申请/专利权人：中国建筑东北设计研究院有限公司;中建东设岩土工程有限公司

申请日：2022-06-27

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN115059059B

主分类号：E02D5/22

分类号：E02D5/22;F24T10/13

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2022.10.04#实质审查的生效;2022.09.16#公开

摘要：本发明公开一种高性能能源抗拔桩，在基础底板的下方，抗拔桩和能源抗拔桩间隔设置；所述能源抗拔桩内设置带翅片的不锈钢材质的换热管，所述换热管兼做受拉钢筋；在不均匀温度分布情况下，取换热管周边直径等于三倍换热管直径的范围为计算单元，计算裂缝宽度：判断裂缝宽度是否满足规范限值要求，如不满足，调整换热管管径D或壁厚d，直至满足规范要求。本发明的优点是：提高了能源桩的换热效率，进而大大提高能源桩系统的经济性；控制桩身裂缝，保证建筑物的安全。

主权项：1.高性能能源抗拔桩，其特征在于：在基础底板的下方，抗拔桩和能源抗拔桩间隔设置；所述能源抗拔桩内设置带翅片的不锈钢材质的换热管，所述换热管兼做受拉钢筋；在不均匀温度分布情况下，取换热管周边直径D0等于三倍换热管直径D的范围为计算单元，按以下方法计算单元裂缝宽度wmax：步骤a.通过原位勘察得到初始地温T0，并且假设桩身初始温度等于初始地温T0；步骤b.计算换热管的温度应力σT：σT＝αET0-T1；α为换热管的线膨胀系数，取α＝1.05*10-5℃；E为换热管的弹性模量，取E＝200000MPa；T1为进水温度；步骤c.计算换热管受结构荷载作用的应力σL：σL＝Fk-GkΣAs；Fk表示荷载效应标准组合下，作用于桩顶面的拉力；Gk表示桩的自重标准值，对稳定的地下水位以下部分应扣除水的浮力；ΣAs表示桩内受拉钢筋横截面面积之和，包括换热管；步骤d.取计算单元：以换热管中心为圆心，计算单元直径为D0：D0＝3D；D为换热管管径；计算单元面积A：A＝π*D02*D02；步骤e.计算单元内等效配筋面积As：As＝3Dd+πD22-πD2-d2d为换热管的壁厚；步骤f.计算单元裂缝宽度wmax： 换热管拉应力标准值σs＝σT+σL计算单元内换热管等效配筋率ρte＜0.01时取ρte＝0.01计算单元内换热管等效直径αcr为构件受力特征系数，此处轴心按受拉构件取αcr＝2.7；ψ为裂缝间纵向受拉换热管应变不均匀系数，按照直接承受重复荷载的构件，取ψ＝1.0；cs为换热管外边缘至桩外边缘的距离，单位为毫米；当cs20时，取20；当cs65时，取65；步骤g.裂缝宽度限值wlim＝0.2mm，如计算裂缝宽度wmax≤wlim，则满足规范要求，设计结束；如计算裂缝宽度wmaxwlim，则不满足规范要求，需要调整换热管管径D或壁厚d，回到步骤d重新开始计算，直到wmax≤wlim为止。

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权利要求：

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