CN104929149A - 一种减少钢柱埋置深度的加劲型埋入式柱脚及其施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种减少钢柱埋置深度的加劲型埋入式柱脚及其施工工艺，所述钢柱为H形钢柱或箱形钢柱，所述柱脚埋入钢筋混凝土基础内，包括设置在钢柱底部端面的底板，所述底板的面积大于钢柱横截面积，所述钢柱两侧翼缘之间设置有竖直加劲肋，所述竖直加劲肋与钢柱本体的腹板平行，所述钢柱本体两翼缘外壁面底部上分别均布有若干个栓钉，所述底板两端均设置有锚栓。本装置通过设置水平加劲肋和竖直加劲肋，扩大了钢柱埋入部分的有效承压宽度，有利于埋入式柱脚节点所受弯矩与剪力的传递，可显著减小钢柱的埋置深度，从而进一步降低基础或承台的埋置深度，该柱脚在工程实际中具有较好的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种减少钢柱埋置深度的加劲型埋入式柱脚及其施工工艺。
背景技术
埋入式柱脚是将钢柱底端直接埋入混凝土基础、基础梁或地下室墙体中，周围用钢筋混凝土加强的一种刚性柱脚。埋入式柱脚的整体刚度大，与基础整体性好，使钢柱底部容易满足形成塑性铰的要求，柱脚的嵌固性和刚度容易保证，而且抗震性能好。对于埋入式柱脚，影响柱脚的抗弯刚度、承载力和变形能力的最重要因素为钢柱的埋置深度。根据国内现行规范进行柱脚埋置深度的设计，除去有设置地下室的建筑结构，现有采用埋入式柱脚的建筑结构，均面临钢柱脚的埋置深度过大导致基础、基础梁、承台等过大、过深的不经济问题。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种减少钢柱埋置深度的加劲型埋入式柱脚及其施工工艺，扩大了钢柱埋入部分的有效承压宽度，有利于埋入式柱脚节点所受弯矩与剪力的传递，可显著减小钢柱的埋置深度，从而进一步降低基础或承台的埋置深度，该柱脚节点在工程实际中具有较好的经济效益。
为了解决上述技术问题，本发明的一种技术方案是：一种减少钢柱埋置深度的加劲型埋入式柱脚，所述钢柱为H形钢柱或箱形钢柱，所述柱脚埋入钢筋混凝土基础内，包括设置在钢柱底部端面的底板，所述底板的面积大于钢柱横截面积，所述钢柱两侧翼缘之间设置有竖直加劲肋，所述竖直加劲肋与钢柱本体的腹板平行，所述翼缘、腹板、竖直加劲肋和底板共同构成一容腔，所述容腔顶部开口处设置有水平加劲肋，所述钢柱本体两翼缘外壁面底部上分别均布有若干个栓钉，所述底板两端均设置有锚栓。
进一步的，所述水平加劲肋将该容腔顶部封闭，所述水平加劲肋中部设置有往该容腔灌浆的灌浆孔，该灌浆孔半径应满足灌浆要求。
进一步的，所述竖直加劲肋与水平加劲肋、两翼缘和底板相焊接；所述竖直加劲肋与腹板的间距为4倍翼缘厚度到75mm之间的最小值；所述竖直加劲肋与翼缘侧壁的间距大于或等于2倍翼缘厚度。
进一步的，所述底板上设置有用于安装锚栓的贯穿孔，所述贯穿孔位于钢柱的外部及腹板中心线上。
进一步的，所述锚栓在底板下部的锚固长度不小于35倍锚栓直径，所述锚栓上部贯穿底板并用螺帽紧固。
进一步的，所述钢柱为箱形钢柱时，其侧壁上设置有注浆孔，该注浆孔用于往水平加劲肋灌浆孔灌浆。
为了解决上述技术问题，本发明的另一种技术方案是：一种减少钢柱埋置深度的加劲型埋入式柱脚的施工工艺，按以下步骤进行：
