电信塔架的压重式预制装配混凝土基础设计.pdf
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1、电信塔架的压重式预制装配 混凝土基础设计 * De s ig n o f We i g h t - T y p e P r e f a b r i c a t e d C o n c r e t e F o u n d a t i on f or T e l e c om T o we r 徐今 上海市建工设计研究院有限公司 上海 2 0 0 0 5 0 摘要 :传统通讯铁塔基础均是无法移动的,这样设计不免造成资源浪费。为此,介绍一种压重式预制装配混凝土基础 的产 品开发原 因、设计 思路。该产品作为可移动、可重复利用 的创新产品,有着非常大的推广 与应用价值 。 关键词:通讯塔架 压重式 预
2、制装配混凝 土 基础设计 中图分类号 :T U 7 5 3 8 文献标识码:B 文章编号:1 0 0 4 1 0 0 1 ( 2 0 1 3 ) 0 9 0 8 0 3 0 3 1 设计思路 该基础 的主要 设计 思路是将基础分成一个个矩形小 块 ,便于基础 的运输及重复利用。在运到现场后采用预应 力后张法工艺将其连成一个整体 ,最后将上部钢结构塔架 安装在基础上面。如果今后想将塔基移走 ,只要先将上部 铁塔拆除、再将预应力钢筋放松抽出,基础就又可以分成 一 些小块 ,便于再次运输及安装。这样就可以实现基础的 重复利用 了。 在设计 中参考 了国外部分类似产品的造型经验” 。 , 最终确定的基
3、础块为矩形。考虑为了便于运输 ,同时需根 据 电信公司的要求 ,即将来部分产品可能放置在新建的公 路、铁路沿线,现场 的运输条件不好 ,重型运输车辆无法 到达。因此将基础块最终的尺寸定位1 5 m1 5 m,厚度为 8 0 0 mm。这样基础块 的体积大约为1 8 m。 ,总重约4 5 t , 用普通的中型卡车即可运输。 在预应 力钢筋的选择方面 ,选择预应力螺纹钢筋,这 主要是因为要重复利用 ,而预应力钢绞线等在松弛拆 除过 程 中危险性较大。此外 ,在 混凝土块之间的连接方面还设 置 了凹凸相问的榫头,便于 混凝土块之间的连接及防水。 最终设计 的基础块如图1 所示。 由于两个方向都需要设
4、置预应力钢筋,设计时一个方 向的预应力钢筋在基础块的正中间,另一个方向设置在基 注:本项目为上海建工集团股份有限公司2 0 1 2年重点科研项 目 基于电信塔架的预制装配混凝土基础开发与应用-编号 为 1 2 Y J K F - 1 3 。 作者简介:徐 今 ( 1 9 7 8 - ),男,本科,工程师 通讯地址:上海市武夷路 1 5 0号 ( 2 0 0 0 5 0) 。 i 收稿 日期:2 0 1 3 - 0 7 - 2 2 础的中间偏下方一点的位置。 座 1 1 1 1 3 l 4 蚰 3 7 0 3 蚕 l 鹳 艘 碑 l 图 1基础块设计 蚕 2 设计难点 设计时的主要难点主要有以下
5、几个方面 : ( a)如何通过预应力张拉使基础形成整体刚度 ,同时 要考虑基础刚度的折减 问题 ; ( b)各基础块连接节点设计 ,如何使各基础块之间 的力的平稳传递 : ( c)各基础块 之间的防渗漏 问题 ,避免雨水渗入对 预应力钢筋的腐蚀。 3设计计算分析 3 1 零应 力区的控 制 根据G B 5 0 0 0 7 -2 0 1 1 建筑地基基础设计规范 的 相关规定 ,类似独立基础是可以出现部分零应力区的。但 考虑到这部分基础将来实际使用中直接放置在地面以上 , 且上部铁塔的高度 比较高 ( 达到3 8 m ),出于抗倾覆及设 备使用要求考虑,按照G B 5 0 1 3 6 -2 0
6、0 6 高耸结构设计规 范 的相关要求控制基础下面不出现零应力区。 2 o 1 3 9 B u i l d i n g C 。 n s t r u c t i 。 n l 8 0 3 徐 今:电信塔架的压重式预制装配混凝土基础设计 3 2 基础最大反 力 对于基础在偏心荷载作用下 的基础最大反力 ,按照 G B 5 0 0 0 7 -2 0 1 1 建筑 地基基础设计规范 所规定 的小 于1 2 即可。但也是 出于基础直接放置在地面上的考虑 , 在考虑偏心荷载工况下的基础最大反力尽量按照1 0 来控 制 ,这样可避免E b 于变形过大引起的对预应力基础的一些 次生应力。 以一个单管塔 的在地
7、基基础 方面 的计 算为例。该 基 础采用5块 x 5块 ( 7 5 m7 5 m ),则 反力设计值 M: 1 3 0 0 k N,N=1 0 0 k N,V =5 0 k N,h=8 0 0 mm ,f = 4 0 k P a 贝 l, = 1 0 0 + 0 8 _ = x 2 5x 7 一 5 2 :2 1 8 k P a4 0 k P a女 口 图 1 2 所 示。 1 5 ” l j 5 00 一 2 7 L 图 2 接缝处最大应 力情况 3 3 预应力钢筋 在设计中 ,为 了使基础在预应力钢筋张拉后能形成 一 个整体 ,考虑基础在张拉后的压应力要大于基础受到弯 矩后的拉应力,使整
8、个基础在使用过程中始终保持受压状 态。这样 ,基础在拼缝位置就不会脱开 ,从而始终保持一 个整体,协同工作。此外,对于基础防水也有好处。以下 就是预应力钢筋的一个分析。 预应力钢筋选用P S B 9 3 0 级预应力筋 , 4 O mm,A : 1 2 5 6 6 mm ,f p y k =9 3 0 MP a, =O 8 s e o v k 。基础块连接断面 处 如图3 所 示 图3 基础块 连接断面 弯矩在接缝处产生的应力为: = 竿 y = 8 = 0 7 7 预 应 力 钢 筋 产 生 的 有 效 应 力 为: 。 = 0 8 5 8 0 4 l 建 筑 施 工 3 5 A 第 9 期
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