CN106437033B - 一种钢管混凝土柱埋入式柱脚 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种钢管混凝土柱埋入式柱脚。其具有钢管混凝土柱、钢筋混凝土基础、柱脚底板和透气孔，所述钢管混凝土柱垂直插设在钢筋混凝土基础中，所述柱脚底板设置在钢管混凝土柱的下端，所述透气孔设置在柱脚底板的中部；所述钢管混凝土柱内插设在钢筋混凝土基础的部分设置有转换结构组件，所述转换结构组件包括转换过渡区钢管混凝土柱、环状内隔板、浇筑孔、十字内隔板和十字型钢混凝土柱。该钢管混凝土柱埋入式柱脚，结构简单，通过钢管混凝土柱和十字型钢混凝土柱的结合，提高柱脚的紧固连接，实现钢管混凝土柱内外混凝土的一起浇注，形成整体的均衡受力，提高整体的稳固性。

Description

一种钢管混凝土柱埋入式柱脚

技术领域

本发明涉及的是钢管混凝土柱柱脚的技术领域，尤其是一种钢管混凝土柱埋入式柱脚。

背景技术

随着社会的不断发展，建筑事业得到了迅速的发展，高层及超高层建筑在全国范围内如雨后春笋般不断涌现。由于钢管混凝土结构能够有效地减小混凝土柱截面尺寸，故得到越来越多的应用。在现有的钢管混凝土柱柱脚设计中，通常是根据实际项目按规范要求进行设计，规范上的柱脚设计不够完善，结构复杂，特别是对于超高层建筑或体育场馆中出现的大型钢管混凝土柱埋入式柱脚设计，由于钢管尺寸大，埋入基础内时形成钢管内外混凝土分开受力，导致受力不均，节点构造复杂，也不利于施工。

综上所述，现有的大型钢管混凝土柱埋入式柱脚在结构受力和设计构造上还存在缺陷，需要进行完善，以满足现代超高层建筑或体育场馆设计的需求。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是针对上述技术问题提出的一种钢管混凝土柱埋入式柱脚，结构简单，通过钢管混凝土柱和十字型钢混凝土柱的结合，提高柱脚的紧固连接，实现钢管混凝土柱内外混凝土的一起浇注，形成整体的均衡受力，提高整体的稳固性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种钢管混凝土柱埋入式柱脚，具有钢管混凝土柱、钢筋混凝土基础、柱脚底板和透气孔，所述钢管混凝土柱垂直插设在钢筋混凝土基础中，所述柱脚底板设置在钢管混凝土柱的下端，所述透气孔设置在柱脚底板的中部；所述钢管混凝土柱内插设在钢筋混凝土基础的部分设置有转换结构组件，所述转换结构组件包括转换过渡区钢管混凝土柱、环状内隔板、浇筑孔、十字内隔板和十字型钢混凝土柱，所述十字内隔板垂直插设在钢管混凝土柱中，所述十字内隔板的上端水平设置环状内隔板，所述浇筑孔设置在环状内隔板的中部，所述十字内隔板的下端固定连接柱脚底板，所述转换过渡区钢管混凝土柱设置在钢管混凝土柱的上部，所述十字型钢混凝土柱设置在钢管混凝土柱的下部，所述十字型钢混凝土柱沿十字内隔板长度方向分别垂直设置在十字内隔板的四端。

进一步地，上述技术方案中，所述环状内隔板的上端面与钢筋混凝土基础的上端面齐平，可以有效的传递柱脚的水平力，保证柱脚整体的受力均匀传递，提高整体柱脚的刚度。

进一步地，上述技术方案中，所述钢管混凝土柱内壁上露出钢筋混凝土基础部分设置有多个栓钉组件，所述栓钉组件包括弧状顶盖、连接柱、底座焊接通孔，所述弧状底盖、连接柱和底座依次固定连接，所述底座截面呈倒梯形，所述底座上均匀设置多个焊接通孔，可以提高柱脚刚度和抗震性能，提高钢板与混凝土之间的粘结性能。

进一步地，上述技术方案中，所述钢管混凝土柱内壁上插设在钢筋混凝土基础部分均设置有多个栓钉组件，所述栓钉组件包括弧状顶盖、连接柱、底座焊接通孔，所述弧状底盖、连接柱和底座依次固定连接，所述底座截面呈倒梯形，所述底座上均匀设置多个焊接通孔，可以提高柱脚刚度和抗震性能，提高钢板与混凝土之间的粘结性能。

进一步地，上述技术方案中，所述钢管混凝土柱外壁上插设在钢筋混凝土基础部分均设置有多个栓钉组件，栓钉组件之间在垂直方向上还连接有钩形弹簧片，可以提高柱脚刚度和抗震性能，提高钢板与混凝土之间的粘结性能。

进一步地，上述技术方案中，所述柱脚底板上设置有柱脚锚栓，所述柱脚底板通过柱脚锚栓固定连接在地基上，可以实现钢管混凝土与十字型钢混凝土基本一致的埋入式设计，满足建筑抗震、受力和变形性能要求。

进一步地，上述技术方案中，所述十字型钢混凝土柱相邻翼缘之间的间隙为200～500mm，这样可以使得在进行混凝土浇筑的过程中，形成柱脚内外一起浇注，提高其整体受力均匀性，提高柱脚受力性能。

进一步地，上述技术方案中，所述钢管混凝土柱横截面呈圆形或者方形，可以根据不同的需求选择不同的钢管混凝土柱的结构满足不同场合的需求。

进一步地，上述技术方案中，所述转换过渡区钢管混凝土柱的长度不小于钢管混凝土柱的边长或直径，这样可以满足埋入式柱脚的锚固长度需求，提高锚固的稳定性。

进一步地，上述技术方案中，所述十字型钢混凝土柱的长度不小于钢管混凝土柱的边长或直径，这样可以满足埋入式柱脚的锚固长度需求，提高锚固的稳定性。

采用上述结构后，结构简单，通过钢管混凝土柱和十字型钢混凝土柱的结合，提高柱脚的紧固连接，实现钢管混凝土柱内外混凝土的一起浇注，形成整体的均衡受力，提高整体的稳固性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中1-1的剖视图；

图3是图1中2-2的剖视图；

图4是图1中3-3的剖视图；

图5是图1中4-4的剖视图；

图6是本发明中栓钉组件的结构示意图；

图7是本发明中栓钉组件的底部结构示意图；

图8是本发明中钩形弹簧片的结构示意图。

图中：1为钢管混凝土柱，2为钢筋混凝土基础，3为柱脚底板，4为转换过渡区钢管混凝土柱，5为环状内隔板，6为十字内隔板，7为十字型钢混凝土柱，8为栓钉组件，8-1为弧形顶盖，8-2为连接柱，8-3为底座，8-4为焊接通孔，8-5为钩形弹簧片，9为柱脚锚栓，10为透气孔，11为浇筑孔。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上端”、“下端”、“中部”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1～5所示的是一种钢管混凝土柱埋入式柱脚，具有钢管混凝土柱1、钢筋混凝土基础2、柱脚底板3和透气孔10，钢管混凝土柱1垂直插设在钢筋混凝土基础2中，柱脚底板3设置在钢管混凝土柱1的下端，透气孔10设置在柱脚底板3的中部，钢管混凝土柱1内插设在钢筋混凝土基础的部分设置有转换结构组件，转换结构组件包括转换过渡区钢管混凝土柱4、环状内隔板5、浇筑孔11、十字内隔板6和十字型钢混凝土柱7，十字内隔板6垂直插设在钢管混凝土柱1中，十字内隔板6的上端水平设置环状内隔板5，浇筑孔11设置环状内隔板5的中部，十字内隔板6的下端固定连接柱脚底板3，转换过渡区钢管混凝土柱4设置在钢管混凝土柱1的上部，十字型钢混凝土柱7设置在钢管混凝土柱1的下部，十字型钢混凝土柱7沿十字内隔板6长度方向分别垂直设置在十字内隔板6的四端。

其中，环状内隔板5的上端面与钢筋混凝土基础2的上端面齐平。钢管混凝土柱1内壁上露出钢筋混凝土基础2部分设置有多个栓钉组件8，栓钉组件8包括弧状顶盖8-1、连接柱8-2、底座8-3焊接通孔8-4，弧状底盖8-1、连接柱8-2和底座8-3依次固定连接，底座8-3截面呈倒梯形，底座8-3上均匀设置多个焊接通孔8-4。钢管混凝土柱1内壁上插设在钢筋混凝土基础2部分均设置有多个栓钉组件8，栓钉组件8包括弧状顶盖8-1、连接柱8-2、底座8-3焊接通孔8-4，弧状底盖8-1、连接柱8-2和底座8-3依次固定连接，底座8-3截面呈倒梯形，底座8-3上均匀设置多个焊接通孔8-4。钢管混凝土柱1外壁上插设在钢筋混凝土基础2部分均设置有多个栓钉组件8，栓钉组件8之间在垂直方向上还连接有钩形弹簧片8-5。柱脚底板3上设置有柱脚锚栓9，柱脚底板3通过柱脚锚栓9固定连接在地基上。十字型钢混凝土柱7相邻翼缘之间的间隙为200～500mm。钢管混凝土柱1横截面呈圆形或者方形。转换过渡区钢管混凝土柱4的长度不小于钢管混凝土柱1的边长或直径。十字型钢混凝土柱7的长度不小于钢管混凝土柱1的边长或直径。

如图6所示，本发明中栓钉组件8中弧状顶盖8-1、连接柱8-2、底座8-3焊接通孔8-4可以为一体结构，可以增强整体栓钉的连接强度。栓钉的底座8-3截面呈倒梯形，操作人员可以在梯形的楔形口进行焊接一圈，还可以在底座8-3上设置的焊接通孔8-4上进行焊接，这样避免了传统的焊接影响栓钉垂直度问题，底座8-3采用这样的结构可以扩大接触面积，增大连接强度。采用弧状顶盖8-1也可以在进行浇筑的过程中充分的与混凝土接触，使其混合均匀，增加彼此的连接强度。

本发明中，在环状内隔板5中部设置浇筑孔11，浇筑孔11可以很具不同需要设计成圆形、椭圆形、环形或其他形状。柱脚底板3中部设置透气孔10，透气孔10可以很具不同需要设计成圆形、椭圆形、环形或其他形状。

十字型钢混凝土柱7相邻翼缘之间的间隙为200～500mm。本发明人经过多次试验得出在间隙为200～500mm时，进行混凝土内外同时浇注会对柱脚整体的冲击力最小，也可以很好的保证钢板和混凝土之间的粘结性能，提高其柱脚的整体牢固性。

从图1中可以看出，十字内隔板6贯穿整个钢筋混凝土基础2，可以很好的起到钢管混凝土柱1向十字型钢混凝土柱7转化的连接效果，保证其整体埋入式柱脚的刚度和抗震性能，也可以提高钢板与混凝土之间的粘结性能。

采用本发明设计的结构后，本发明人与传统的柱脚结构进行了比较，可以提高柱脚刚度10％～30％，整体柱脚的抗震性能提高了15％～25％，钢板和混凝土的粘结性能提高了20％～35％。

