CN113914350B - 一种装配式混凝土预制基础结构及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种装配式混凝土预制基础结构及其安装方法，包括预制层机构和装配钢结构，所述预制层机构包括混凝土垫层和预制柱基础，所述预制柱基础的底端固定有混凝土垫层，所述装配钢结构包括抗剪键、钢柱底板和钢柱杆，所述钢柱底板的底端固定有抗剪键，所述钢柱底板的上端固定有钢柱杆，所述预制层机构上设置有用于和装配钢结构连接的定位固定组件，所述定位固定组件上套接有用于装配成型的装配钢结构，本发明通过采用装配式基础结构减少了现场施工限制的影响和建筑垃圾，有效保证基础的生产质量，同时采用调整螺母调整柱脚标高以安装校正，达到提高施工精度和节约施工材料的目的。

Description

一种装配式混凝土预制基础结构及其安装方法

技术领域

本发明属于建筑技术领域，尤其涉及一种装配式混凝土预制基础结构及其安装方法。

背景技术

我国工业钢结构的浅基础常采用现场浇筑混凝土的方式制作，先开挖基坑，在基坑内绑扎钢筋完成后，再支护模板并预埋地脚螺栓，浇筑混凝土，最后钢柱通过地脚螺栓与基础连接。然而，在对已有工业钢结构的改扩建项目中，现场制作混凝土基础的施工工作面往往受到限制，且易产生较多的现场建筑垃圾，导致施工效率低，且施工质量不易得到保证。

发明内容

为了减少现场工作面的施工限制、提高施工效率和满足绿色建筑中的节材要求，本发明提供了一种装配式混凝土预制基础结构及其安装方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种装配式混凝土预制基础结构，包括预制层机构和装配钢结构；其特征在于：所述预制层机构上设置有用于和装配钢结构连接的定位固定组件，所述定位固定组件上套接有用于装配成型的装配钢结构；

优选的，所述预制层机构包括混凝土垫层和预制柱基础，所述预制柱基础的底端固定有混凝土垫层；

优选的，所述装配钢结构包括抗剪键、钢柱底板和钢柱杆，所述钢柱底板的底端固定有抗剪键，所述钢柱底板的上端固定有钢柱杆；

优选的，所述定位固定组件包括锚杆、调节螺母、底部螺母垫板、顶部螺母垫板、紧固螺母和止退螺母，所述预制柱基础的上端开设有浇注口，所述锚杆设置在浇注口的内部，所述锚杆的上端穿过浇注口并设置在浇注口的上侧，所述锚杆的外部螺旋套接有调节螺母，所述调节螺母上端的锚杆外部套接有底部螺母垫板，所述底部螺母垫板上端的锚杆外部滑动套接有钢柱底板，所述钢柱底板上端的锚杆外部套接有顶部螺母垫板，所述顶部螺母垫板上端的锚杆外部螺旋套接有紧固螺母，所述紧固螺母上端的锚杆外部螺旋套接有止退螺母，所述锚杆的底部设置有用于增强抗剪力的转动外凸机构，所述锚杆的内部设置有用于竖直固定锚杆的定位固定机构。

优选的，所述转动外凸机构包括凸轮柱、转杆、传动轴、复位弹簧、凸轴、空腔和圆弧凸起部，所述锚杆的一侧开设有空腔，所述空腔的内部固定有凸轮柱，所述凸轮柱的外部转动套接有转杆，所述转杆的内部滑动设置有传动轴，所述传动轴的底端和凸轮柱上端贴合，所述传动轴的上端固定有复位弹簧，所述复位弹簧和传动轴设置在转杆内部的滑槽内部，所述传动轴的一端固定有若干个圆弧凸起部，所述转杆的一端内部滑动设置有若干个和圆弧凸起部对应的凸轴。

