CN101761139A - 一种带钢销钉的埋入式钢柱脚 - Google Patents

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王金
王立长
张建伟
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Abstract

本发明是一种带钢销钉的埋入式钢柱脚，属于建筑结构的钢结构柱脚构造做法的一种。在刚柱脚埋入部分沿高开孔，钢销钉穿过钢柱脚，沿高度方向相邻的两钢销钉宜交错放置且宜与基础内钢筋连接。钢柱脚埋入部分钢板宜加厚或在开设孔洞处加设加劲肋或加劲板，防止钢棒与钢板接触处的挤压或撕裂破坏。在本发明中，通过钢销钉的作用不仅保证了柱脚与基础连接的可靠性，同时当柱脚承受荷载时，可以保证柱脚与基础的整体受力，从而提高其承载能力、改善其变形能力。

Description

一种带钢销钉的埋入式钢柱脚
技术领域
本发明是一种带钢销钉的埋入式钢柱脚，属于建筑结构的钢结构柱脚构造做法的一种。
背景技术
在钢结构建筑中，柱脚的功能是将柱子的内力可靠地传递给基础，并与基础牢固连接，所以柱脚的构造做法对于结构安全至关重要，同时在整个柱中柱脚是比较费钢材也比较费工的部分，所以柱脚的选型与设计是整体设计中关键技术之一。
柱脚的具体构造取决于柱的截面形式及柱与基础的连接方式。柱与基础的连接方式有刚接和铰接两种形式。其中，刚接柱脚是应用最为广泛的，刚接柱脚与混凝土基础的连接方式有支承式(也称外露式)、埋入式(也称插入式)、外包式三种。
埋入式柱脚整体性好、承载力大。其施工步骤是：钢柱脚就位-绑扎基础钢筋-支基础模板-浇筑基础混凝土，若有施工周期限制，则可预留基础杯口，待钢柱脚达到现场后插入杯口中，用细石混凝土填实。埋入式柱脚通过柱身与混凝土的接触传力。当柱在荷载组合下出现上拔力时，可依靠在柱底预埋锚栓或在柱身设置栓钉等提供抗拔力，经工程实践证明，此做法是可靠的。但随着建筑朝着高度更高、跨度更大的方向发展，柱子在水平地震及风的作用下，将产生巨大的上拔力，这可能造成传统做法无法满足结构承载要求或者柱脚做法过于复杂，不利施工。
发明内容
本发明提出了一种带钢销钉的埋入式柱脚做法，该方法是采取一种简单有效的构造做法改善柱脚的抗拔受力性能。本发明通过钢销钉的作用不仅保证了柱脚与基础连接的可靠性，同时当柱脚承受荷载时，可以保证柱脚与基础的整体受力，从而提高其承载能力。
为了达到这个目的，本发明采取了如下技术方案。在钢柱脚埋入部分开有水平通孔，水平通孔沿高度方向均匀分布，钢销钉穿过钢柱脚上的水平通孔其两端固定在基础中，沿高度方向相邻的两钢销钉交错放置。
所述的沿高度方向相邻的两个钢销钉之间的距离大于等于500mm。
所述的钢销钉为圆柱形的钢棒。
所述的钢销钉为变截面钢销钉，其中截面小的部分设置在钢柱脚内，截面大的部分设置在基础中。
所述的钢柱脚为工字钢，在工字钢的腹板上开水平孔，钢销钉穿过腹板，在工字钢腹板两侧的翼缘上也分别开孔穿过钢销钉，腹板两侧翼缘上的钢销钉的水平距离大于等于500mm。
在钢柱脚开设孔洞处加设加劲肋或加劲板，防止钢销钉与钢板接触处的挤压或撕裂破坏。
钢销钉根据实际需要，可为钢筋、变截面钢棒或各种形式的型钢。
钢销钉可应用于规则钢管柱、工字钢等各种型钢柱或各种形式的异形柱。
本发明通过钢销钉的作用不仅保证了柱脚与基础连接的可靠性，同时当柱脚承受荷载时，可以保证柱脚与基础的整体受力，从而提高其承载能力、改善其变形能力。
附图说明
图1是带钢销钉钢柱脚的俯视图；
图2是带钢销钉钢柱脚的立面图；
图3是钢柱脚设置变截面钢销钉示意图；
图4是钢柱脚设置工字钢销钉示意图；
图5是工字钢截面柱柱脚设置钢销钉示意图；
图6是异型钢柱柱脚设置钢销钉示意图；
图中：1、矩形柱钢柱脚，2、孔洞，3、钢销钉，4、变截面钢销钉，5、工字钢，6、工字钢柱柱脚，7、异形柱钢柱脚，8、栓钉，9、锚栓。
具体实施方式
下面结合附图1～附图6对本发明实施例作进一步详述：
实施例1：
如图1、图2所示，本实施例在在钢柱脚1埋入部分开有水平通孔2，水平通孔2沿高度方向均匀分布。而后在孔洞2内穿入钢销钉(可为钢筋3、变截面钢棒4或各种型钢5，其直径可根据受力需要选用同时宜不小于18mm，钢销钉的竖向中心距不宜小于500mm，钢销钉的两端在基础内锚固长度不宜小于30d(d是钢销钉直径)，沿高度方向相邻的两钢销钉宜交错放置且宜与基础内钢筋连接。钢柱脚埋入部分钢板宜加厚或在开设孔洞处加设加劲肋或加劲板，防止钢棒与钢板接触处的挤压或撕裂破坏。钢柱脚传统做法中的栓钉、锚栓依据相关规定设置。
钢柱脚可为钢管柱、型钢柱或异型截面柱，皆可实现此种钢销钉连接，本实施例中选择的是钢柱管。
本实施例中钢柱为方钢管柱，首先将柱脚基础以下部分开孔，第一排孔距离基础表面距离一般应不小于钢柱尺寸，开孔直径须比钢棒直径大3-5mm；而后将加工好的满足锚固长度要求的钢棒穿过钢柱，上下两根钢棒宜交错布置，钢棒与钢柱接触位置可以焊接或用其他材料顶紧，防止钢棒在受力过程中滑动；而后将钢棒与基础分布钢筋绑扎或焊接。锚栓及栓钉的布置参照相关规定设置。
本实施例中的钢柱脚构造已经在钢管柱边框混凝土组合剪力墙的边框柱中进行了试验，试验结果表明，该种柱脚构造方法有效的改善了柱子的抗拔承载能力及变形能力，这说明该种构造做法是非常有效的。
实施例2：
如图3所示，本实施例与实施例1的结构基本相同，不同之处仅在于钢棒为变截面。此种钢棒需分成两段制作，施工时，首先将较长一段穿过钢柱，而后将较短一段钢棒与较长钢棒在接头处焊接。此种变截面钢棒可以减小开孔对钢柱的削弱，同时钢棒与混凝土接触面变大，可提供更大的抗拔力。但是需要验算钢棒变截面处以及焊口处的承载力。
实施例3：
如图4所示，本实施例与实施例1的结构基本相同，不同之处仅在于实施本发明的钢销钉为工字钢，施工时，钢柱的开孔应对应改变。
实施例4：
如图5所示，本实施例与实施例1的结构基本相同，不同之处仅在于实施本发明的柱子为型钢-工字钢，在利用工字钢实施本发明的过程中，为了实现本发明中钢销钉的交错放置，需在工字钢柱的翼缘、腹板上分别打孔。在工字钢的腹板上开有水平孔，钢销钉穿过腹板，在工字钢腹板两侧的翼缘上也分别开孔穿过钢销钉，腹板两侧翼缘上的钢销钉的水平距离大于等于500mm。
实施例5：
如图6所示，本实施例与实施例1的结构基本相同，不同之处仅在于实施本发明的柱子为异形柱。
本发明利用在刚柱脚上开孔穿入钢销钉的构造方法提供柱子受拉时所需的抗拔力。钢销钉的沿高交错布置，且仍按规定要求设置锚栓及栓钉，保证柱脚与基础的共同工作。

