JP2017125360A - Foundation structure of towering structure - Google Patents

Foundation structure of towering structure Download PDF

Info

Publication number
JP2017125360A
JP2017125360A JP2016005766A JP2016005766A JP2017125360A JP 2017125360 A JP2017125360 A JP 2017125360A JP 2016005766 A JP2016005766 A JP 2016005766A JP 2016005766 A JP2016005766 A JP 2016005766A JP 2017125360 A JP2017125360 A JP 2017125360A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tower
anchor
foundation
concrete
horizontal
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.)
Pending
Application number
JP2016005766A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
陽一 南
Yoichi Minami
陽一 南
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd filed Critical Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority to JP2016005766A priority Critical patent/JP2017125360A/en
Publication of JP2017125360A publication Critical patent/JP2017125360A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a foundation structure of a towering structure such as a brace and a tower, which prevents concrete from cracking in the foundation structure having a column base part that is fixed by using an unbonded anchor to introduce prestress.SOLUTION: An unbonded anchor 5 is placed across circular base plate 4 and anchor plate 6 concentric with a towering structure 1 and introduces prestress. Vertical reinforcements 7a, 7b are disposed in parallel with the longer direction of the unbonded anchor. An X-direction horizontal reinforcement 8x and a Y-direction horizontal reinforcement 8y, which are perpendicular to each other in plan view, are disposed so as to intersect with the unbonded anchor 5 and the vertical reinforcements 7a, 7b. Lower ends of the vertical reinforcements 7a, 7b are extended to a footing portion 3a of a foundation 3. External diameter of a pedestal part 3b of the concrete installed after the reinforcements are arranged is long enough to dispose the X-direction horizontal reinforcement 8x and the Y-direction horizontal reinforcement 8y.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、地上に建設される支柱やタワー、モニュメント等のように上空の高位置まで構築する塔状構造物の基礎構造であって、特にプレストレスを導入するアンボンドアンカーを用いた基礎構造に関する。   The present invention relates to a foundation structure of a tower-like structure constructed up to a high position in the sky such as a pillar, a tower, a monument, etc. constructed on the ground, and particularly relates to a foundation structure using an unbonded anchor for introducing prestress. .

地上に建設される塔状構造物として、各種のタワーやモニュメント、煙突等、種々のものがあり、その一つとして風力発電用の風車の支柱である風車用タワーがある。タワーの頂上部には、複数枚のプロペラ翼(ブレード)を備え、この風車の回転により発電する発電機、風車の指向方向を風上に合わせる回転機構等の重量物となるナセルが設置されている。また、安定して発電効率を高めるためには、安定した風を受けることが必要となり、極力高位置に頂上部を位置させることが望ましい。すなわち、風車タワーでは、極力高位置まで頂上部を伸長させて、頂上部に重量物を支持する必要がある。   There are various tower-like structures constructed on the ground, such as various towers, monuments, and chimneys. One of them is a tower for wind turbines, which is a column of wind turbines for wind power generation. At the top of the tower, there are a plurality of propeller blades (blades), and a generator that generates electricity by rotating the windmill, and a nacelle that becomes a heavy object such as a rotating mechanism that aligns the direction of the windmill with the windward Yes. Further, in order to stably increase the power generation efficiency, it is necessary to receive a stable wind, and it is desirable to place the top at a high position as much as possible. That is, in a windmill tower, it is necessary to extend a top part to a high position as much as possible, and to support a heavy article on the top part.

塔状構造物では、上空の風が作用することにより水平方向の大きな荷重を受けることになる。このため、塔状構造物の基礎部分には曲げモーメントが転倒モーメントとして作用する。特に、風車用タワーでは、水平方向の荷重以外に、風車のブレードの回転や前記回転機構による風車の向きの変更等、さらにはそれら多様な荷重の組み合わせにより、複雑な荷重が繰り返し作用することになり、風車用タワーを転倒させるおそれがある。また、日本では地震荷重による転倒モーメントも大きいため、風による荷重に加えて地震にも対応できる基礎構造が望まれている。   In the tower-like structure, a large horizontal load is received by the wind in the sky. For this reason, a bending moment acts as a tipping moment on the foundation of the tower-like structure. In particular, in the tower for wind turbines, in addition to the horizontal load, a complex load is repeatedly applied by rotating the blades of the wind turbine, changing the direction of the wind turbine by the rotating mechanism, and the combination of these various loads. This may cause the windmill tower to fall over. In Japan, the overturning moment due to the seismic load is large, so a foundation structure that can handle earthquakes in addition to wind loads is desired.

高層建物や塔状建造物の基礎構造を提案するものとして、例えば、特許文献1に開示された地盤アンカー兼用杭工法や、特許文献2に開示された風力発電タワー、特許文献3に開示された風車タワーのアンカーフレームがある。また、特許文献4には、基礎コンクリートの寸法を過大にすることなく、アンカーボルトの定着耐力を確保することができる鉄骨柱脚として、鉄骨柱の下端に接合された柱脚金物を、基礎コンクリート中に埋設されたアンカーボルトとナットによって基礎コンクリート上に固定してなる鉄骨柱脚が開示されている。   For example, a ground anchor combined pile method disclosed in Patent Document 1, a wind power generation tower disclosed in Patent Document 2, and Patent Document 3 disclosed as a proposal for a basic structure of a high-rise building or a tower-shaped structure. There is an anchor frame of the windmill tower. Further, in Patent Document 4, a column base hardware joined to the lower end of a steel column as a steel column base capable of securing anchor bolt fixing strength without increasing the size of the basic concrete is disclosed as basic concrete. A steel column base is disclosed which is fixed on foundation concrete with anchor bolts and nuts embedded therein.

