一种负泊松比结构复合抗拔桩.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115897559A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211668694.7(22)申请日2022.12.24(71)申请人太原理工大学地址030024山西省太原市迎泽西大街79号(72)发明人郭昭胜李响赵靖张泽华王玮贺武斌(74)专利代理机构太原科卫专利事务所(普通合伙)14100专利代理师李晓娟(51)Int.Cl.E02D5/38(2006.01)E02D5/66(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种负泊松比结构复合抗拔桩(57)摘要本发明属于建筑抗拔桩领域，具体的是一种负泊松比结构复合抗拔桩，包括具有负泊松比效应的外部套筒，贴设于外部套筒内壁的柔性内衬管，以及设置于柔性内衬管内部的混凝土桩体；所述外部套筒的筒体具有周期性横竖交替的孔洞，所述混凝土桩体内部设置有钢筋笼，所述钢筋笼包括多个沿混凝土桩体长度方向延伸且呈环状排布设置的主筋，所有的主筋外侧共同设置有沿混凝土桩体长度方向延伸的螺旋箍筋，所有的主筋内侧沿混凝土桩体长度方向设置有多个环形加劲筋，相邻环形加劲筋之间具有间距。CN115897559ACN115897559A权利要求书1/1页1.一种负泊松比结构复合抗拔桩，其特征在于，包括具有负泊松比效应的外部套筒（1），贴设于外部套筒（1）内壁的柔性内衬管（3），以及设置于柔性内衬管（3）内部的混凝土桩体（2）；所述外部套筒（1）的筒体具有周期性横竖交替的孔洞，所述混凝土桩体（2）内部设置有钢筋笼（4），所述钢筋笼（4）包括多个沿混凝土桩体（2）长度方向延伸且呈环状排布设置的主筋（40），所有的主筋（40）外侧共同设置有沿混凝土桩体（2）长度方向延伸的螺旋箍筋（41），所有的主筋（40）内侧沿混凝土桩体（2）长度方向设置有多个环形加劲筋（42），相邻环形加劲筋（42）之间具有间距。2.根据权利要求1所述的一种负泊松比结构复合抗拔桩，其特征在于，具有负泊松比效应的外部套筒（1）的孔洞形状为唇形或椭圆形。3.根据权利要求1所述的一种负泊松比结构复合抗拔桩，其特征在于，所述柔性内衬管（3）与外部套筒（1）内壁之间粘结连接。4.根据权利要求1所述的一种负泊松比结构复合抗拔桩，其特征在于，所述外部套筒（1）的外径d与壁厚t的比值d/t的范围为4050之间，且壁厚t不小于10mm。11~15.根据权利要求2所述的一种负泊松比结构复合抗拔桩，其特征在于，唇形孔洞结构的外部套筒（1）的单个孔洞的长轴a与短轴b2之比满足a/b2>1、0＜b1/b2＜1，孔洞横向间距L1与纵向间距L0之间满足>4、0.8＜L1/L0＜1，其中b1为唇形孔洞结构的短轴方向中部过渡段的长度。6.根据权利要求1所述的一种负泊松比结构复合抗拔桩，其特征在于，所述柔性内衬管（3）的壁厚t2不小于外部套筒（1）的外径d的1/90。7.根据权利要求1所述的一种负泊松比结构复合抗拔桩，其特征在于，位于同一横截面的主筋（40）外侧设置有至少三个定位钢片（43），位于同一横截面上的所有定位钢片（43）分别与相邻横截面上的所有定位钢片（43）一一对应。2CN115897559A说明书1/5页一种负泊松比结构复合抗拔桩技术领域[0001]本发明属于建筑抗拔桩领域，具体的是一种负泊松比结构复合抗拔桩。背景技术[0002]随着城市地下空间的逐渐开发和利用，高层建筑、高耸送变电杆塔以及大跨空间结构的兴建，建筑物抗浮抗拔问题日益突出。目前针对此问题常用的抗拔、抗浮措施有抗浮锚杆、钻孔扩底灌注桩、预制桩等措施分别不同程度上起到了一定的效果。[0003]传统钻孔灌注桩在作抗拔桩使用时主要受到来自地下水位产生的上浮荷载以及风荷载或地震作用对高耸结构产生的上拔荷载。抗拔机理也是通过桩侧土体提供的摩阻力来抵抗上拔力，而实际工程多常用扩底灌注桩，其是通过扩大桩端直径来实现对土体向上挤压来实现抗拔作用。但混凝土抗拉能力较差，在抗拔桩受到上拔力时时受拉钢筋的抗拉能力往往得不到充分发挥，因此往往需要配置较多受拉钢筋，若遇到地下水位下降或上拔荷载消失时，因徐变作用混凝土可能会出现开裂从而影响抗拔效果；而且扩底桩要求桩长不能超过有效桩长，否则会减弱承载力，所以还需要提高混凝土强度等级来满足承载力要求，从而使施工工艺更加复杂且工程预算也会增加。[0004]泊松效应是材料力学中的一个基本概念，指的是物体在某一方向受到拉伸或压缩荷载的作用时，在与该方向垂直的两个方向会发生压缩或拉伸变形。研究表明，传统抗拔桩在受到上拔荷载时，桩体会产生上述泊松效应，造成桩的径向尺寸缩小，桩‑土界面径向应力减小，从而使桩侧摩阻力减小，导致抗拔桩的桩侧摩阻力小于承压桩，桩的抗拔能力较差的现象。[0005]负泊松比材料或