风机基础喜欢用预应力锚栓,预应力锚栓可以增强刚度,很多人觉得,对啊,把脚下按住了,当然刚度就增加了,有些人觉得,按住了又怎么样?本来基底也是刚接,按不按的,有区别吗?
确实增加了刚度,确实按不按的,有区别。
风机很高,大家看如果不加预应力,风一刮,在弯矩作用下,塔筒根部一侧拉,一侧压。拉的这一侧,锚栓受力,必然要伸长,伸长就会有变形,来了风以后,实际上柱脚是会抬起的。
如果加了预应力,来了风,塔筒一侧向上拽,这个力锚栓并没有全部承担,实际上承担的很少,相当一部分是转移了钢板之间的预压力,锚栓的绝对内力增加了一点点,大部分外力用来解放钢板了,直到力大到某种程度,钢板之间完全脱开了,这时候塔筒向上拔的力正好和螺栓平衡了,再往后,就全是锚栓吃劲儿了。如果高强螺栓预拉力是10t,这时候外力大概是11t左右,而节点这个部位的变形只是高强螺栓由10t增加到11t,也就是1t的差值引起的变形,如果不加预应力,这个变形就是11t引起的变形,两者相差高达10倍。
再看受压侧,塔筒往下压,钢板之间压力会增加,但增加幅度很小,这个力大多数用来替代螺栓的预拉力了,相当于外力在一点点的把螺栓的担子挑自己身上,而钢板之间的压力并不显著增加,与受拉侧一样,等到螺栓完全不受力时,外力完全由钢板承担,而这时钢板压力的增量也只是增加了一点点,变形也只有一点点,而如果没有预拉力,那变形就会大很多。
小结一下:所以水平力加载是经历过三个阶段的,第一阶段是塔筒自重能保持底面一侧不离地,这时候锚栓不起作用,当风在大一些,自重不能保持平衡时,进入第二阶段,就是前边分析的这个阶段,外力增加了很多,但变形很小,等受拉侧钢板之间完全脱开,受压侧锚栓进入零应力,相当于锚栓没有加预应力一样了,这时候力-变形的斜率会平缓不少,表现为塔筒根部变柔。只是因为预拉力如此之大,正常工作时不会进入第三阶段的,另外风机很高,稍微有点风,自重就维持不住了,所以第二阶段是主要阶段,另外两个可以忽略。
更简化的看,可以认为在一侧离地的力气没超过螺栓预拉力时,基本不动,超过以后,就是硬拉螺栓了,会动了,但如果不加预应力,一上来就是硬拉螺栓了。