また、本願出願人は、支柱やタワー等の塔状構造物の基礎構造であって、プレストレスを導入するアンボンドアンカーを用いて固定する柱脚部を有する基礎構造において、コンクリートのひび割れの発生を極力抑制する塔状構造物の基礎構造を提案した(特許文献5参照)。この特許文献5に開示された基礎構造は、頂上部が上空の高位置まで伸長して、該頂上部及び柱脚部に作用する外力により、少なくとも転倒モーメント及び水平力等が作用する塔状構造物の基礎構造において、前記塔状構造物の柱脚部を固定する、プレストレスを導入するアンボンドアンカーと、前記アンボンドアンカーと平行な方向に配した縦筋と、前記縦筋のそれぞれに接合させて、該縦筋の長手方向に適宜間隔で配した円周をなすフープ筋と、前記アンボンドアンカーと前記縦筋とに交差する方向に配した放射状水平筋とからなり、前記アンボンドアンカーと縦筋、円周のフープ筋、放射状水平筋に対してコンクリートを打ち込みコンクリート基礎部を形成してある構造とされたものである。   In addition, the applicant of the present application is a foundation structure of a tower-like structure such as a column or a tower, and in the foundation structure having a column base portion fixed by using an unbonded anchor that introduces prestress, the occurrence of cracks in the concrete is caused. The basic structure of the tower-like structure which suppresses as much as possible was proposed (refer patent document 5). The basic structure disclosed in Patent Document 5 is a tower-like structure in which the top portion extends to a high position in the sky, and at least an overturning moment, a horizontal force, and the like act by an external force acting on the top portion and the column base. In the basic structure of an object, the column base of the tower-like structure is fixed, an unbonded anchor for introducing prestress, a vertical bar arranged in a direction parallel to the unbonded anchor, and the vertical bar A hoop bar having a circumference arranged at an appropriate interval in the longitudinal direction of the vertical bar, and radial horizontal bars arranged in a direction intersecting the unbond anchor and the vertical bar, the unbond anchor and the vertical bar The concrete foundation is formed by driving concrete into the hoop bars and radial horizontal bars around the circumference.

また、非特許文献1の中で、フーチング基礎の立ち上がり部(ペデスタル)の柱状鉄筋の設計方法が述べられており、アンカーボルトの設計については、ボルト下端部にナットなどにて接合される接続部材(アンカーリング)によって引き起こされる各種応力が、コンクリートの許容値およびアンカーリング部材そのものの許容値を満足されるかどうかと、アンカーボルト表面のコンクリートとの付着が許容値を満足しているかどうかを検討するようになっている。   Further, in Non-Patent Document 1, a method for designing a columnar reinforcing bar of a rising portion (pedestal) of a footing foundation is described. Regarding the design of an anchor bolt, a connecting member joined to a bolt lower end with a nut or the like. Examine whether the stress caused by (anchoring) satisfies the concrete tolerance and the tolerance of the anchoring member itself, and whether the anchor bolt surface adheres to the concrete It is supposed to be.

さらに、非特許文献2においては、頭付きアンカーボルトのコーン状破壊により決まる許容引き抜き力とアンカーボルト部材そのものの許容値の小さい方で設計することとしている。   Further, in Non-Patent Document 2, the design is made with a smaller allowable pulling force determined by the cone-shaped fracture of the headed anchor bolt and a smaller allowable value of the anchor bolt member itself.

特公平5−59219号公報Japanese Patent Publication No. 5-59219 特開2002−122066号公報JP 2002-122066 A 特開2004−278400号公報JP 2004-278400 A 特開平5−25832号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-25832 特許第4242445号公報Japanese Patent No. 4242445

煙突構造設計施工指針(日本建築センター)Chimney structure design and construction guidelines (Japan Architecture Center) 各種合成構造設計指針(日本建築学会)Various structural design guidelines (Architectural Institute of Japan)

特許文献1に開示された杭工法による支持建造物は、主として建物であり、風や地震等による水平力によって転倒モーメントを受けることで建物に生じる浮力に抵抗するものであって、風車用タワーのように複雑な転倒モーメントが生じる場合には信頼性を確保できないおそれがある。また、特許文献2に開示された風力発電タワーでは、中空筒体を積重して形成したタワー本体と、横断面がT字形のプレストレストコンクリート補強部材を前記タワー本体の基底部側の外周に沿って設け、前記補強部材を基礎及びタワー本体に結合固着した構造である。また、特許文献3に開示されたアンカーフレームは、上下一対のリング状のアンカープレートと、該上下一対のアンカープレートを一定間隔を置いて接続する複数本の接続部材と、該接続部材間に配置された複数本のアンカーボルトと、前記上下一対のアンカープレートを基礎上で所定の高さに位置させるために下部アンカープレートの下面に接続された複数本の支柱からなり、前記接続部材と前記支柱を鋼管で構成したものである。   The support structure by the pile method disclosed in Patent Document 1 is mainly a building, which resists the buoyancy generated in the building by receiving a tipping moment due to a horizontal force caused by wind, earthquake, etc. Thus, when a complicated overturning moment occurs, reliability may not be ensured. Further, in the wind power generation tower disclosed in Patent Document 2, a tower body formed by stacking hollow cylinders and a prestressed concrete reinforcing member having a T-shaped cross section along the outer periphery on the base side of the tower body. The reinforcing member is coupled and fixed to the foundation and the tower body. In addition, an anchor frame disclosed in Patent Document 3 includes a pair of upper and lower ring-shaped anchor plates, a plurality of connection members that connect the pair of upper and lower anchor plates at a predetermined interval, and the connection between the connection members. A plurality of anchor bolts and a plurality of struts connected to the lower surface of the lower anchor plate for positioning the pair of upper and lower anchor plates at a predetermined height on the foundation, the connecting member and the struts Is made of steel pipe.

