CN113445774A - 一种既有预应力结构加层钢柱柱脚结构 - Google Patents

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迟恒
吴峰
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Abstract

本发明提供一种既有预应力结构加层钢柱柱脚结构，应用于既有预应力建筑混凝土结构上部加层改造工程中，预应力梁柱节点张拉端加层钢柱连接结构，包括：矩形钢管柱、外包柱脚‑纵向钢筋、外包柱脚‑箍筋、钢柱横向隔板、加劲连接板、靴梁‑横板、靴梁‑定位锚栓、靴梁‑腹板、靴梁‑肋板、钢柱底板、钢筋网、柱侧张拉段、柱脚‑横板、柱脚‑定位锚栓、防屈曲钢板、垫板、基础锚固筋、靴梁‑侧板、附加锚固筋、吊筋等。本发明不仅可以降低外包柱脚高度，避免破坏已建结构的预应力构件及受力筋，且同时与基础协同受力提高节点整体刚度、抗震性能，实现结构构件强连接弱构件的设计原则，构造简单，便于预制构件施工。

Description

一种既有预应力结构加层钢柱柱脚结构
技术领域
本发明属于建筑结构工程技术领域，涉及既有预应力结构加层钢柱柱脚结构。
背景技术
随着现代建筑业的迅速发展，因使用功能改变或需要扩容等因素影响，已建建筑的改扩建工程也日益增多，同时也存在常规施工技术难以顺利完成的工程。
已建结构采用后张有粘结预应力技术楼盖梁，在梁柱节点很难采用传统破坏植筋或焊接的方法，既无法确保建柱脚的承载力达到使用要求，同时也无法保证已建建筑与新建建筑整体刚度及稳定性。其原因在于已建结构柱顶区域钢筋分布密集，且其中穿插有多根预应力钢筋束，板筋、梁筋以及柱主筋收头，使钻头难以有效避开原有钢筋及的位置，导致钻孔的孔径和孔深都无法保证，最终给设计施工带来很多技术困难。
发明内容
本发明针对后张有粘结预应力技术楼盖梁柱张拉区无多余空间锚固，且柱脚刚度无法达到使用要求的缺点，提供了一种既有预应力结构加层钢柱柱脚结构。该柱脚结构属于外包埋入式靴梁柱脚，通过板上锚栓与下部已建结构有效连接将柱脚内力传至新旧结构组合节点，不仅解决梁柱节点锚固数量与长度无法满足设计需求，同时也提高了柱脚与已建结构连接极限承载力。实现结构构件强连接弱构件的设计原则。相比于传统埋入式柱脚，附加基础可有效减小对既有建筑的破坏，便于后建施工；相比于传统外包式柱脚，埋入式靴梁柱脚可大大减小立柱高度。
本发明提供的一种既有预应力结构加层钢柱柱脚结构，包括：外包柱脚-纵向钢筋；外包柱脚-箍筋；钢柱横向隔板；加劲连接板；靴梁-横板；靴梁-定位锚栓；靴梁-腹板；靴梁-肋板；钢柱底板；钢筋网；柱侧张拉段；柱脚-横板；柱脚-定位锚栓；防屈曲钢板；垫板；基础锚固筋；靴梁-侧板；附加锚固筋；吊筋等。将钢柱横向隔板等间距焊接，以承担剪力，使钢柱侧壁与立柱形成可靠的整体连接受力点。靴梁-腹板与钢柱、柱脚底板相焊接，柱脚-横板水平焊接于靴梁-腹板及肋板顶，肋板与靴梁、横板、柱脚底板相焊接，加劲连接板垂直焊接于最低部隔板及柱脚横板之间，各个锚栓贯穿孔两侧对称分布有肋板。柱脚上部柱底设有底板，以保证柱脚承弯抗剪能力。
本发明中，靴梁高度及柱脚锚栓尺寸需满足柱脚设计值及连接极限承载力的要求。
