表面。如果基础钢板100如上所述那样独立地连接到中心管102上的话，则基础钢板100的焊接部分不会彼此重叠。因此，不可能降低连接作用力。

此外，在基础钢板100径向设置的情况下，加强钢板200连接到基础钢板100上，使其以环形完全覆盖住该基础钢板100的两端。而且，紧固钢条300以不同的垂直水平连接，使其不会彼此干扰。

图10是根据本发明第三种实施方式的地基加强结构的平面图。图11是所述加强结构沿图10的C-C线的截面图。

如图10和11中所示，根据本发明的地基加强结构的基础钢板100包括至少两块彼此平行设置的横向基础钢板100a，以及至少两块彼此平行设置并与所述横向基础钢板100a相连接的纵向基础钢板100b。

在多块横向和纵向基础钢板100a和100b设置成彼此垂直叠置的第三种实施方式中，与图1中所示的第一种实施方式相比，具有较高的支撑性能和稳定性，因为从上面施加的负载分布在所有的方向上。此外，该实施方式具有一个优点，即不会降低连接作用力，因为基础钢板100a和100b的连接部分没有集中在一个点上。

在基础钢板100a和100b彼此垂直设置的情况下，加强钢板200连接着基础钢板100，使其以多角形覆盖住所有基础钢板100的两端。此外，横向和纵向分别设置的紧固钢条300以不同的垂直水平相连接，使它们不会彼此干扰。

而且，图10和11中所示的第三种实施方式不包括图1和8中所示前面实施方式中所具有的连接钢条400。然而，连接钢条可进一步设置在该实施方式中以便提高连接作用力。

根据本发明的地基加强结构可以在这样的状态下使用：形成于基础钢板100中的缺口110或110a朝着上方或下方。

甚至在形成于基础钢板100中的缺口110或110a用于朝下的情况时，由于上方施加的负载，压力施加到各部分并且所产生的作用与7中所示的方式相同。因此，在使用中，根据本发明的地基加强结构所安装的方向可以根据目的和使用位置而自由地改变。

工业实用性

根据本发明的地基加强结构即使负载部分地施加到地基上时，也可以使负载均匀地分布，并且具有坚固的抗压缩和拉伸力强度。因而，其优点在于该地基加强结构能够稳定地支撑它上面设置的物体。

另外，根据本发明的地基加强结构与现有技术相比，可以减小地基的体积，因而也可以较浅地实施挖掘。这样，其另一个优点在于，可以容易地在建筑物坐落较近的地方进行建筑的修建，并防止地基与地下水接触。

而且，还有一个优点在于根据本发明的地基加强结构使得从上面施加的负载根据用户的选择而分布在各种方向上。

通过前面所述可知，尽管本发明的技术范围是参考优选实施方式进行描述的，但应当明白该实施方式并非对本发明的限制而是说明作用。此外，本领域技术人员应当明白，在本发明的技术实质和范围之内可以做出各种变化和改良。

Claims (10)

1.一种地基的加强结构，其特征在于包括：

至少两块呈板状并垂直于地面设置的基础钢板；

与所述基础钢板的两端相连的加强钢板；以及

与所述加强钢板相连接并且平行于所述基础钢板的紧固钢条。

2.根据权利要求1中所述的地基加强结构，其特征在于基础钢板彼此平行设置。

3.根据权利要求1中所述的地基加强结构，其特征在于基础钢板径向设置为绕垂直中线具有恒定的间隔角。

4.根据权利要求1中所述的地基加强结构，其特征在于基础钢板包括至少两块横向设置的横向基础钢板和至少一块纵向设置并与所述横向基础钢板相连接的纵向基础钢板。

5.根据权利要求1～4任意一项中所述的地基加强结构，其特征在于各个基础钢板在其顶部中心处形成有切口。

6.根据权利要求1～4任意一项中所述的地基加强结构，其特征在于加强钢板包括第一通孔，其位置对应于每根紧固钢条的两端，每根紧固钢条连接着加强钢板，使所述紧固钢条的两端都能通过该第一通孔并伸出所述紧固钢板，第一外螺纹形成于伸出紧固钢板的所述紧固钢条的两端，并且所述紧固钢条通过能与所述第一外螺纹配合的第一螺母固定到所述加强钢板上。

7.根据权利要求1～4任意一项中所述的地基加强结构，其特征在于一对紧固钢条设置成沿所述基础钢板的纵向延伸并连接着所述加强钢板，使其在所述基础钢板和加强钢板彼此连接的位置处左右隔开。

8.根据权利要求1～4任意一项中所述的地基加强结构，其特征在于基础钢板可包括至少一个第二通孔，其在基础钢板设置的方向上钻通，并且所述地基的加强结构进一步包括顺序通过所述基础钢板的第二通孔并与所述基础钢板相连的连接钢条。

9.根据权利要求8中所述的地基加强结构，其特征在于连接钢条伸出所述基础钢板外，第二外螺纹形成于所述连接钢条的伸出端，并且所述连接钢条通过能与所述第二外螺纹配合的第二螺母固定到所述基础钢板上。

10.根据权利要求8中所述的地基加强结构，其特征在于在所述连接钢条仅穿过所述第二通孔的部位，所述连接钢条牢固地焊接在所述基础钢板上。

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