前記特許文献2や特許文献3に開示された基礎構造では、基礎部材の中央部に突出させた基礎台座部であるペデスタルを形成し、このペデスタルにタワーを定着させた構造であり、前記接続部材とアンカーボルト、支柱とから構成されている。しかし、打ち込まれたコンクリートとアンカーボルトとは付着力で接合されるため、転倒モーメントが載荷してこの付着が切れた場合、コンクリートにひび割れを生じ、さらにコンクリートの許容応力度を超えた場合にはコンクリートを破損してしまうおそれがある。このため、基礎はアンカーボルトとコンクリートとの付着を有さない形式とし、荷重の伝達メカニズムを変えることにより、コンクリートの負担を軽減させるアンボンドアンカーを用いた構造とすることが望ましい。   In the basic structure disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3, a pedestal that is a base pedestal protruding from the center of the base member is formed, and a tower is fixed to the pedestal. And anchor bolts and struts. However, since the driven concrete and the anchor bolt are joined with adhesive force, if the falling moment is loaded and this adhesion breaks, the concrete will crack, and if the allowable stress of the concrete is exceeded, There is a risk of damaging the concrete. For this reason, it is desirable that the foundation has a structure that does not have adhesion between the anchor bolt and the concrete, and has a structure using an unbonded anchor that reduces the load on the concrete by changing the load transmission mechanism.

また、特許文献4に開示された鉄骨柱脚では、コンクリートに水平方向に発生する荷重に対しては、この発明に係る寸法条件を満たすことにより鉄筋にアンカーボルトの引張力が伝達されて、コーン状破壊を抑止して基礎の寸法を小さくできるものとされている。しかし、コンクリート基礎の破壊メカニズムは、コーン状破壊によるもののみでなく、特に、風力発電用のタワーでは、前述したように、タワー頂部に重量物が設置されることもあって、コーン状破壊以外の破壊メカニズムが作用すると考えられる。したがって、特許文献4に記載された発明では、風車タワーのように頂上部が上空の高位置まで伸長した塔状構造物の基礎構造としては、十分な耐久力を備えることができないおそれがあり、特に風力発電用のタワーにおける破壊メカニズムは、特許文献4に記載された鉄骨柱脚で問題とされているコーン状破壊のみでは十分に耐力を確保できるものではないといえる。   Moreover, in the steel column base disclosed in Patent Document 4, the tensile force of the anchor bolt is transmitted to the reinforcing bar by satisfying the dimensional condition according to the present invention for the load generated in the horizontal direction in the concrete, and the cone It is said that the size of the foundation can be reduced by preventing the destruction of the state. However, the failure mechanism of concrete foundations is not limited to cone-like failure. Especially, in the tower for wind power generation, as mentioned above, heavy objects may be installed at the top of the tower. It is thought that the destruction mechanism works. Therefore, in the invention described in Patent Document 4, as the foundation structure of the tower-like structure in which the top portion extends to a high position in the sky like a windmill tower, there is a possibility that sufficient durability cannot be provided. In particular, it can be said that the rupture mechanism in a tower for wind power generation cannot secure sufficient strength only by cone-shaped fracture, which is a problem in the steel column base described in Patent Document 4.

また、非特許文献5及び非特許文献6に開示されているように、従前の塔状構造物の基礎構造は、前記指針等を参考としてコンクリートに付着したアンカーボルトおよびその下端部にナットなどにて接合される接続部材(アンカーリング)が、フーチング基礎の立ち上がり部(ペデスタル)に配置され、上部構造から受ける転倒モーメントを柱状の構造により抵抗することを基本として設計されている。   In addition, as disclosed in Non-Patent Document 5 and Non-Patent Document 6, the conventional tower-like structure foundation structure includes anchor bolts attached to concrete with reference to the pointers and the like, and nuts or the like at the lower end thereof. The connecting member (anchor ring) to be joined together is arranged at the rising part (pedestal) of the footing foundation, and is designed on the basis of resisting the overturning moment received from the upper structure by the columnar structure.

煙突などに代表される塔状構造物(タワー)の支持構造物は、基礎部材の中央部に突出させた基礎台座部であるペデスタルを形成し、このペデスタルにタワーを定着させた構造であり、定着部は打設されたコンクリートの中で前記アンカーボルトと接続部材(アンカーリング)とから構成されている。また、コンクリートとアンカーボルトは付着して接合していることを前提に設計されており、転倒モーメントが載荷されるとアンカーボルト横に配置した縦方向の鉄筋にコンクリートを介して引張力を伝える。   The support structure of a tower-like structure (tower) typified by a chimney is a structure in which a pedestal that is a base pedestal protruding from the center of the base member is formed, and the tower is fixed to this pedestal. The fixing portion is composed of the anchor bolt and the connecting member (anchor ring) in the placed concrete. In addition, it is designed on the assumption that the concrete and the anchor bolt are bonded and joined. When a falling moment is loaded, a tensile force is transmitted through the concrete to the vertical reinforcing bars arranged beside the anchor bolt.

一方、風車用タワーなどは、上部構造物の固有周期を、脚部を固定にすることで決定できる。この完全固定あるいはこれに近い状態にしたい場合には、アンボンドアンカーを用い、コンクリート打ち込み後にアンカーボルトに緊張力(プレストレス)を与えた構造とすることが考えられる。また、風車のような回転機により、常時荷重変動を受ける基礎ボルトに疲労破壊を起こさせない目的でボルトにプレストレスを入れることがある。   On the other hand, for a wind turbine tower or the like, the natural period of the superstructure can be determined by fixing the legs. When it is desired to achieve this complete fixation or a state close to this, it is conceivable to use an unbonded anchor and to have a structure in which a tension force (prestress) is applied to the anchor bolt after the concrete is driven. In addition, a rotating machine such as a windmill may prestress the bolt for the purpose of preventing fatigue failure of the foundation bolt that is constantly subjected to load fluctuations.