Claims (8)

1.带钢销钉的埋入式钢柱脚，在钢柱脚外壁焊有栓钉(9)，在钢柱脚下部固定行锚栓(8)，其特征在于：在钢柱脚(1)埋入部分开有水平通孔(2)，水平通孔(2)沿高度方向均匀分布，钢销钉(3)穿过钢柱脚上的水平通孔其两端固定在基础中，沿高度方向相邻的两钢销钉交错放置。
2.根据权利要求1所述的带钢销钉的埋入式钢柱脚，其特征在于：所述的沿高度方向相邻的两个钢销钉之间的距离大于等于500mm。
3.根据权利要求1所述的带钢销钉的埋入式钢柱脚，其特征在于：所述的钢销钉为钢筋。
4.根据权利要求1所述的带钢销钉的埋入式钢柱脚，其特征在于：所述的钢销钉为变截面钢棒。
5.根据权利要求1所述的带钢销钉的埋入式钢柱脚，其特征在于：所述的钢销钉为型钢。
6.根据权利要求1所述的带钢销钉的埋入式钢柱脚，其特征在于：所述的钢柱脚为型钢、钢管或异型柱钢柱脚。
7.根据权利要求6所述的带钢销钉的埋入式钢柱脚，其特征在于：所述的型钢为工字钢，在工字钢的腹板上开水平孔，钢销钉穿过腹板，在工字钢腹板两侧的翼缘上也分别开孔穿过钢销钉，腹板两侧翼缘上的钢销钉的水平距离大于等于500mm。
8.根据权利要求1所述的带钢销钉的埋入式钢柱脚，其特征在于：在钢柱脚开设孔洞处加设加劲肋或加劲板。
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