一種提高混凝土擴展基礎抗衝切承載力的方法與流程

2023-06-09 19:09:21 3

本發明涉及建築結構輸電線路混凝土擴展基礎設計領域，具體地，涉及一種提高混凝土擴展基礎抗衝切承載力的方法。
背景技術：
：隨著特高壓電網建設步伐的加快，輸電線路鐵塔的基礎作用力也將大大增加。目前，混凝土擴展基礎仍是輸電線鐵塔的主要形式之一。在設計混凝土擴展基礎時，都是嚴格遵守現行國家行業標準《架空輸電線路基礎設計技術規定》(DL/T5219-2005)中臺階寬高比不超過2.5的要求。為了滿足該規範的這條要求，必需加大底板臺階的高度，這將導致基礎混凝土的用量大大增加，且不能採用大於1/6基礎寬度的偏心距以節減更多混凝土量，造成巨大的浪費。通常情況下，特高壓輸電線路建設中，基礎造價佔總體投資的16％-20％，因此基礎的優化設計對於節省工期與造價起著重要作用。從以上分析可知，降低基礎臺階的高度，一定程度上能減少地基土的開挖深度，從經濟的角度來說可以大幅度減少造價，並且可以加快工期；但是，另一方面也帶來了兩個問題：降低基礎臺階的高度，混凝土擴展基礎的臺階寬高比就會超過規範限制；降低基礎臺階的高度，混凝土擴展基礎的抗衝切承載力就很可能不滿足要求。綜上所述，本申請發明人在實現本申請實施例中發明技術方案的過程中，發現上述技術至少存在如下技術問題：在現有技術中，現有的混凝土擴展基礎抗衝切承載力的方法存在降低基礎臺階的高度，混凝土擴展基礎的臺階寬高比就會超過規範限制；降低基礎臺階的高度，混凝土擴展基礎的抗衝切承載力就很可能不滿足要求的技術問題。技術實現要素：本發明提供了一種提高混凝土擴展基礎抗衝切的方法，解決了現有的混凝土擴展基礎抗衝切方法存在降低基礎臺階的高度，混凝土擴展基礎的臺階寬高比就會超過規範限制；降低基礎臺階的高度，混凝土擴展基礎的抗衝切承載力就很可能不滿足要求的技術問題，實現提高了基礎的安全性，成本較低的技術效果。為了在不改變基礎高度的前提下提高基礎的抗衝切承載力，本發明對一般的混凝土擴展基礎設計進行了修改，提出一種適用於提高混凝土擴展基礎抗衝切承載力的配筋方法，並且完整地闡述了整個配筋方法的計算過程及需要注意的事項，從而提出一種適用於提高混凝土擴展基礎抗衝切承載力的配筋方法。為解決上述技術問題，本申請實施例提供了一種提高混凝土擴展基礎抗衝切承載力的方法，所述方法包括：步驟1：基於混凝土擴展基礎的尺寸，計算混凝土擴展基礎的抗衝切承載力；步驟2：基於計算出的混凝土擴展基礎的抗衝切承載力，判斷抗衝切承載力是否滿足要求；步驟3：當混凝土擴展基礎抗衝切承載力不滿足要求時，預設通過在混凝土擴展基礎上增加箍筋使得混凝土擴展基礎抗衝切承載力滿足要求，並計算需要增加的箍筋面積和配置位置範圍；步驟4：基於計算出的箍筋面積和配置位置範圍，在混凝土擴展基礎上增加箍筋。其原理如下：基礎高度h，混凝土保護層厚度為a0，則有：h0＝h-a0；圖1所示，因為bb＝b+2h0<b，故需要進行受衝切承載力驗算。基底反力最大值為psmax，衝切荷載作用面積：所以衝切荷載大小為psmaxAl。按現行規範，混凝土基礎抗衝切承載力為0.7βhpftbmh0，當h0較小時，抗衝切承載力很可能不滿足要求，此時需要加箍筋；箍筋需要承擔的剪力大小為Fg＝psmaxAl—0.7βhpftbmh0，其中，h0為基礎截面有效高度，bb為衝切破壞椎體最不利一側斜截面在基礎底面積範圍內的下邊長，b為衝切破壞椎體最不利一側斜截面的上邊長，B為與b垂直的基礎邊長度，L為與b平行基礎邊長度，a為基礎衝切破壞椎頂面寬度，βhp為受衝切承載力截面高度影響係數，ft為混凝土軸心抗拉強度設計值，bm為衝切破壞椎體最不利一側計算長度。此時需配箍筋面積為As＝Fg/0.7fy；其中fy為箍筋抗拉強度，0.7為考慮箍筋受拉與衝切破壞面成45°角後的分量係數。箍筋範圍的確定：當Al≤0.7βhpftbmh0/psmax時，則不需要再配置箍筋，根據此公式可求出此位置，配筋簡圖見圖2。本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：採用箍筋加強基礎可以提高混凝土擴展基礎的抗衝切承載力，使原來只由混凝土受剪提供的抗衝切承載力變成了由鋼筋和混凝土共同承擔，提高了基礎的安全性；同時，增加混凝土擴展基礎抗衝切配筋可減小基礎高度，進而可以減少鋼筋用量，可以達到節約成本的目的；另外，在基礎高度不能提高的客觀條件限制下，本方法也為混凝土擴展基礎的設計提供了一種合適的設計方法。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，並不構成對本發明實施例的限定；圖1-2是混凝土擴展基礎結構示意圖；圖3-4是混凝土擴展基礎配箍筋簡圖；圖5是實施例中混凝土擴展基礎剖面示意圖；圖6是實施例中混凝土擴展基礎衝切驗算簡圖；圖7是提高混凝土擴展基礎抗衝切的方法的流程示意圖。具體實施方式本發明提供了一種提高混凝土擴展基礎抗衝切承載力的方法，解決了現有的混凝土擴展基礎抗衝切的方法存在降低基礎臺階的高度，混凝土擴展基礎的臺階寬高比就會超過規範限制；降低基礎臺階的高度，混凝土擴展基礎的抗衝切承載力就很可能不滿足要求的技術問題，實現提高了基礎的安全性，成本較低的技術效果。為了更好的理解上述技術方案，下面將結合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術方案進行詳細的說明。下面結合具體實施例及附圖，對本發明作進一步地的詳細說明，但本發明的實施方式不限於此。實施例一：參見圖1-圖7，本發明提出一種提高混凝土擴展基礎抗衝切的方法，所述方法包括：步驟1：基於混凝土擴展基礎的尺寸，計算混凝土擴展基礎的抗衝切承載力；步驟2：基於計算出的混凝土擴展基礎的抗衝切承載力，判斷抗衝切承載力是否滿足要求；步驟3：當混凝土擴展基礎抗衝切承載力不滿足要求時，預設通過在混凝土擴展基礎上增加箍筋使得混凝土擴展基礎抗衝切承載力滿足要求，並計算需要增加的箍筋面積和配置位置範圍；步驟4：基於計算出的箍筋面積和配置位置範圍，在混凝土擴展基礎上增加箍筋。此配筋方法包括：混凝土擴展基礎的抗衝切計算、基礎箍筋面積的確定，箍筋配置範圍的確定，通過配置箍筋以抵抗混凝土擴展基礎所承擔的剪力；箍筋形式採用架立筋焊接為鋼筋籠形式，便於調整箍筋分布範圍，便於施工；箍筋採用雙肢箍，截面形狀為矩形，豎向為受力鋼筋，水平方向鋼筋主要起錨固作用；當基礎所受彎矩方向確定時，則只需對較危險截面進行加強，無需四個方向都加強；配置抗衝切鋼筋的衝切破壞椎以外的截面尚應按現行規範規定進行受衝切承載力計算。此配筋方法無需加大基礎高度，為混凝土擴展基礎的設計提供了一種新的方法，操作簡便，可控性強。通過配置箍筋以抵抗混凝土擴展基礎所承擔的剪力，相當於在基礎中做了一個暗梁以提高基礎的抗衝切承載力，箍筋形式採用架立筋焊接為鋼筋籠形式，便於調整箍筋分布範圍，便於施工。箍筋採用雙肢箍，截面形狀為矩形，豎向為受力鋼筋，水平方向鋼筋主要起錨固作用，當基礎高度較低時，箍筋間距可適當加密。當基礎所受彎矩方向確定時，則只需對較危險截面進行加強，無需四個方向都加強，這樣可大大減少鋼筋用量。配置抗衝切鋼筋的衝切破壞椎以外的截面尚應按現行規範規定進行受衝切承載力計算，但因中間做了箍筋加強，使得衝切破壞椎外移，從而使混凝土擴展基礎抗衝切承載力滿足要求。擴展基礎配筋方法無需加大基礎高度，為混凝土擴展基礎的設計提供了一種新的方法，操作簡便，可控性強。下面舉例對本申請實施例進一步進行介紹：基礎形式如圖5所示，主要介紹抗衝切計算及設計方法。初步選定基礎高度h＝250mm，有墊層，則有：h0＝h-35＝215mm；如圖6，因為bb＝bt+2h0＝0.5+2×0.22＝0.94mpsmaxAl＝135.93×1.351＝183.6kN根據公式得：0.7βhpftbmh0＝0.7×1×1.43×710×210＝149250N＝149.25kN<psmaxAl＝183.6N(不滿足要求)因此在不改變基礎高度的情況下需要加配箍筋，鋼筋HRB335級，fy＝fy′＝300N/mm2，箍筋需承擔的力Fg＝183.6-149.25＝34.35kN，配箍筋面積為As＝Fg/0.7fy＝34.35/0.300/0.7＝163.57mm2，實配2Φ12，即受力方向為雙肢箍，面積226mm2。配筋的起始位置為柱邊處，終止位置由計算得出：當Al＝0.7βhpftbmh0/psmax＝149.25/135.93＝1.1m2時，則不需要再配箍筋，此時得到x＝0.23m，即箍筋總長度為0.23+0.21＝0.44m，實際取525mm。其中，箍筋靠四根架立筋連接，做成鋼筋籠的形式，架立筋直徑為8mm，箍筋間距75mm，箍筋環尺寸為200mm×125mm。上述本申請實施例中的技術方案，至少具有如下的技術效果或優點：採用箍筋加強基礎可以提高混凝土擴展基礎的抗衝切承載力，使原來只由混凝土受剪提供的抗衝切承載力變成了由鋼筋和混凝土共同承擔，提高了基礎的安全性；同時，增加混凝土擴展基礎抗衝切配筋可減小基礎高度，進而可以減少鋼筋用量，可以達到節約成本的目的；另外，在基礎高度不能提高的客觀條件限制下，本方法也為混凝土擴展基礎的設計提供了一種合適的設計方法。儘管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明範圍的所有變更和修改。顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp