CN109989421B - 一种钢结构柱脚及其二次浇注方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢结构柱脚及其二次浇注方法，包括底板、固定在底板上的钢柱、固定在底板与钢柱之间的若干加劲板、穿过底板插入至混凝土基础中的地脚螺栓，所述底板底部固定若干凸块，所述凸块的一侧表面设置第一凹槽，所述第一凹槽的上、下两端分别连通至凸块的顶面、底面，所述凸块的底面还固定向下扩张的喇叭口，所述喇叭口与所述第一凹槽连通；所述凸块上在第一凹槽的两侧侧壁均设置第二凹槽，所述第二凹槽与第一凹槽相互连通。本发明的目的在于提供一种钢结构柱脚及其二次浇注方法，以解决现有技术中钢结构柱脚抗剪切、抗滑移能力较差，受力基本完全依赖地脚螺栓的问题，实现使钢结构建筑的柱脚充分参与受力过程的目的。
Description
技术领域
本发明涉及钢结构建筑领域，具体涉及一种钢结构柱脚及其二次浇注方法。
背景技术
随着钢结构建筑的不断推广，各类钢结构工程建设项目规模日益扩大，钢结构工业厂房、钢结构住宅、高层钢结构、钢结构场馆等项目日益增多。在钢结构建筑中，钢柱脚一般采用锚栓连接的平板柱脚，如图1所示，通过地脚锚栓或螺栓来实现与混凝土基础的连接，用来保证钢柱准确定位。现有技术中，钢结构建筑的柱脚节点一般会进行二次浇注，但是现有的二次浇注方式就是简单的外覆一层细石混凝土，合格率较低，仅仅只能够起到对柱脚的包裹作用，无法有效受力；并且即使合格，主要还是通过地脚螺栓来受力，柱脚所能提供的也只是基于二次浇注中的细石混凝土所提供的摩擦力。因此，现有的钢结构柱脚抗剪切、抗滑移能力较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢结构柱脚及其二次浇注方法，以解决现有技术中钢结构柱脚抗剪切、抗滑移能力较差，受力基本完全依赖地脚螺栓的问题，实现使钢结构建筑的柱脚充分参与受力过程的目的。
本发明通过下述技术方案实现：
一种钢结构柱脚，包括底板、固定在底板上的钢柱、固定在底板与钢柱之间的若干加劲板、穿过底板插入至混凝土基础中的地脚螺栓，所述底板底部固定若干凸块，所述凸块的一侧表面设置第一凹槽，所述第一凹槽的上、下两端分别连通至凸块的顶面、底面，所述凸块的底面还固定向下扩张的喇叭口，所述喇叭口与所述第一凹槽连通；所述凸块上在第一凹槽的两侧侧壁均设置第二凹槽，所述第二凹槽与第一凹槽相互连通。
针对现有技术中钢结构柱脚抗剪切、抗滑移能力较差，受力基本完全依赖地脚螺栓的问题，本发明提出一种钢结构柱脚，在现有底板的基础上，本申请在底板底部固定若干凸块，每块凸块的一侧侧面都设置一个上下两端均敞口的第一凹槽，从而便于混凝土在第一凹槽内流动充填。每个第一凹槽内都设置两个相互正对的第二凹槽，第二凹槽设置在第一凹槽的侧壁，因此第二凹槽与第一凹槽之间也必然是相互连通的。本结构使用时，将喇叭口与凸块的下部都预埋在混凝土基础内。之后在二次浇筑的过程中，细石混凝土再进入第一凹槽与第二凹槽的上部，并且若混凝土基础内有缝隙，细石混凝土还能够通过喇叭口进入混凝土基础内充填缝隙进行交叉凝固，进而显著增大细石混凝土所能够提供的摩擦力。本申请相较于现有技术中受力基本完全依赖地脚螺栓的方式，由于有第一凹槽、第二凹槽的存在，每个凸块内都充分进入混凝土进行充填，从而使得每个凸块都与混凝土基础充分固结，使得若干凸块都参与到钢结构柱脚的受力中来，从而使得底板整体参与到受力中来。当第一凹槽的开口方向朝向前或后方向时，第一凹槽内的混凝土基础与细石混凝土起到抵抗左右方向的剪切应力的效果，第二凹槽内的混凝土基础与细石混凝土起到抵抗前后方向的剪切应力的效果；当第一凹槽的开口方向朝向左或右方时，第一凹槽、第二凹槽内的混凝土基础与细石混凝土起到抵抗前后方向的剪切应力的效果，第二凹槽内的混凝土基础与细石混凝土起到抵抗左右方向的剪切应力的效果。此外，喇叭口用于当混凝土基础凝固后存在缝隙的情况，此时通过喇叭口能够将细石混凝土充填至混凝土基础内的缝隙内，喇叭口向下扩张的形状有利于将细石混凝土挤压至混凝土基础内，进而通过摩擦阻力的提高来增大柱脚的抗滑移能力。综上，本发明解决了现有技术中钢结构柱脚抗剪切、抗滑移能力较差，受力基本完全依赖地脚螺栓的问题，实现了使钢结构建筑的柱脚充分参与受力过程的目的。