アンボンドアンカーを用いてプレストレスを加えると、アンボンドアンカー周りのコンクリートに、該アンボンドアンカーの下端定着部(アンカーリング)より下の鉛直方向と、アンボンドアンカーの交差方向(水平方向)に引張荷重が作用することになるため、プレストレスを加えないコンクリートとの付着に期待するアンカーボルトとは異なる応力状態が発生することになり、プレストレス導入時に必要な鉄筋が不足していると、プレストレス導入直後および塔状構造物へ通常の荷重下であってもコンクリートにひび割れが生じ、そのひび割れが進行するとアンボンドアンカーに沿ってコンクリートが破断するおそれがある。また、この構造により脚部の転倒モーメントに対して抵抗する構造は、前記アンカーボルト横に平行に配置した縦方向の鉄筋にコンクリートを介して引張力を伝えると共に、放射状の水平筋が転倒モーメントの圧縮側で発生する水平方向の引張力に抵抗する。   When prestress is applied using an unbonded anchor, tensile load acts on the concrete around the unbonded anchor in the vertical direction below the anchoring part (anchor ring) of the unbonded anchor and in the crossing direction (horizontal direction) of the unbonded anchor. Therefore, a stress state different from anchor bolts expected to adhere to concrete that does not apply prestress will occur, and if there is a lack of reinforcing bars necessary for prestressing, immediately after prestressing Even under normal load on the tower structure, cracks occur in the concrete, and when the cracks progress, the concrete may break along the unbonded anchors. The structure that resists the tipping moment of the leg by this structure transmits a tensile force through the concrete to the vertical reinforcing bars arranged in parallel to the anchor bolts, and the radial horizontal bars have a tipping moment. Resists horizontal tensile force generated on the compression side.

そこで、特許文献5に開示されているように、アンボンドアンカーを用いて、プレストレスを導入した場合でも、コンクリートに有害なひび割れを生じさせず、また、転倒モーメントに対しても十分に抵抗できる基礎形状と鉄筋の配置を考慮した塔状構造物の基礎構造とすることで、上述した問題が解決された。   Therefore, as disclosed in Patent Document 5, even when pre-stress is introduced using an unbonded anchor, the foundation does not cause harmful cracks in the concrete and can sufficiently resist the overturning moment. The above-mentioned problem was solved by using a tower-like structure base structure in consideration of the shape and the arrangement of reinforcing bars.

本願発明は、前記特許文献5に開示された基礎構造の改良に係るものであり、当該基礎構造と同様に、アンボンドアンカーを用いて、プレストレスを導入してコンクリートを打ち込んで施工する基礎構造であって、コンクリートに発生する有害なひび割れを防止し、転倒モーメントに十分に抵抗できる塔状構造物の基礎構造を提供することを目的としている。   The present invention relates to the improvement of the foundation structure disclosed in Patent Document 5, and in the same manner as the foundation structure, using an unbonded anchor, a foundation structure in which prestress is introduced and concrete is driven into the construction. Therefore, an object of the present invention is to provide a foundation structure of a tower structure that can prevent harmful cracks that occur in concrete and can sufficiently resist a falling moment.

前記目的を達成するための技術的手段として、この発明に係る塔状構造物の基礎構造は、頂上部が上空の高位置まで伸長して、該頂上部及び柱脚部に作用する外力により、少なくとも転倒モーメント及び水平力等が作用する塔状構造物の基礎構造において、前記搭状構造物の柱脚部を固定する、プレストレスを導入するアンボンドアンカーと、前記アンボンドアンカーと平行な方向に配した縦筋と、前記アンボンドアンカーと前記縦筋とに交差する方向であって、平面視において互いに直交する方向に配した水平鉄筋とからなり、前記アンボンドアンカーと縦筋、水平鉄筋に対してコンクリートを打ち込んでコンクリート基礎部を形成してあることを特徴としている。   As a technical means for achieving the above object, the foundation structure of the tower-like structure according to the present invention is such that the top part extends to a high position in the sky, and the external force acting on the top part and the column base part, In the foundation structure of the tower structure where at least a tipping moment, horizontal force, etc. are applied, an unbonded anchor that introduces prestress for fixing the column base part of the tower structure and a direction parallel to the unbonded anchor are arranged. A vertical reinforcing bar, and a horizontal reinforcing bar arranged in a direction intersecting the unbonded anchor and the vertical reinforcing bar in a direction orthogonal to each other in plan view. A concrete foundation is formed by driving

プレストレスが導入されたアンボンドアンカーにより塔状構造物を支持した状態では、アンボンドアンカーとコンクリートの間に付着が無いため、これにより荷重は伝達されない。しかしながら、プレストレスを導入したアンボンドアンカーボルトおよび下端部のアンカーリングに囲まれたコンクリートは強固に一体化されることでアンボンドアンカーボルトに荷重を伝達させるものである。この場合、コンクリートの鉛直方向に圧縮応力を生じさせる一方、これと交差する水平方向にコンクリートを膨張させようとする、引張力を同時に発生させてしまう。また、該頂上部に作用する外力による基礎への反力として、転倒モーメントにより圧縮側コンクリート部において更なる圧縮応力が上記プレストレス導入による圧縮応力に加わる。同様に水平方向の引張応力も更に増大させることになる。これらの引張応力を前記アンカーボルトに交差させると共に互いに直交させて前記水平鉄筋が抵抗する。   In the state where the tower-like structure is supported by the unbonded anchor introduced with the prestress, there is no adhesion between the unbonded anchor and the concrete, so that the load is not transmitted. However, the concrete surrounded by the unbonded anchor bolt introduced with the prestress and the anchor ring at the lower end is firmly integrated to transmit the load to the unbonded anchor bolt. In this case, compressive stress is generated in the vertical direction of the concrete, while a tensile force is generated simultaneously to try to expand the concrete in the horizontal direction intersecting with the compressive stress. Further, as a reaction force to the foundation due to the external force acting on the top, further compressive stress is added to the compressive stress due to the prestress introduction in the compression side concrete portion due to the overturning moment. Similarly, the tensile stress in the horizontal direction is further increased. These horizontal stresses are resisted by making these tensile stresses intersect with the anchor bolts and orthogonal to each other.