（1）选择所需要的H形钢柱或箱形钢柱，并根据所要埋入钢柱的相关参数，制作出符合要求的竖直加劲肋、水平加劲肋和底板，并在水平加劲肋上开设符合灌浆要求的灌浆孔，在底板两端开设贯穿孔；
（2）工厂施工：在钢柱的底部端面焊接底板，在钢柱两侧翼缘处确定竖直加劲肋焊接位置，然后将竖直加劲肋分别与翼缘、底板相焊接，竖直加劲肋与钢柱腹板相平行，在翼缘、腹板、竖直加劲肋和底板共同构成的容腔顶部开口处焊接水平加劲肋，在两翼缘外壁面底部分别焊接若干个栓钉；
（3）现场施工：将锚栓按设计位置预埋于钢筋混凝土基础中，待钢筋混凝土基础达到钢柱安装强度后，将步骤（2）中预制好的钢柱进行吊装；在吊装施工中，底板的贯穿孔分别贯穿锚栓，调整好钢柱的水平位置与垂直度后，锚栓顶部采用螺帽紧固；最后，在钢筋混凝土二次浇筑线以上后浇混凝土，同时应通过灌浆孔将后浇混凝土灌入钢柱容腔内，直至灌浆孔冒浆，后浇混凝土应与钢筋混凝土基础采用相同强度等级的混凝土。
进一步的，所述竖直加劲肋与水平加劲肋、两翼缘和底板相焊接；所述竖直加劲肋与腹板的间距为4倍翼缘厚度到75mm之间的最小值；所述竖直加劲肋与翼缘侧壁的间距大于或等于2倍翼缘厚度。
进一步的，所述底板贯穿孔位于钢柱的外部及腹板中心线上，所述锚栓在底板下部的锚固长度不小于35倍锚栓直径。
进一步的，所述钢柱为箱形钢柱时，其侧壁上设置有注浆孔，该注浆孔用于往水平加劲肋灌浆孔灌浆。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：加劲型埋入式柱脚节点通过设置水平加劲肋和竖直加劲肋，扩大了钢柱埋入部分的有效承压宽度，有利于埋入式柱脚节点所受弯矩与剪力的传递，从而达到减小钢柱埋置深度的目的。计算结果表明该局部构造能使钢柱的埋置深度减少30%左右，具有较好的经济效益；栓钉、锚栓的设置，提高了钢柱、后浇混凝土及钢筋混凝土基础之间的协同工作，有利于柱脚节点的整体性，实现协同受力。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例一的构造示意图。
图2为图1中A-A剖视图。
图3为图1中B-B剖视图。
图4为图1中C-C剖视图。
图5为本发明实施例二的构造示意图。
图6为图2中D-D剖视图。
图7为图2中E-E剖视图。
图8为图2中F-F剖视图。
图中：1-H形钢柱，2-箱形钢柱，3-底板，31-贯穿孔，4-竖直加劲肋，5-水平加劲肋，51-灌浆孔，6-栓钉，7-锚栓，8-钢筋混凝土基础，9-钢筋混凝土二次浇筑线，10-后浇混凝土。
具体实施方式
实施例一：如图1~4所示，一种减少钢柱埋置深度的加劲型埋入式柱脚，所述钢柱为H形钢柱1，所述柱脚埋入钢筋混凝土基础内，包括设置在钢柱底部端面的底板3，所述底板3的面积大于钢柱横截面积，所述钢柱两侧翼缘之间设置有竖直加劲肋4，所述竖直加劲肋4与钢柱本体的腹板平行，所述翼缘、腹板、竖直加劲肋4和底板3共同构成一容腔，所述容腔顶部开口处设置有水平加劲肋5，所述钢柱本体两翼缘外壁面底部上分别均布有若干个栓钉6，所述底板3两端均设置有锚栓7。
本实施例中，所述水平加劲肋5将该容腔顶部封闭，所述水平加劲肋5中部设置有往该容腔灌浆的灌浆孔51，该灌浆孔51半径应满足灌浆要求。
