[发明专利]塔状结构物的基础结构

说明书

技术领域

本发明涉及如建设在地上的支柱或塔、纪念碑等那样构筑到上空 的高位置的塔状结构物的基础结构，特别是使用了导入预应力的无粘 结锚固件的基础结构。

背景技术

作为在地上建设的塔状结构物，具有各种塔或纪念碑、烟囱等结 构物，作为其中之一是风力发电用的风车支柱、即风车用塔。在塔顶 部设置有装有多片螺旋桨翼(叶片)并通过该风车的旋转发电的发电 机、成为使风车的指向方向与风向一致的旋转机构等重物的导流罩。 另外，为了稳定地提高发电效率，必须稳定地接受风，希望顶部位于 极高位置。即，在风车塔中必须使顶部伸长到极高位置，在顶部支承 重物。

在塔状结构物中，由于高空的风作用将会受到水平方向的大的负 荷。因此，在塔状结构物的基础部分作为翻转力矩作用有弯曲力矩。 特别是在风车用塔中，除水平方向负荷以外，由风车叶片的旋转或上 述旋转机构所产生的风车朝向的变更等、进而这些多种负荷的组合， 反复作用有复杂的负荷，有可能使风车用塔翻倒。另外，在日本由于 由地震负荷产生的翻转力矩也很大，所以希望可以应对风所产生的负 荷及地震的基础结构。

将高层建筑物或塔状建造物的基础结构作为提案，例如有专利文 献1公开的地基锚固件兼用桩工法、专利文献2公开的风力发电塔、 专利文献3公开的风车塔的锚固框、专利文献4公开的钢筋柱脚等。

例如，在专利文献4中公开了如下构成，即，作为不会使基础混 凝土尺寸过大而可确保锚固螺栓的固定耐力的钢筋柱脚，将与钢筋柱 下端接合的柱脚金属件用埋设在基础混凝土中的锚固螺栓和螺母固定 在基础混凝土上而成，在该钢筋柱脚中，(a)在基础混凝土中在锚固 螺栓的外周埋设钢筋，(b)上述钢筋和锚固螺栓的距离是各锚固螺栓 直径的12倍以内，(c)上述钢筋截面积总和(Ar)相对配置在最外 缘的锚固螺栓截面积总和(Ab)具有用Ar≥(bF/γF)·Ab(在此， bF：锚固螺栓原材料的屈服应力，γF：钢筋原材料的屈服应力)表 示的关系。

另外，在非专利文献4中，阐述了基脚基础的立起部(支架)的 柱状钢筋的设计方法，对于锚固螺栓的设计，研究了由用螺母等接合 在螺栓下端部的连接部件(锚固环)引起的各种应力是否满足混凝土 的允许值及锚固环部件自身的允许值，与锚固螺栓表面的混凝土的附 着是否满足允许值。

进而，在非专利文献5中，在由带头锚固螺栓的锥状破坏力决定 的容许拔出力和锚固螺栓部件自身的允许值小的方面进行设计。

[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

[专利文献4]日本特开平5-25832号公报

[非专利文献5]烟囱结构设计施工指南(日本建筑中心)

[非专利文献6]各种合成结构设计指南(日本建筑学会)

用专利文献1公开的桩工法建成的支承建造物主要是建筑物，由 于承受由风或地震等产生的水平力而导致翻转力矩，抵抗由此在建筑 物上产生的浮力，在像风车用塔那样产生复杂的翻转力矩的情况下， 可能无法确保可靠性。另外，在专利文献2公开示的风力发电塔中为 如下结构，即，堆积中空筒体而形成塔本体，沿上述塔本体的基底部 侧外周设置横截面为T字形的预应力混凝土加强部件，使上述加强部 件与基础及塔本体结合固定。另外，专利文献3所公开的锚固框由上 下一对环状的锚固板、将该上下一对锚固板隔开一定间隔连接的多根 连接部件、配置在该连接部件间的多根锚固螺栓、和用于使上述上下 一对锚固板在基础上位于规定高度而连接在下部锚固板的下面的多根 支柱构成，上述连接部件和上述支柱由钢管构成。

上述专利文献2或专利文献3所公开的基础结构是形成在基础部 件中央部突出的基础台座部即支架、将塔固定在该支架上的结构，由 上述连接部件和锚固螺栓、支柱构成。但是，由于用附着力接合浇注 的混凝土和锚固螺栓，所以在承受翻转力矩载荷、切断该附着的情况 下，在混凝土上产生龟裂，进而在超过混凝土允许应力度的情况下， 混凝土可能破损。因此，希望做成这样的结构，即，基础没有锚固螺 栓和混凝土的附着的形式，通过改变负荷的传递机理，使用了减轻混 凝土的负担的无粘结锚固件。