また、請求項2の発明に係る塔状構造物の基礎構造は、前記アンボンドアンカーを、支持すべき塔状構造物の脚部下円周上に配置してあることを特徴としている。   Moreover, the foundation structure of the tower-shaped structure which concerns on invention of Claim 2 has arrange | positioned the said unbonded anchor on the leg lower periphery of the tower-shaped structure which should be supported, It is characterized by the above-mentioned.

アンボンドアンカーを効率的に配するために、塔状構造物の柱断面中心位置を中心とした円周上に配置する構造とし、さらに、この円弧の径方向に一対のアンボンドアンカーを並設して配置している。この場合、アンボンドアンカーを挟む位置に前記縦筋を配置させることが好ましい。   In order to arrange unbond anchors efficiently, the structure is arranged on the circumference centered on the column cross-section center position of the tower-like structure, and a pair of unbond anchors are arranged in parallel in the radial direction of the arc. It is arranged. In this case, it is preferable to arrange the vertical stripes at a position sandwiching the unbonded anchor.

また、請求項3の発明に係る塔状構造物の基礎構造は、前記コンクリート基礎部をフーチング部と該フーチング部から立ち上げた台座部とを有する形状に形成し、前記縦筋を前記フーチング部に到達させてあることを特徴としている。   Moreover, the foundation structure of the tower-shaped structure which concerns on invention of Claim 3 forms the said concrete foundation part in the shape which has a footing part and the base part raised from this footing part, The said vertical streak is said footing part It is characterized by having reached.

フーチング部の上面に台座部を有さず、雨水を排出させることができる程度に傾斜させた平面あるいは傾斜面に形成するものであっても構わないし、フーチング部の上部に台座部を形成した形状とするものであっても構わない。台座部は、前記水平鉄筋を配することができる大きさで形成されていれば十分である。前記アンボンドアンカーと縦筋、水平鉄筋にコンクリートを打ち込んでこの台座部を形成する。この場合、縦筋の下端部はフーチング部まで伸長させ、該フーチング部に配された鉄筋に接合させる。   It does not have a pedestal on the top surface of the footing part, and may be formed on a flat surface or an inclined surface that can drain rainwater, or a shape in which a pedestal part is formed on the top of the footing part. It does not matter if it is. It is sufficient that the pedestal is formed in a size that allows the horizontal rebar to be arranged. Concrete is driven into the unbonded anchor, vertical bars, and horizontal bars to form the pedestal. In this case, the lower end of the vertical bar extends to the footing part and is joined to the reinforcing bar arranged in the footing part.

また、請求項4の発明に係る塔状構造物の基礎構造は、前記塔状構造物が、風力発電用の柱脚部であることを特徴としている。   Moreover, the basic structure of the tower-like structure according to the invention of claim 4 is characterized in that the tower-like structure is a column base for wind power generation.

この発明に係る基礎構造は、特に風車タワーの柱脚部を支持する場合に適したものである。煙突や各種のタワー等を支持する基礎の構造としては種々の形式のものがあるが、いずれも転倒モーメントと水平力を考慮した構造であって、風車を場合のように、繰り返し荷重や回転機による疲労荷重に抵抗するように設計されているものではない。本願発明に係る基礎構造では、前記水平鉄筋を配することにより、アンボンドアンカーと交差する方向に作用するコンクリート基礎部の引張応力に抵抗させることができるため、繰り返し荷重等が作用する風車タワー用の基礎に適したものとなる。   The foundation structure according to the present invention is particularly suitable for supporting the column base portion of the wind turbine tower. There are various types of basic structures that support chimneys and various towers, etc., all of which take into account the overturning moment and horizontal force. It is not designed to resist fatigue loads due to. In the foundation structure according to the present invention, by arranging the horizontal reinforcing bar, it is possible to resist the tensile stress of the concrete foundation portion acting in the direction intersecting with the unbonded anchor, and therefore for wind turbine towers where repeated loads and the like act. It will be suitable for the foundation.

この発明に係る塔状構造物の基礎構造によれば、プレストレスが導入された後であっても、コンクリートへ作用する応力に、前記アンボンドアンカーに対して配置した前記縦筋と水平鉄筋とが抵抗して、プレストレス導入時、その後の外力による作用荷重、繰り返しによる疲労荷重によるコンクリートのひび割れが抑制され、破断に至ることを防止できる。   According to the foundation structure of the tower-like structure according to the present invention, even after the pre-stress is introduced, the vertical bars and the horizontal reinforcing bars arranged with respect to the unbond anchor are applied to the stress acting on the concrete. Resisting, when pre-stress is introduced, cracks in the concrete due to acting load due to subsequent external force and fatigue load due to repetition can be suppressed, and breakage can be prevented.

また、請求項2の発明に係る塔状構造物の基礎構造によれば、塔状構造物に働く外力による方向に拘わらず、いずれの方向に働く荷重に対しても確実に抵抗させることができる。   Further, according to the basic structure of the tower-like structure according to the invention of claim 2, it is possible to reliably resist the load acting in any direction regardless of the direction due to the external force acting on the tower-like structure. .