优选的，所述钢柱底板和预制柱基础顶面的空隙内部填充有后浇细石砼。

优选的，所述凸轴的一端为光滑的倒角圆弧状，所述凸轴的一端和传动轴的侧壁能够完全贴合。

优选的，所述定位固定机构包括连杆、固定齿轮、滑轨、传动齿轮、固定套、传动套、限位柱、棘爪、棘轮和固定柱，所述锚杆的内部转动设置有连杆，所述连杆的上端固定有棘轮，所述棘轮转动设置在锚杆的上端，所述锚杆的上端转动设置有用于和棘轮啮合的棘爪，所述棘轮的上端固定有用于转动连杆的固定柱，所述连杆的底端固定有固定齿轮，所述固定齿轮的轮齿设置锚杆的外侧，所述固定齿轮上下端的锚杆通过连接块固定连接，所述锚杆的一侧固定有滑轨，所述滑轨的外部转动套接有传动齿轮，所述传动齿轮的一端和固定齿轮啮合，所述传动齿轮的一端固定有固定套，所述固定套的内部螺旋对接有传动套，所述传动套的内部滑动设置有用于限制传动套转动的棱柱体限位柱，所述限位柱的一端和锚杆侧壁固定连接。

优选的，所述复位弹簧的弹力大于圆弧凸起部和凸轴之间的摩擦力。

优选的，所述钢柱底板的上端开设有用于和锚杆对接的开口，所述开口的内壁能够和锚杆的外壁完全贴合。

优选的，一种装配式混凝土预制基础结构，其安装方法包括以下步骤：

步骤一：在工厂制作预制柱基础时，锚杆预埋进预制柱基础中，在节点组装前，将调节螺母和底部螺母垫板依次预先旋进锚杆中一段距离。在基坑底部设置混凝土垫层，并将预制柱基础放置在混凝土垫层上。

步骤二：将锚杆杆倾斜一定角度使得转杆在重力作用下转动一端从空腔内部露出，凸轮柱带动传动轴滑动使得圆弧凸起部与凸轴接触顶动凸轴从转杆上端凸起。

步骤三：将钢柱杆和抗剪键分别与钢柱底板焊接，并确保预制柱基础的所有底部螺母垫板的顶面高度大致处于同一水平高度。

步骤四：吊装钢柱，并将锚杆穿过钢柱底板的螺孔，钢柱底板底面与各底部螺母垫板充分接触并所受的反力较小时，通过锚杆调整底部螺母垫板的高度，使节点满足规范要求的相关偏差值，和工程所需的构件标高。

步骤五：经多次调整校正完毕，将调节螺母、紧固螺母和止退螺母依次拧紧，对钢柱底板和预制柱基础顶面的空隙采用后浇细石砼浇筑。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过锚杆作为连接件，锚杆的底端插入预制柱基础内部并通过细石砼固定，锚杆顶端通过螺母从上下端夹持固定钢柱底板使得固定钢板能够有效固定在预制柱基础上方形成一个整体基础结构，安装使用更加方便。

2、本发明通过采用转动外凸机构，由于浇注口的口径远大于锚杆的直径，当锚杆插入在预制柱基础的浇注口内部口，可以将锚杆倾斜使得一侧的转杆受重力影响后从空腔内部绕凸轮柱转动到一端从空腔内部外露的状态，这样在浇注细石砼后，横向的转杆被固定后能够增大竖直的锚杆的抗剪力，使得锚杆在浇注口的内部不会出现晃动的问题，不会因为固定不够牢固而能够从细石砼内部拔出，同时由于凸轮柱带动传动轴滑动使得圆弧凸起部与凸轴接触顶动凸轴从转杆上端凸起，在转杆上凸起的竖直凸轴能够增大转杆的竖直抗剪力，使得转杆在细石砼内部的抗剪效果更好，对锚杆能够起到很好的固定作用，由于浇注口的口径比锚杆大，锚杆插入浇注口内部不方便保持竖直，如果锚杆不能竖直对后续的装配安装会造成影响，通过定位固定机构将锚杆插入浇注口后通过转动固定柱的方式，经过齿轮传动的效果使得锚杆两侧的传动套从固定套内部延伸出来，最终能够抵住浇注口的两侧，使得锚杆有效保持竖直的状态，且由于顶端棘轮棘爪的配合方式，使得传动套不会回缩，一直能够起到支撑固定的作用，使用起来效果更好。