进一步地，本发明在4个靴梁-横板范围内腹板两侧对称布置4个定位锚栓，底板设置有腰圆形通孔来调节钢柱水平位置，底板底下设有微调螺母，可以上拧或下拧来校正钢柱的垂直度，以保证柱位不移动仍可避让下部预应力构件及受力钢筋。
进一步地，柱脚底板上锚固螺栓穿过预先钻穿的植筋孔，所述植筋孔为U形缺口，并在植筋孔灌注植筋胶。
进一步地，在柱脚基础板顶及板底布置双向受力钢筋，在非预应力筋投影(基础以内钢柱边以外)范围内，基础板顶布置双向附加钢筋。基础板顶受拉钢筋及附加钢筋以交叉垂直锚固于柱侧张拉端，以便有足够的空间植筋。
进一步地，在所述柱脚基础板底受力筋以下布置钢筋网，锚固螺栓穿过钢筋网，在网片下部焊接垫板，使锚固筋受拉时柱脚与基础协调受力。
进一步地，柱脚基础、立柱及矩形钢管立柱内部灌注比原混凝土高一标号的微膨胀自密实混凝土；浇筑管灌胶后设置保护装置，以防止所述钢筋和所附加植筋摇摆磕碰，直至所述植筋胶固化。
本发明优点在于，在预应力梁柱节点的张拉端，梁柱钢筋、接头及预应力构件错综复杂，为保证节点整体刚度势必放大基础面积，以便有足够的空间植筋，而采用埋入式靴梁柱脚不仅避让已建节点、避免破坏预应力构件，同时与基础协同受力提高节点锚固承载力，降低外包柱脚高度。且同时与基础协同受力提高节点整体刚度、抗震性能。更好的实现结构构件强连接弱构件的设计原则。该柱脚节点构造简单，便于预制构件施工。
附图说明
图1是加层钢柱柱脚结构立面图。
图2是加层钢柱柱脚结构A-A剖面图。
图3是加层钢柱柱脚结构B-B剖面图。
图4是加层钢柱柱脚结构C-C剖面图。
图5是加层钢柱柱脚结构D-D剖面图。
图6是加层钢柱柱脚结构钢柱底板(d)横板(c)及靴梁底板(a)横板(b)平面图。
图中：
1、矩形钢管柱，2、外包柱脚-纵向钢筋，3、外包柱脚-箍筋，4、钢柱横向隔板，5、加劲连接板，6、靴梁-横板，7、靴梁-定位锚栓，8、靴梁-腹板，9、靴梁-肋板，10、柱脚底板，11、钢筋网，12、柱侧张拉端，13、柱脚-横板，14、柱脚-定位锚栓，15、防屈曲钢板，16、垫板，17、基础锚固筋，18、靴梁-侧板，19、附加锚固筋，20、吊筋。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例
参照附图1至附图6，对本发明作进一步详细描述：
本发明包括1、矩形钢管柱；2、外包柱脚-纵向钢筋；3、外包柱脚-箍筋；4、钢柱横向隔板；5、加劲连接板；6、靴梁-横板；7、靴梁-定位锚栓；8、靴梁-腹板；9、靴梁-肋板；10、柱脚底板；11、钢筋网；12、柱侧张拉端；13、柱脚-横板；14、柱脚-定位锚栓；15、防屈曲钢板；16、垫板；17、基础锚固筋；18、靴梁-侧板；19、附加锚固筋；20、吊筋；钢柱外包区等间距焊接横向隔板4，外包立柱布置纵向拉筋2及箍筋3，使钢柱侧壁与立柱形成可靠连接以承载柱底内力。靴梁-腹板8与钢柱1、柱脚底板10相焊接，柱脚-横板6水平焊接于靴梁-腹板8及肋板9顶，肋板9与靴梁、横板6、柱脚底板10相焊接，加劲连接板5垂直焊接于最低部隔板4及柱脚横板13之间。各个锚栓贯穿孔两侧对称分布有肋板。
在梁边横板范围内靴梁-腹板8两侧对称布置4个定位锚栓7，柱脚底板10设置有腰圆形通孔来调节钢柱水平位置，底板底下设有微调螺母，可以上拧或下拧来校正钢柱的垂直度，以保证柱位不移动仍可避让下部预应力构件及受力钢筋。柱脚底板10上锚固螺栓穿过预先钻穿的植筋孔，所述植筋孔为U形缺口，并在植筋孔灌注植筋胶。在柱脚基础板顶及板底布置双向受力钢筋，在非预应力筋投影(基础以内钢柱边以外)范围内，基础板顶附加双向受拉钢筋。基础板顶受拉钢筋及附加钢筋以交叉垂直锚固于柱侧张拉端。在柱脚基础板底受力筋以下布置钢筋网11，锚固螺栓7、14穿过钢筋网11，在网片11下部焊接垫板16以实现锚固筋受拉时柱脚与基础协调受力。柱脚基础、立柱及矩形钢管立柱1内部灌注比原混凝土高一标号的微膨胀自密实混凝土。浇筑灌胶后设置保护装置，以防止所述钢筋和所附加植筋摇摆磕碰，直至所述植筋胶固化。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明做出进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种既有预应力结构加层钢柱柱脚结构，包括：矩形钢管柱(1)、外包柱脚-纵向钢筋(2)、外包柱脚-箍筋(3)、钢柱横向隔板(4)、加劲连接板(5)、靴梁-横板(6)、靴梁-定位锚栓(7)、靴梁-腹板(8)、靴梁-肋板(9)、柱脚底板(10)、钢筋网(11)、柱侧张拉段(12)、柱脚-横板(13)、柱脚-定位锚栓(14)、防屈曲钢板(15)、垫板(16)、基础锚固筋(17)、靴梁-侧板(18)、附加锚固筋(19)、吊筋(20)；钢柱横向隔板(4)等间距焊接，外包立柱布置纵向拉筋(2)及箍筋(3)，使钢柱与立柱形成整体连接受力节点；钢柱柱底双向布置靴梁，其中靴梁-腹板(8)与钢柱(1)、柱脚底板(10)相焊接，柱脚-横板(6)水平焊接于靴梁-腹板(8)及肋板(9)顶，肋板(9)与靴梁、横板(6)、柱脚底板(10)相焊接，加劲连接板(5)垂直焊接于最低部隔板(4)及柱脚横板(13)之间，各个锚栓贯穿孔两侧对称分布有肋板。
2.根据权利要求1所述的既有预应力结构加层钢柱柱脚结构，其特征在于：在4个所述靴梁-横板(6)范围内腹板两侧对称布置4个定位锚栓，柱脚底板(10)设置有腰圆形通孔来调节钢柱水平位置，底板底下设有微调螺母，通过上拧或下拧校正钢柱的垂直度。
3.根据权利要求1所述的既有预应力结构加层钢柱柱脚结构，其特征在于，所述柱脚底板(10)上锚固螺栓穿过预先钻穿的植筋孔，所述植筋孔为U形缺口，并在植筋孔灌注植筋胶。
4.根据权利要求1所述的既有预应力结构加层钢柱柱脚结构，其特征在于：在所述柱脚基础板顶及板底布置双向受力钢筋，在非预应力筋投影，即基础以内钢柱边以外，范围内，基础板顶布置双向附加钢筋；基础板顶受拉钢筋及附加钢筋以交叉垂直锚固于柱侧张拉端。
5.根据权利要求1所述的既有预应力结构加层钢柱柱脚结构，其特征在于：在所述柱脚基础板底受力筋以下布置钢筋网(11)，锚固螺栓(7、14)穿过钢筋网(11)，在网片下部焊接垫板(16)，使锚固筋受拉时柱脚与基础协调受力。
6.根据权利要求1所述的既有预应力结构加层钢柱柱脚结构，其特征在于：柱脚基础、立柱及矩形钢管立柱(1)内部灌注比原混凝土高一标号的微膨胀自密实混凝土；浇筑管灌胶后设置保护装置，以防止所述钢筋和所附加植筋摇摆磕碰，直至所述植筋胶固化。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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