また、請求項3の発明に係る塔状構造物の基礎構造によれば、打ち込むコンクリートの量が最少となり、建設コストを低減することができる。なお、台座部を形成せずに上面を平面あるいは傾斜面とする場合には、基礎の形状が単純になるので、施工を容易にすることができる。   Moreover, according to the foundation structure of the tower-like structure which concerns on invention of Claim 3, the quantity of the concrete to drive in becomes the minimum and construction cost can be reduced. In addition, when the upper surface is a flat surface or an inclined surface without forming the pedestal portion, the shape of the foundation is simplified, so that construction can be facilitated.

また、請求項4の発明に係る塔状構造物の基礎構造によれば、回転機などからの荷重が作用する場合であっても倒壊させることがなく、特に複雑な荷重がかかる風力発電用の柱脚部を支持する基礎に採用することが適している。   Moreover, according to the basic structure of the tower-like structure according to the invention of claim 4, even when a load from a rotating machine or the like is applied, it is not collapsed, and particularly for wind power generation where a complicated load is applied. It is suitable to be used for the foundation that supports the column base.

この発明に係る構造を備えた基礎の概略の断面図である。It is a rough sectional view of the foundation provided with the structure concerning this invention. 図1におけるA−A線に沿って切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected along the AA line in FIG. この発明に係る基礎構造のアンボンドアンカーの配置状態を説明する概略の斜視図である。It is a schematic perspective view explaining the arrangement | positioning state of the unbonded anchor of the foundation structure which concerns on this invention. プレストレスを導入したアンボンドアンカーの周囲に作用する荷重の分布の概略を説明する図である。It is a figure explaining the outline of distribution of the load which acts on the circumference of the unbond anchor which introduced prestress.

以下、図示した好ましい実施の形態に基づいて、この発明に係る塔状構造物の基礎構造を具体的に説明する。   Hereinafter, the basic structure of the tower-like structure according to the present invention will be specifically described based on the illustrated preferred embodiment.

図1にこの発明に係る構造を備えた基礎の概略を示しており、風力発電用の柱脚部等の塔状構造物1を支持している状態を示している。この塔状構造物1の建設場所の地中に打ち込まれた杭2に、基礎3が配置される。この実施形態では、この基礎3はフーチング部3aと台座部3bとを備えた形状に形成されている。   FIG. 1 shows an outline of a foundation provided with a structure according to the present invention, and shows a state in which a tower-like structure 1 such as a column base for wind power generation is supported. A foundation 3 is disposed on a pile 2 driven into the ground of the construction site of the tower-like structure 1. In this embodiment, the foundation 3 is formed in a shape including a footing portion 3a and a pedestal portion 3b.

塔状構造物1は、図3に示すように、環状のベースプレート4にアンボンドアンカー5を介して固定される。このアンボンドアンカー5は、前記ベースプレート4とアンカープレート6とに掛け渡されて、プレストレスが導入されるようにしてある。これらベースプレート4とアンカープレート6とは、図2及び図3に示すように円形に形成されており、アンボンドアンカー5は、この円形の径方向に一対が配されて、これらの対が円周に沿って配置されている。なお、ベースプレート4等の中心は、塔状構造物1の柱断面中心Cとほぼ一致させてある。このアンボンドアンカー5と平行に縦筋7a、7bが配される。この縦筋7a、7bは、下端部が基礎3のフーチング部3aに達しており、該フーチング部3aに配置された配筋3cに接合されている。この縦筋7a、7bは、アンカーボルト5を挟んで、外側には外側縦筋7aが、内側には内側縦筋7bが、それぞれ配されている。   As shown in FIG. 3, the tower-like structure 1 is fixed to an annular base plate 4 via unbonded anchors 5. The unbonded anchor 5 is stretched over the base plate 4 and the anchor plate 6 so that prestress is introduced. The base plate 4 and the anchor plate 6 are formed in a circular shape as shown in FIGS. 2 and 3, and a pair of unbonded anchors 5 are arranged in the radial direction of the circular shape, and these pairs are arranged on the circumference. Are arranged along. Note that the center of the base plate 4 or the like is substantially coincident with the column cross-sectional center C of the tower-like structure 1. Longitudinal stripes 7 a and 7 b are arranged in parallel with the unbond anchor 5. The lower ends of the vertical bars 7a and 7b reach the footing part 3a of the foundation 3, and are joined to the bar arrangement 3c arranged in the footing part 3a. The vertical bars 7a and 7b are provided with an outer vertical bar 7a on the outer side and an inner vertical bar 7b on the inner side with the anchor bolt 5 in between.

そして、図2に示すように、平面視において直交する状態に水平鉄筋であるX方向水平筋8xとY方向水平筋8yがそれぞれ配されている。これらX方向水平筋8aとY方向水平筋8yとがそれぞれ複数本ずつ配されており、その高さ方向でずれた位置に配されたねじれの位置の関係にある。   As shown in FIG. 2, X-direction horizontal bars 8x and Y-direction horizontal bars 8y, which are horizontal reinforcing bars, are arranged in a state perpendicular to each other in plan view. A plurality of these X-direction horizontal streaks 8a and Y-direction horizontal streaks 8y are arranged, respectively, and are in the relationship of the positions of twists arranged at positions shifted in the height direction.