该钢管混凝土柱埋入式柱脚的具体安装流程：

柱脚底板3以上的柱脚钢结构部分需在钢结构工厂完成，柱脚锚栓9需在现场预埋准确定位。

具体施工过程中，首先固定紧固连接的柱脚锚栓9，浇筑柱脚底板3下部混凝土，然后绑扎基础钢筋，吊装整个柱脚钢结构并定位，柱脚底板3与下部混凝土之间预留空隙采用高强灌浆料填实，最后整体浇筑基础及钢管混凝土柱1内混凝土。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式作出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种钢管混凝土柱埋入式柱脚，具有钢管混凝土柱(1)、钢筋混凝土基础(2)、柱脚底板(3)和透气孔(10)，所述钢管混凝土柱(1)垂直插设在钢筋混凝土基础(2)中，所述柱脚底板(3)设置在钢管混凝土柱(1)的下端，所述透气孔(10)设置在柱脚底板(3)的中部；其特征在于：所述钢管混凝土柱(1)内插设在钢筋混凝土基础的部分设置有转换结构组件，所述转换结构组件包括转换过渡区钢管混凝土柱(4)、环状内隔板(5)、浇筑孔(11)、十字内隔板(6)和十字型钢混凝土柱(7)，所述十字内隔板(6)垂直插设在钢管混凝土柱(1)中，所述十字内隔板(6)的上端水平设置环状内隔板(5)，所述浇筑孔(11)设置在环状内隔板(5)的中部，所述十字内隔板(6)的下端固定连接柱脚底板(3)，所述转换过渡区钢管混凝土柱(4)设置在钢管混凝土柱(1)的上部，所述十字型钢混凝土柱(7)设置在钢管混凝土柱(1)的下部，所述十字型钢混凝土柱(7)沿十字内隔板(6)长度方向分别垂直设置在十字内隔板(6)的四端。

2.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土柱埋入式柱脚，其特征在于：所述环状内隔板(5)的上端面与钢筋混凝土基础(2)的上端面齐平。

3.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土柱埋入式柱脚，其特征在于：所述钢管混凝土柱(1)内壁上露出钢筋混凝土基础(2)部分设置有多个栓钉组件(8)，所述栓钉组件(8)包括弧状顶盖(8-1)、连接柱(8-2)、底座(8-3)焊接通孔(8-4)，所述弧状底盖(8-1)、连接柱(8-2)和底座(8-3)依次固定连接，所述底座(8-3)截面呈倒梯形，所述底座(8-3)上均匀设置多个焊接通孔(8-4)。

4.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土柱埋入式柱脚，其特征在于：所述钢管混凝土柱(1)内壁上插设在钢筋混凝土基础(2)部分均设置有多个栓钉组件(8)，所述栓钉组件(8)包括弧状顶盖(8-1)、连接柱(8-2)、底座(8-3)焊接通孔(8-4)，所述弧状底盖(8-1)、连接柱(8-2)和底座(8-3)依次固定连接，所述底座(8-3)截面呈倒梯形，所述底座(8-3)上均匀设置多个焊接通孔(8-4)。

5.根据权利要求4所述的一种钢管混凝土柱埋入式柱脚，其特征在于：所述钢管混凝土柱(1)外壁上插设在钢筋混凝土基础(2)部分均设置有多个栓钉组件(8)，所述栓钉组件(8)之间在垂直方向上还连接有钩形弹簧片(8-5)。

6.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土柱埋入式柱脚，其特征在于：所述柱脚底板(3)上设置有柱脚锚栓(9)，所述柱脚底板(3)通过柱脚锚栓(9)固定连接在地基上。

7.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土柱埋入式柱脚，其特征在于：所述十字型钢混凝土柱(7)相邻翼缘之间的间隙为200～500mm。

8.根据权利要求1或7所述的一种钢管混凝土柱埋入式柱脚，其特征在于：所述钢管混凝土柱(1)横截面呈圆形或者方形。

9.根据权利要求8所述的一种钢管混凝土柱埋入式柱脚，其特征在于：所述转换过渡区钢管混凝土柱(4)的长度不小于钢管混凝土柱(1)的边长或直径。

10.根据权利要求8所述的一种钢管混凝土柱埋入式柱脚，其特征在于：所述十字型钢混凝土柱(7)的长度不小于钢管混凝土柱(1)的边长或直径。