本实施例中，所述竖直加劲肋4与水平加劲肋5、两翼缘和底板3相焊接；所述竖直加劲肋与腹板的间距为4倍翼缘厚度到75mm之间的最小值；所述竖直加劲肋4与翼缘侧壁的间距大于或等于2倍翼缘厚度。
本实施例中，所述底板3上设置有用于安装锚栓的贯穿孔31，所述贯穿孔31位于钢柱的外部及腹板中心线上。
本实施例中，所述锚栓7在底板下部的锚固长度不小于35倍锚栓直径，所述锚栓7上部贯穿底板并用螺帽紧固。
本实施例的施工工艺，按以下步骤进行：
（1）选择所需要的H形钢柱，并根据所要埋入钢柱的相关参数，制作出符合要求的竖直加劲肋、水平加劲肋和底板，并在水平加劲肋上开设符合灌浆要求的灌浆孔，在底板两端开设贯穿孔；
（2）工厂施工：在钢柱的底部端面焊接底板，在钢柱两侧翼缘处确定竖直加劲肋焊接位置，然后将竖直加劲肋分别与翼缘、底板相焊接，竖直加劲肋与钢柱腹板相平行，在翼缘、腹板、竖直加劲肋和底板共同构成的容腔顶部开口处焊接水平加劲肋，在两翼缘外壁面底部分别焊接若干个栓钉；
（3）现场施工：将锚栓按设计位置预埋于钢筋混凝土基础8中，待钢筋混凝土基础8达到钢柱安装强度后，将步骤（2）中预制好的钢柱进行吊装；在吊装施工中，底板的贯穿孔分别贯穿锚栓，调整好钢柱的水平位置与垂直度后，锚栓顶部采用螺帽紧固；最后，在钢筋混凝土二次浇筑线9以上后浇混凝土10，同时应通过灌浆孔将后浇混凝土灌入钢柱容腔内，直至灌浆孔冒浆，后浇混凝土应与钢筋混凝土基础采用相同强度等级的混凝土。
所述水平加劲肋与钢筋混凝土基础8顶面的距离为保护层厚度。
实施例二：如图5-8所示，一种减少钢柱埋置深度的加劲型埋入式柱脚，所述钢柱为箱形钢柱2（在建筑领域，一般称与弯矩作用面相平行的钢板为腹板，而与弯矩作用面相垂直的钢板则为翼缘），所述柱脚埋入钢筋混凝土基础内，包括设置在钢柱底部端面的底板3，所述底板3的面积大于钢柱横截面积，所述钢柱两侧翼缘中部设置有竖直加劲肋4，所述竖直加劲肋4与钢柱本体的腹板平行，所述翼缘、腹板、竖直加劲肋4和底板3共同构成一容腔，所述容腔顶部开口处设置有水平加劲肋5，所述钢柱本体两翼缘外壁面底部上分别均布有若干个栓钉6，所述底板3两端均设置有锚栓7
本实施例中，所述水平加劲肋5将该容腔顶部封闭，所述水平加劲肋5中部设置有往该容腔灌浆的灌浆孔51，该灌浆孔51半径应满足灌浆要求。
本实施例中，所述竖直加劲肋4与水平加劲肋5、两翼缘和底板3相焊接；所述竖直加劲肋与腹板的间距为4倍翼缘厚度到75mm之间的最小值；所述竖直加劲肋4与翼缘侧壁的间距大于或等于2倍翼缘厚度。
本实施例中，所述底板3上设置有用于安装锚栓的贯穿孔31，所述贯穿孔31位于钢柱的外部及腹板中心线上。
本实施例中，所述锚栓7在底板下部的锚固长度不小于35倍锚栓直径，所述锚栓7上部贯穿底板并用螺帽紧固。所述钢柱为箱形钢柱时，其侧壁上设置有注浆孔，该注浆孔用于往水平加劲肋灌浆孔灌浆。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种减少钢柱埋置深度的加劲型埋入式柱脚，所述钢柱为H形钢柱或箱形钢柱，其特征在于：所述柱脚埋入钢筋混凝土基础内，包括设置在钢柱底部端面的底板，所述底板的面积大于钢柱横截面积，所述钢柱两侧翼缘之间设置有竖直加劲肋，所述竖直加劲肋与钢柱本体的腹板平行，所述翼缘、腹板、竖直加劲肋和底板共同构成一容腔，所述容腔顶部开口处设置有水平加劲肋，所述钢柱本体两翼缘外壁面底部上分别均布有若干个栓钉，所述底板两端均设置有锚栓。
2.根据权利要求1所述的减少钢柱埋置深度的加劲型埋入式柱脚，其特征在于：所述水平加劲肋将该容腔顶部封闭，所述水平加劲肋中部设置有往该容腔灌浆的灌浆孔，该灌浆孔半径应满足灌浆要求。
3.根据权利要求1所述的减少钢柱埋置深度的加劲型埋入式柱脚，其特征在于：所述竖直加劲肋与水平加劲肋、两翼缘和底板相焊接；所述竖直加劲肋与腹板的间距为4倍翼缘厚度到75mm之间的最小值；所述竖直加劲肋与翼缘侧壁的间距大于或等于2倍翼缘厚度。
4.根据权利要求1所述的减少钢柱埋置深度的加劲型埋入式柱脚，其特征在于：所述底板上设置有用于安装锚栓的贯穿孔，所述贯穿孔位于钢柱的外部及腹板中心线上。
5.根据权利要求1所述的减少钢柱埋置深度的加劲型埋入式柱脚，其特征在于：所述锚栓在底板下部的锚固长度不小于35倍锚栓直径，所述锚栓上部贯穿底板并用螺帽紧固。
6.根据权利要求1所述的减少钢柱埋置深度的加劲型埋入式柱脚，其特征在于：所述钢柱为箱形钢柱时，其侧壁上设置有注浆孔，该注浆孔用于往水平加劲肋灌浆孔灌浆。
7.一种减少钢柱埋置深度的加劲型埋入式柱脚的施工工艺，其特征在于，按以下步骤进行：
（1）选择所需要的H形钢柱或箱形钢柱，并根据所要埋入钢柱的相关参数，制作出符合要求的竖直加劲肋、水平加劲肋和底板，并在水平加劲肋上开设符合灌浆要求的灌浆孔，在底板两端开设贯穿孔；
（2）工厂施工：在钢柱的底部端面焊接底板，在钢柱两侧翼缘处确定竖直加劲肋焊接位置，然后将竖直加劲肋分别与翼缘、底板相焊接，竖直加劲肋与钢柱腹板相平行，在翼缘、腹板、竖直加劲肋和底板共同构成的容腔顶部开口处焊接水平加劲肋，在两翼缘外壁面底部分别焊接若干个栓钉；
（3）现场施工：将锚栓按设计位置预埋于钢筋混凝土基础中，待钢筋混凝土基础达到钢柱安装强度后，将步骤（2）中预制好的钢柱进行吊装；在吊装施工中，底板的贯穿孔分别贯穿锚栓，调整好钢柱的水平位置与垂直度后，锚栓顶部采用螺帽紧固；最后，在钢筋混凝土二次浇筑线以上后浇混凝土，同时应通过灌浆孔将后浇混凝土灌入钢柱容腔内，直至灌浆孔冒浆，后浇混凝土应与钢筋混凝土基础采用相同强度等级的混凝土。
8.根据权利要求7所述的减少钢柱埋置深度的加劲型埋入式柱脚的施工工艺，其特征在于：所述竖直加劲肋与水平加劲肋、两翼缘和底板相焊接；所述竖直加劲肋与腹板的间距为4倍翼缘厚度到75mm之间的最小值；所述竖直加劲肋与翼缘侧壁的间距大于或等于2倍翼缘厚度。
9.根据权利要求7所述的减少钢柱埋置深度的加劲型埋入式柱脚的施工工艺，其特征在于：所述底板贯穿孔位于钢柱的外部及腹板中心线上，所述锚栓在底板下部的锚固长度不小于35倍锚栓直径。
10.根据权利要求7所述的减少钢柱埋置深度的加劲型埋入式柱脚的施工工艺：所述钢柱为箱形钢柱时，其侧壁上设置有注浆孔，该注浆孔用于往水平加劲肋灌浆孔灌浆。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150923 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |