[发明专利]塔状结构物的基础结构

说明书

技术领域

本发明涉及如下的基础结构，该基础结构是像建在地上的支柱、塔、纪念碑等那样一直构筑到上空的高位置的塔状结构物的基础结构，特别是使用导入预应力的无粘结锚栓(アンボンドアンカ一)的基础结构。

背景技术

作为建在地上的塔状结构物，有各种塔、纪念碑、烟囱等各种结构物，风力发电用的风车的支柱即风车用塔作为其中的一种。在塔的顶上部具有被水平轴支承的多片螺旋桨翼(叶片)，并设置有利用该风车的旋转进行发电的发电机、使风车的指向与风向吻合的旋转机构等重量物。另外，为了使其稳定并提高发电效率而需要接收一定强度的强风，优选使顶上部位于极高位置。即，对风车用塔而言，需要使顶上部伸长到极高位置，且在顶上部支承重量物。

在塔状结构物中，因上空的风的作用而受到水平方向的大载荷。因此，弯曲力矩作为翻转力矩作用于塔状结构物的基础部分。特别是，对风车用塔而言，除水平方向的载荷之外，根据风车叶片的旋转或由所述旋转机构引起的风车指向的变更等、进一步根据这些种载荷的组合，复杂的载荷作用于风车用塔，从而有可能使风车用塔倒塌。另外，在日本，因由地震载荷而产生的翻转力矩也很大，所以，希望一种在应对因风而产生的载荷的基础上也可应对地震的基础结构。

作为高层建筑物或塔状结构物的基础结构的提案例如有：在专利文献1中公开的地盘锚栓兼用排桩法、在专利文献2中公开的风力发电塔、在专利文献3中公开的风车塔的锚栓框等。

另外，在非专利文献4中，论述了底脚基础的立起部(基座)的柱状钢筋的设计方法，关于锚栓螺栓的设计，进行有如下的研究，即，因利用螺母等与螺栓下端部接合的连接部件(锚栓环)而产生的各种应力是否满足混凝土的容许值及锚栓环部件其本身的容许值，锚栓表面与混凝土的粘附是否满足容许值。

并且，在非专利文献5中，以由带头锚栓螺栓的锥状破坏而确定的容许牵引力和锚栓螺栓部件其本身的容许值中的较小的值进行设计。

【专利文献1】(日本)特公平5-59219号公报

【专利文献2】：(日本)特开2002-122066号公报

【专利文献3】：(日本)特开2004-278400号公报

【非专利文献4】：烟囱结构设计施工手册(日本建筑中心)

【非专利文献5】：各种合成结构设计手册(日本建筑学会)

根据专利文献1中公开的排桩法的支承建造物主要是建筑物，因风或地震等产生的水平力而受到翻转力矩，抵抗在建筑物中生成的浮力，在像风车用塔那样生成复杂的翻转力矩时，恐怕不能确保可靠性。另外，在专利文献2公开的风力发电塔中构成为，将叠置中空筒体而形成的塔本体和横截面为T字形的预应力混凝土加强部件沿所述塔本体的基底部侧的外周设置，将所述加强部件与基础及塔本体结合紧固。另外，专利文献3公开的锚栓框架包括上下一对环状的锚栓板、设置一定间隔而连接该上下一对锚栓板的多个连接部件、配置于该连接部件间的多个锚栓螺栓、为了使所述上下一对锚栓板位于基础上的规定高度而与下部锚栓板的下面连接的多根立柱，利用钢管构成所述连接部件和所述立柱。

在上述专利文献2或专利文献3中公开的基础结构中，为形成作为在基础部件的中央部突出的基础台座部的基座、使塔固定于该基座的结构，由所述连接部件、锚栓螺栓、立柱构成。但是，因浇筑的混凝土和锚栓螺栓粘附而接合，在翻转力矩产生载荷而切断该粘附时，在混凝土上生成裂纹，并且，在超过混凝土的容许应力强度时，恐怕会破坏混凝土。因此，优选将基础形成为如下结构，即，使用形成为不具有粘附锚栓螺栓和混凝土的形式、通过改变载荷的传递机理而使混凝土的负担减轻的无粘结锚栓。

另外，如非专利文献4及非专利文献5所公开的那样，以往的塔状结构物的基础结构以如下内容作为基本进行设计，即，参考上述手册等粘附于混凝土的锚栓螺栓及利用螺母等与其下端部接合的连接部件(锚栓环)配置于底脚基础的立起部(基座)，以通过柱状结构抵抗从上部结构受到的翻转力矩。

以烟囱等为代表的塔状结构物(塔)的支承结构物构成为，形成作为在基座部件的中央部突出的基台部的基座，使塔固定在该基座上，固定部在浇筑的混凝土中由所述锚栓螺栓和连接部件(锚栓环)构成。另外，以混凝土和锚栓螺栓粘附接合为前提进行设计，翻转力矩被载荷，经由混凝土将牵引力传递到配置于锚栓螺栓横向的纵向的钢筋上。

另一方面，可考虑设为如下所述的结构，即，如风车用塔那样，在要调整上部结构物的固有周期、或将脚部完全固定或设为与其相近的状态时，使用无粘结锚栓，在浇筑混凝土之后，对锚栓螺栓施加张紧力(预应力)。