优选的，所述第一凹槽、第二凹槽均是长轴竖直、横截面呈方形的槽体。
优选的，所述凸块为槽钢。使用槽钢作为凸块，不仅便于与底板直接进行连接，而且槽钢上自带的凹槽即可作为第一凹槽使用，在充分利用槽钢这种产能过剩钢材的同时，还能够有效降低前期制备与采购成本，无需额外倒模进行生产。
优选的，所述凸块与底板之间通过满焊连接；所述喇叭口由钢片围绕而成，喇叭口与凸块之间焊接。所述喇叭口可以为方形的或弧形的均可，只需满足上小下大即可，便于二次浇筑过程中，细石混凝土充分的对混凝土基础进行充填、细石混凝土在混凝土基础的内部充分进行接触，从而对整体抗滑移能力的很好的提升效果。
优选的，若干凸块在底板底部绕底板的中心点环形均布。使得凸块绕底板均匀分布，此时底板能够以整体结构均匀的参与到受力中来。
优选的，所述凸块的下部预埋至混凝土基础内；混凝土基础与底板之间为现浇的细石混凝土。
一种钢结构柱脚的二次浇注方法，包括以下步骤：
(a)焊接凸块与对应的喇叭口；
(b)浇筑混凝土基础，将地脚螺栓下部、凸块下部、喇叭口预埋至混凝土基础内；待混凝土基础凝固后，使所有凸块顶部齐平；其中，优选的通过水平切割方式来使得所有凸块顶部齐平；
(c)将底板自上而下套入地脚螺栓，使底板放置在各凸块上，焊接各凸块与底板；
(d)铺设与底板齐平的顶模，向顶模与混凝土基础之间的缝隙内浇筑细石混凝土，使细石混凝土进入第一凹槽、第二凹槽；
(e)细石混凝土浇筑完成后，拆除顶模。
本方法中由于有第一凹槽、第二凹槽的存在，每个凸块内都充分进入混凝土进行充填，从而使得每个凸块都与混凝土基础充分固结，使得若干凸块都参与到钢结构柱脚的受力中来，从而使得底板整体参与到受力中来。喇叭口用于当混凝土基础凝固后存在缝隙的情况，此时通过喇叭口能够将细石混凝土充填至混凝土基础内的缝隙内，喇叭口向下扩张的形状有利于将细石混凝土挤压至混凝土基础内，进而通过摩擦阻力的提高来增大柱脚的抗滑移能力。综上，本发明解决了现有技术中钢结构柱脚抗剪切、抗滑移能力较差，受力基本完全依赖地脚螺栓的问题，实现了使钢结构建筑的柱脚充分参与受力过程的目的。
进一步的，所述细石混凝土通过挤注工艺进行浇筑。挤注工艺即是加压浇筑的技术，能够使得更多的细石混凝土进入到混凝土基础内部，更加确保本申请的抗滑移能力。
进一步的，所述顶模包括模板，模板上设置与所述底板相匹配的开口，所述开口用于套在底板外，所述模板外缘设置向下伸出的一圈凸缘。传统顶模只具有一块模板，无法形成有效的加压空间。为此本方案的顶模处理模板外，还包括向下伸出的一圈凸缘，并设置其内部的开口与底板相匹配，使用时将开口套在底板外，使得开口内侧壁与底板外侧壁接触，再由凸缘的底部与混凝土基础的顶部接触，从而便于形成密闭空间进行加压挤注。仅需根据实际情况在模板上合适位置开设注浆孔即可。
进一步的，所述开口的内侧壁、所述凸缘的底面均设置橡胶垫。提高顶模加压挤注时的密封能力，降低浆液四处溢流的量，减少对现场的环境污染。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种钢结构柱脚及其二次浇注方法，相较于现有技术中受力基本完全依赖地脚螺栓的方式，由于有第一凹槽、第二凹槽的存在，每个凸块内都充分进入混凝土进行充填，从而使得每个凸块都与混凝土基础充分固结，使得若干凸块都参与到钢结构柱脚的受力中来，从而使得底板整体参与到受力中来。本发明解决了现有技术中钢结构柱脚抗剪切、抗滑移能力较差，受力基本完全依赖地脚螺栓的问题，实现了使钢结构建筑的柱脚充分参与受力过程的目的。