ベースプレート4とアンカープレート6に、プレストレスを導入した状態で掛け渡したアンボンドアンカー5と縦筋7a、7b、X方向水平筋8x、Y方向水平筋8yとにコンクリートを打ち込んで、前記フーチング部3aと台座部3bとを形成する。なお、前記台座部3bにあっては、これらX方向水平筋8xとY方向水平筋8yとを配することができる外径寸法に形成されていればよい。   Concrete is driven into the unbonded anchor 5 and the vertical bars 7a and 7b, the X-direction horizontal bars 8x, and the Y-direction horizontal bars 8y that are stretched over the base plate 4 and the anchor plate 6 in a state where pre-stress is introduced, and the footing portion 3a. And the pedestal 3b. The pedestal portion 3b only needs to have an outer diameter that allows the X-direction horizontal stripes 8x and the Y-direction horizontal stripes 8y to be arranged.

以上により構成された基礎構造では、例えば風車用タワーを固定するためにプレストレスが導入されたアンボンドアンカー5の周囲のコンクリートについては、図4の破線で示すようにアンボンドアンカー5の長手方向と、この長手方向と交差する方向とに引張荷重が作用する。これらの引張荷重に対して、アンボンドアンカー5の長手方向と交差させて配した前記X方向水平筋8xとY方向水平筋8yと、アンボンドアンカー5の長手方向に平行に配された前記縦筋7a、7bとがそれぞれ抵抗する。したがって、コンクリートにひび割れが生じることが極力抑制され、破断することが防止される。   In the foundation structure configured as described above, for example, the concrete around the unbonded anchor 5 into which prestress is introduced in order to fix the tower for the windmill, the longitudinal direction of the unbonded anchor 5 as shown by the broken line in FIG. A tensile load acts on the direction intersecting with the longitudinal direction. With respect to these tensile loads, the X-direction horizontal bars 8x and Y-direction horizontal bars 8y arranged so as to intersect with the longitudinal direction of the unbond anchor 5 and the vertical bars 7a arranged parallel to the longitudinal direction of the unbond anchor 5 are used. , 7b resist each other. Therefore, the occurrence of cracks in the concrete is suppressed as much as possible, and breakage is prevented.

また、打ち込むコンクリートに、合成繊維や鋼繊維などの短繊維を混入させた、いわゆるファイバーコンクリートを用いることもでき、コンクリートに付与される引張力に対抗してひび割れの発生をより抑制できる。   In addition, so-called fiber concrete in which short fibers such as synthetic fibers and steel fibers are mixed into the concrete to be poured can be used, and the occurrence of cracks can be further suppressed against the tensile force applied to the concrete.

また、風や地震等により受ける水平荷重が転倒モーメントとして作用するときにも前述と同様な荷重が作用するのに加えて、転倒モーメントによる圧縮側においてコンクリート基礎に水平方向の引張力が付加される。周囲のコンクリートに発生する水平方向の引張応力に前記X方向水平筋8xとY方向水平筋8yとが抵抗し、コンクリートにひび割れが生じることが極力抑制され、破断することが防止される。   Also, when a horizontal load received by wind or earthquake acts as a tipping moment, a load similar to the above is applied, and in addition, a horizontal tensile force is applied to the concrete foundation on the compression side due to the tipping moment. . The X-direction horizontal stripes 8x and Y-direction horizontal stripes 8y resist the horizontal tensile stress generated in the surrounding concrete, and the occurrence of cracks in the concrete is suppressed as much as possible, and the breakage is prevented.

以上説明した実施形態では、ベースプレート4等を円形にして、アンボンドアンカー5を円周上に配した構造として説明したが、塔状構造物1の断面形状に応じて、他の形状で配置することもできる。また、径方向に1対ずつのアンボンドアンカー5を配置したが、1本あるいは3本以上を配置するものとすることもできる。   In the embodiment described above, the base plate 4 or the like is described as a circular shape, and the unbond anchor 5 is arranged on the circumference. However, according to the cross-sectional shape of the tower-like structure 1, it is arranged in another shape. You can also. Further, one pair of unbonded anchors 5 is arranged in the radial direction, but one or three or more unbonded anchors may be arranged.

また、上述した実施形態では、風力発電のタワーに適した基礎構造として説明したが、これに限らず、モニュメントや煙突等のように上空の高位置まで伸長させた塔状構造物の基礎構造として用いることもできる。   Further, in the above-described embodiment, the basic structure suitable for the tower of wind power generation has been described. However, the basic structure is not limited to this, and the basic structure of the tower-like structure extended to a high position in the sky such as a monument or a chimney. It can also be used.

この発明に係る塔状構造物の基礎構造によれば、プレストレスを導入したアンボンドアンカーを用いることにより柱脚部が固定され、転倒モーメントがコンクリートに伝達されるときに起こる引張応力に抵抗して、大きな水平荷重が繰り返し作用する風車用タワーに適した基礎構造となり、倒壊することを極力防止できて、塔状構造物の耐用年数を長くすることに寄与することができる。   According to the tower structure according to the present invention, the column base is fixed by using an unbonded anchor introduced with pre-stress, and resists the tensile stress that occurs when the tipping moment is transmitted to the concrete. It becomes a basic structure suitable for a tower for a wind turbine in which a large horizontal load repeatedly acts, can be prevented from collapsing as much as possible, and can contribute to extending the useful life of the tower-like structure.

1 塔状構造物
2 杭
3 基礎
3a フーチング部
3b 台座部
4 ベースプレート
5 アンボンドアンカー
6 アンカープレート
7a、7b 縦筋
8x X方向水平筋
8y Y方向水平筋
1 tower-like structure 2 pile 3 foundation
3a Footing part
3b Base 4 Base plate 5 Unbonded anchor 6 Anchor plate
7a, 7b longitudinal bars
8x horizontal stripe in X direction
8y horizontal stripe in Y direction

Claims (4)

頂上部が上空の高位置まで伸長して、該頂上部及び柱脚部に作用する外力により、少なくとも転倒モーメント及び水平力等が作用する塔状構造物の基礎構造において、
前記搭状構造物の柱脚部を固定する、プレストレスを導入するアンボンドアンカーと、
前記アンボンドアンカーと平行な方向に配した縦筋と、
前記アンボンドアンカーと前記縦筋とに交差する方向であって、平面視において互いに直交する方向に配した水平鉄筋とからなり、
前記アンボンドアンカーと縦筋、水平鉄筋に対してコンクリートを打ち込んでコンクリート基礎部を形成してあることを特徴とする塔状構造物の基礎構造。
In the basic structure of the tower-like structure in which the top part extends to a high position in the sky and at least a falling moment and a horizontal force act on the top part and the column base part by an external force,
An unbond anchor for fixing the column base portion of the tower structure, for introducing prestress,
Longitudinal bars arranged in a direction parallel to the unbond anchor;
It is a direction intersecting the unbond anchor and the longitudinal bars, and is composed of horizontal reinforcing bars arranged in directions orthogonal to each other in plan view,
A foundation structure of a tower-like structure, wherein concrete is formed by driving concrete into the unbond anchors, vertical bars and horizontal bars.
前記アンボンドアンカーを、支持すべき塔状構造物の脚部下円周上に配置してあることを特徴とする請求項1に記載の塔状構造物の基礎構造。   The foundation structure of a tower-like structure according to claim 1, wherein the unbond anchor is arranged on a circumference below the legs of the tower-like structure to be supported. 前記コンクリート基礎部をフーチング部と該フーチング部から立ち上げた台座部とを有する形状に形成し、
前記縦筋を前記フーチング部に到達させてあることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載の塔状構造物の基礎構造。
Forming the concrete foundation part into a shape having a footing part and a pedestal part raised from the footing part;
The foundation structure of the tower-like structure according to claim 1, wherein the vertical bars reach the footing portion.
前記塔状構造物が、風力発電用の柱脚部であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載の塔状構造物の基礎構造。   The foundation structure of the tower-like structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the tower-like structure is a column base for wind power generation.
JP2016005766A 2016-01-15 2016-01-15 Foundation structure of towering structure Pending JP2017125360A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016005766A JP2017125360A (en) 2016-01-15 2016-01-15 Foundation structure of towering structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016005766A JP2017125360A (en) 2016-01-15 2016-01-15 Foundation structure of towering structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017125360A true JP2017125360A (en) 2017-07-20

Family

ID=59364003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016005766A Pending JP2017125360A (en) 2016-01-15 2016-01-15 Foundation structure of towering structure

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017125360A (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000027202A (en) * 1998-07-13 2000-01-25 Taisei Corp Structure of column base of steel-pipe column
JP2008223303A (en) * 2007-03-12 2008-09-25 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Foundation structure of tower-like structure
JP2010065454A (en) * 2008-09-11 2010-03-25 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Foundation structure of tower-like structure
JP2013238035A (en) * 2012-05-15 2013-11-28 Nippon Steel & Sumikin Engineering Co Ltd Formwork comprising multiple cylindrical materials, base concrete, and construction method of pile foundation
US20150330052A1 (en) * 2012-03-30 2015-11-19 Allan P. Henderson Cementitious foundation cap with post-tensioned helical anchors and method of making the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000027202A (en) * 1998-07-13 2000-01-25 Taisei Corp Structure of column base of steel-pipe column
JP2008223303A (en) * 2007-03-12 2008-09-25 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Foundation structure of tower-like structure
JP2010065454A (en) * 2008-09-11 2010-03-25 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Foundation structure of tower-like structure
US20150330052A1 (en) * 2012-03-30 2015-11-19 Allan P. Henderson Cementitious foundation cap with post-tensioned helical anchors and method of making the same
JP2013238035A (en) * 2012-05-15 2013-11-28 Nippon Steel & Sumikin Engineering Co Ltd Formwork comprising multiple cylindrical materials, base concrete, and construction method of pile foundation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4242445B1 (en) Basic structure of tower structure
JP6638141B2 (en) Basic structure of tower structure
ES2796475T3 (en) Foundation for a windmill
AU2017330583B2 (en) Foundation for a windmill
RU2720210C2 (en) Foundation for wind-driven power plant
JP6638140B2 (en) Basic structure of tower structure
FI3516121T3 (en) Foundation for a wind turbine
JP6550611B2 (en) Basic structure of tower structure
JP2012519244A (en) Prefabricated wall member for tower structure and tower structure
JP2013007251A (en) Tower-like structure and method for constructing the same
JP2008223303A (en) Foundation structure of tower-like structure
JP5408595B1 (en) PC seismic joint structure and PC seismic joint method for columns and beams using steel pins
CN105179183A (en) Prestressed concrete wind power tower system and construction method thereof
JP6569103B2 (en) Basic structure of tower structure
JP4523662B1 (en) Basic structure of tower structure
JP2017125360A (en) Foundation structure of towering structure
CN216739727U (en) Anti die-cut reinforcing bar structure that destroys of fan foundation prestressed anchorage bolt
CN216407048U (en) Wind-solar integrated power generation fan tower drum structure
CN216407047U (en) Fan tower cylinder structure with inner and outer bearing platform structures
CN212388587U (en) Tower crane landing leg fixed knot constructs
CN112323988B (en) Connecting and construction process of prefabricated steel-encased concrete column and profiled steel sheet composite slab
CN215109284U (en) Fan pylon structure
CN210658951U (en) Basement supporting structure
JP6746159B1 (en) Wind power plant support
WO2017102925A1 (en) Method for constructing a mast of concrete intended for a windmill

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180323

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20180706

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20180706

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181108

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181211

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190206

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20190709