2、本发明一种钢结构柱脚及其二次浇注方法，喇叭口便于二次浇筑过程中，细石混凝土充分的对混凝土基础进行充填、细石混凝土在混凝土基础的内部充分进行接触，从而对整体抗滑移能力的很好的提升效果。通过喇叭口能够将细石混凝土充填至混凝土基础内的缝隙内，喇叭口向下扩张的形状有利于将细石混凝土挤压至混凝土基础内，进而通过摩擦阻力的提高来增大柱脚的抗滑移能力。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为现有钢结构的柱脚示意图；
图2为本发明具体实施例的立面图；
图3为本发明具体实施例中凸块的结构示意图；
图4为本发明具体实施例中底板的仰视图；
图5为本发明具体实施例中顶模的结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-底板，2-钢柱，3-加劲板，4-混凝土基础，5-地脚螺栓，6-凸块，7-第一凹槽，8-第二凹槽，9-细石混凝土，10-喇叭口，11-模板，12-开口，13-凸缘，14-橡胶垫，15-注浆孔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1：
如图2至图4所示的一种钢结构柱脚，包括底板1、固定在底板1上的钢柱2、固定在底板1与钢柱2之间的若干加劲板3、穿过底板1插入至混凝土基础4中的地脚螺栓5，其特征在于，所述底板1底部固定若干凸块6，所述凸块6的一侧表面设置第一凹槽7，所述第一凹槽7的上、下两端分别连通至凸块6的顶面、底面，所述凸块6的底面还固定向下扩张的喇叭口10，所述喇叭口10与所述第一凹槽7连通；所述凸块6上在第一凹槽7的两侧侧壁均设置第二凹槽8，所述第二凹槽8与第一凹槽7相互连通。本结构使用时，将喇叭口与凸块6的下部都预埋在混凝土基础内。之后在二次浇筑的过程中，细石混凝土再进入第一凹槽7与第二凹槽8的上部，并且若混凝土基础内有缝隙，细石混凝土还能够通过喇叭口进入混凝土基础内充填缝隙进行交叉凝固，进而显著增大细石混凝土所能够提供的摩擦力。本实施例相较于现有技术中受力基本完全依赖地脚螺栓的方式，由于有第一凹槽7、第二凹槽8的存在，每个凸块6内都充分进入混凝土进行充填，从而使得每个凸块6都与混凝土基础充分固结，使得若干凸块6都参与到钢结构柱脚的受力中来，从而使得底板整体参与到受力中来。当第一凹槽7的开口方向朝向前或后方向时，第一凹槽7内的混凝土基础与细石混凝土起到抵抗左右方向的剪切应力的效果，第二凹槽8内的混凝土基础与细石混凝土起到抵抗前后方向的剪切应力的效果；当第一凹槽7的开口方向朝向左或右方时，第一凹槽7、第二凹槽8内的混凝土基础与细石混凝土起到抵抗前后方向的剪切应力的效果，第二凹槽8内的混凝土基础与细石混凝土起到抵抗左右方向的剪切应力的效果。此外，喇叭口用于当混凝土基础凝固后存在缝隙的情况，此时通过喇叭口能够将细石混凝土充填至混凝土基础内的缝隙内，喇叭口向下扩张的形状有利于将细石混凝土挤压至混凝土基础内，进而通过摩擦阻力的提高来增大柱脚的抗滑移能力。
实施例2：
如图2至图4所示的一种钢结构柱脚，在实施例1的基础上，所述第一凹槽7、第二凹槽8均是长轴竖直、横截面呈方形的槽体。所述凸块6为槽钢。所述凸块6与底板1之间通过满焊连接；所述喇叭口10由钢片围绕而成，喇叭口10与凸块6之间焊接。若干凸块6在底板1底部绕底板1的中心点环形均布。所述凸块6的下部预埋至混凝土基础4内；混凝土基础4与底板1之间为现浇的细石混凝土9。
实施例3：
一种钢结构柱脚的二次浇注方法，具体如下：
(a)焊接凸块6与对应的喇叭口10；
(b)浇筑混凝土基础4，将地脚螺栓5下部、凸块6下部、喇叭口10预埋至混凝土基础4内；待混凝土基础4凝固后，使所有凸块6顶部齐平；
(c)将底板1自上而下套入地脚螺栓5，使底板1放置在各凸块6上，焊接各凸块6与底板1；
(d)铺设与底板1齐平的顶模，向顶模与混凝土基础4之间的缝隙内浇筑细石混凝土9，使细石混凝土9进入第一凹槽7、第二凹槽8；
(e)细石混凝土9浇筑完成后，拆除顶模。
优选的，所述细石混凝土9通过挤注工艺进行浇筑。
优选的，所述顶模包括模板11，模板11上设置与所述底板1相匹配的开口12，所述开口12用于套在底板1外，所述模板11外缘设置向下伸出的一圈凸缘13。所述开口12的内侧壁、所述凸缘13的底面均设置橡胶垫14。使用时将开口套在底板外，使得开口内侧壁与底板外侧壁接触，再由凸缘的底部与混凝土基础的顶部接触，从而便于形成密闭空间进行加压挤注。仅需根据实际情况在模板上合适位置开设注浆孔15即可。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种钢结构柱脚，包括底板（1）、固定在底板（1）上的钢柱（2）、固定在底板（1）与钢柱（2）之间的若干加劲板（3）、穿过底板（1）插入至混凝土基础（4）中的地脚螺栓（5），其特征在于，所述底板（1）底部固定若干凸块（6），所述凸块（6）的一侧表面设置第一凹槽（7），所述第一凹槽（7）的上、下两端分别连通至凸块（6）的顶面、底面，所述凸块（6）的底面还固定向下扩张的喇叭口（10），所述喇叭口（10）与所述第一凹槽（7）连通；所述凸块（6）上在第一凹槽（7）的两侧侧壁均设置第二凹槽（8），所述第二凹槽（8）与第一凹槽（7）相互连通；
所述第一凹槽（7）、第二凹槽（8）均是长轴竖直、横截面呈方形的槽体；
所述凸块（6）为槽钢；
所述凸块（6）与底板（1）之间通过满焊连接；所述喇叭口（10）由钢片围绕而成，喇叭口（10）与凸块（6）之间焊接；
若干凸块（6）在底板（1）底部绕底板（1）的中心点环形均布；
所述凸块（6）的下部预埋至混凝土基础（4）内；混凝土基础（4）与底板（1）之间为现浇的细石混凝土（9）。
2.基于权利要求1所述的一种钢结构柱脚的二次浇注方法，其特征在于，包括以下步骤：
（a）焊接凸块（6）与对应的喇叭口（10）；
（b）浇筑混凝土基础（4），将地脚螺栓（5）下部、凸块（6）下部、喇叭口（10）预埋至混凝土基础（4）内；待混凝土基础（4）凝固后，使所有凸块（6）顶部齐平；
（c）将底板（1）自上而下套入地脚螺栓（5），使底板（1）放置在各凸块（6）上，焊接各凸块（6）与底板（1）；
（d）铺设与底板（1）齐平的顶模，向顶模与混凝土基础（4）之间的缝隙内浇筑细石混凝土（9），使细石混凝土（9）进入第一凹槽（7）、第二凹槽（8）；
（e）细石混凝土（9）浇筑完成后，拆除顶模。
3.根据权利要求2所述的钢结构柱脚的二次浇注方法，其特征在于，所述细石混凝土（9）通过挤注工艺进行浇筑。
4.根据权利要求3所述的钢结构柱脚的二次浇注方法，其特征在于，所述顶模包括模板（11），模板（11）上设置与所述底板（1）相匹配的开口（12），所述开口（12）用于套在底板（1）外，所述模板（11）外缘设置向下伸出的一圈凸缘（13）。
5.根据权利要求4所述的钢结构柱脚的二次浇注方法，其特征在于，所述开口（12）的内侧壁、所述凸缘（13）的底面均设置橡胶垫（14）。
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| CN109989421A (zh) | 2019-07-09 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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