3、本发明的装配式基础结构减少了现场施工限制的影响和建筑垃圾，有效保证基础的生产质量，同时采用调整螺母调整柱脚标高以安装校正，达到提高施工精度和节约施工材料的目的

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明装配式混凝土基础结构的预制柱基础立面图；

图2是本发明装配式混凝土基础结构的钢柱立面图；

图3是本发明装配式混凝土基础结构的柱脚节点安装后的立面图；

图4为本发明的锚杆的局部剖视图；

图5为本发明的锚杆的局部剖视图；

图6为本发明的图5中A的放大结构示意图；

图7为本发明的锚杆的剖视结构示意图；

图8为本发明的图7中B的放大剖视结构示意图；

图9为本发明的连杆顶端俯视结构示意图。

图中：1、混凝土垫层；2、预制柱基础；3、锚杆；4、后浇细石砼；5、抗剪键；6、调节螺母；7、底部螺母垫板；8、钢柱底板；9、顶部螺母垫板；10、紧固螺母；11、止退螺母；12、钢柱杆；13、定位固定机构；31、凸轮柱；32、转杆；33、传动轴；34、复位弹簧；35、凸轴；36、空腔；37、圆弧凸起部；101、连杆；102、固定齿轮；103、滑轨；104、传动齿轮；105、固定套；106、传动套；107、限位柱；108、棘爪；109、棘轮；110、固定柱。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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的实施方式和简化描述，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实施方式的限制。

首先，参照图1至图9对本发明的实施例涉及的一种装配式混凝土预制基础结构及其安装方法进行具体的说明。

一种装配式混凝土预制基础结构，包括预制层机构和装配钢结构；其特征在于：预制层机构上设置有用于和装配钢结构连接的定位固定组件，定位固定组件上套接有用于装配成型的装配钢结构；

预制层机构包括混凝土垫层1和预制柱基础2，预制柱基础2的底端固定有混凝土垫层1，在基坑底部设置混凝土垫层1，并将预制柱基础2放置在混凝土垫层1上；

装配钢结构包括抗剪键5、钢柱底板8和钢柱杆12，钢柱底板8的底端固定有抗剪键5，钢柱底板8的上端固定有钢柱杆12，通过安装的抗剪键5增大钢柱底板8对细石砼的抗剪力使得钢柱底板8的安装更加牢固；

定位固定组件包括锚杆3、调节螺母6、底部螺母垫板7、顶部螺母垫板9、紧固螺母10和止退螺母11，预制柱基础2的上端开设有浇注口，锚杆3设置在浇注口的内部，锚杆3的上端穿过浇注口并设置在浇注口的上侧，锚杆3的外部螺旋套接有调节螺母6，调节螺母6上端的锚杆3外部套接有底部螺母垫板7，底部螺母垫板7上端的锚杆3外部滑动套接有钢柱底板8，钢柱底板8上端的锚杆3外部套接有顶部螺母垫板9，顶部螺母垫板9上端的锚杆3外部螺旋套接有紧固螺母10，紧固螺母10上端的锚杆3外部螺旋套接有止退螺母11，锚杆3的底部设置有用于增强抗剪力的转动外凸机构，锚杆3的内部设置有用于竖直固定锚杆3的定位固定机构13。

转动外凸机构包括凸轮柱31、转杆32、传动轴33、复位弹簧34、凸轴35、空腔36和圆弧凸起部37，锚杆3的一侧开设有空腔36，空腔36的内部固定有凸轮柱31，凸轮柱31的外部转动套接有转杆32，转杆32的内部滑动设置有传动轴33，传动轴33的底端和凸轮柱31上端贴合，传动轴33的上端固定有复位弹簧34，复位弹簧34和传动轴33设置在转杆32内部的滑槽内部，传动轴33的一端固定有若干个圆弧凸起部37，转杆32的一端内部滑动设置有若干个和圆弧凸起部37对应的凸轴35。

为了增加牢固性，钢柱底板8和预制柱基础2顶面的空隙内部填充有后浇细石砼4，填充的细石砼使得钢柱底板8和预制柱基础2之间能够有填充物起到支撑的作用，避免出现晃动的问题。

为了方便传动，凸轴35的一端为光滑的倒角圆弧状，凸轴35的一端和传动轴33的侧壁能够完全贴合，这样传动轴33在滑动后使得圆弧凸起部37和凸轴35接触时，凸轴35能够顺畅的被圆弧凸起部37带动顶起。

定位固定机构13包括连杆101、固定齿轮102、滑轨103、传动齿轮104、固定套105、传动套106、限位柱107、棘爪108、棘轮109和固定柱110，锚杆3的内部转动设置有连杆101，连杆101的上端固定有棘轮109，棘轮109转动设置在锚杆3的上端，锚杆3的上端转动设置有用于和棘轮109啮合的棘爪108，棘轮109的上端固定有用于转动连杆101的固定柱110，连杆101的底端固定有固定齿轮102，固定齿轮102的轮齿设置锚杆3的外侧，固定齿轮102上下端的锚杆3通过连接块固定连接，锚杆3的一侧固定有滑轨103，滑轨103的外部转动套接有传动齿轮104，传动齿轮104的一端和固定齿轮102啮合，传动齿轮104的一端固定有固定套105，固定套105的内部螺旋对接有传动套106，传动套106的内部滑动设置有用于限制传动套106转动的棱柱体限位柱107，限位柱107的一端和锚杆3侧壁固定连接。

为了能够自动复位，复位弹簧34的弹力大于圆弧凸起部37和凸轴35之间的摩擦力，这样转杆32在收回到空腔36内部后，传动轴33的一端不与凸轮柱31的凸起端接触后复位弹簧34由于弹力作用会顶动传动轴33滑动。

为了增强牢固性，钢柱底板8的上端开设有用于和锚杆3对接的开口，开口的内壁能够和锚杆3的外壁完全贴合，这样钢柱底板8在锚杆3外部套接固定后，能够避免出现水平方向的晃动。

一种装配式混凝土预制基础结构，其安装方法包括以下步骤：

步骤一：在工厂制作预制柱基础2时，锚杆3预埋进预制柱基础2中，在节点组装前，将调节螺母6和底部螺母垫板7依次预先旋进锚杆3中一段距离。在基坑底部设置混凝土垫层1，并将预制柱基础2放置在混凝土垫层1上。

步骤二：将锚杆3倾斜一定角度使得转杆32在重力作用下转动一端从空腔36内部露出，凸轮柱31带动传动轴33滑动使得圆弧凸起部37与凸轴35接触顶动凸轴35从转杆32上端凸起。

步骤三：将钢柱杆12和抗剪键5分别与钢柱底板8焊接，并确保预制柱基础2的所有底部螺母垫板7的顶面高度大致处于同一水平高度。

步骤四：吊装钢柱杆12，并将锚杆3穿过钢柱底板8的螺孔，钢柱底板8底面与各底部螺母垫板7充分接触并所受的反力较小时，通过锚杆3调整底部螺母垫板7的高度，使节点满足规范要求的相关偏差值，和工程所需的构件标高。

步骤五：经多次调整校正完毕，将调节螺母6、紧固螺母10和止退螺母11依次拧紧，对钢柱底板8和预制柱基础2顶面的空隙采用后浇细石砼4。

工作原理：在工厂制作预制柱基础2时，锚杆3预埋进预制柱基础2中，在节点组装前，将调节螺母6和底部螺母垫板7依次预先旋进锚杆3中一段距离，在基坑底部设置混凝土垫层1，并将预制柱基础2放置在混凝土垫层1上，将锚杆3倾斜一定角度使得转杆32在重力作用下转动一端从空腔36内部露出，凸轮柱31带动传动轴33滑动使得圆弧凸起部37与凸轴35接触顶动凸轴35从转杆32上端凸起，这样在浇注细石砼后，横向的转杆32被固定后能够增大竖直的锚杆3的抗剪力，使得锚杆3在浇注口的内部不会出现晃动的问题，不会因为固定不够牢固而能够从细石砼内部拔出，同时由于凸轮柱31带动传动轴33滑动使得圆弧凸起部37与凸轴35接触顶动凸轴35从转杆32上端凸起，在转杆32上凸起的竖直凸轴35能够增大转杆32的竖直抗剪力，使得转杆32在细石砼内部的抗剪效果更好，对锚杆3能够起到很好的固定作用，锚杆3插入浇注口之后，使用夹持设备套接在固定柱110外部转动固定柱110，带动锚杆3内部的连杆101以及固定齿轮102一同转动，固定齿轮102经过传动带动一侧啮合的传动齿轮104和固定套105转动，由于螺旋连接的作用使得固定套105内部的传动套106一同转动，由于棱柱状的限位柱107的限制使得传动套106无法转动，转化成随固定套105的转动而沿限位柱107滑动外伸，从而从两端抵住浇注口的内壁，使得锚杆3能够在浇注口内部有效保持竖直固定的状态，方便后续装配安装；

将钢柱杆12和抗剪键5分别与钢柱底板8焊接，并确保预制柱基础2的所有底部螺母垫板7的顶面高度大致处于同一水平高度，吊装钢柱杆12，并将锚杆3穿过钢柱底板8的螺孔，钢柱底板8底面与各底部螺母垫板7充分接触并所受的反力较小时，通过锚杆3调整底部螺母垫板7的高度，使节点满足规范要求的相关偏差值，和工程所需的构件标高，经多次调整校正完毕，将调节螺母6、紧固螺母10和止退螺母11依次拧紧，对钢柱底板8和预制柱基础2顶面的空隙采用后浇细石砼4即可，通过细石砼起到支撑效果使得钢柱底板8能够有效固定。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“另一”、“又一”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本发明的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

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“相连”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；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。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种装配式混凝土预制基础结构，包括预制层机构和装配钢结构；其特征在于：所述预制层机构上设置有用于和装配钢结构连接的定位固定组件，所述定位固定组件上套接有用于装配成型的装配钢结构；

所述预制层机构包括混凝土垫层（1）和预制柱基础（2），所述预制柱基础（2）的底端固定有混凝土垫层（1）；

所述装配钢结构包括抗剪键（5）、钢柱底板（8）和钢柱杆（12），所述钢柱底板（8）的底端固定有抗剪键（5），所述钢柱底板（8）的上端固定有钢柱杆（12）；

所述定位固定组件包括锚杆（3）、调节螺母（6）、底部螺母垫板（7）、顶部螺母垫板（9）、紧固螺母（10）和止退螺母（11），所述预制柱基础（2）的上端开设有浇注口，所述锚杆（3）设置在浇注口的内部，所述锚杆（3）的上端穿过浇注口并设置在浇注口的上侧，所述锚杆（3）的外部螺旋套接有调节螺母（6），所述调节螺母（6）上端的锚杆（3）外部套接有底部螺母垫板（7），所述底部螺母垫板（7）上端的锚杆（3）外部滑动套接有钢柱底板（8），所述钢柱底板（8）上端的锚杆（3）外部套接有顶部螺母垫板（9），所述顶部螺母垫板（9）上端的锚杆（3）外部螺旋套接有紧固螺母（10），所述紧固螺母（10）上端的锚杆（3）外部螺旋套接有止退螺母（11），所述锚杆（3）的底部设置有用于增强抗剪力的转动外凸机构；所述转动外凸机构包括凸轮柱（31）、转杆（32）、传动轴（33）、复位弹簧（34）、凸轴（35）、空腔（36）和圆弧凸起部（37），所述锚杆（3）的一侧开设有空腔（36），所述空腔（36）的内部固定有凸轮柱（31），所述凸轮柱（31）的外部转动套接有转杆（32），所述转杆（32）的内部滑动设置有传动轴（33），所述传动轴（33）的底端和凸轮柱（31）上端贴合，所述传动轴（33）的上端固定有复位弹簧（34），所述复位弹簧（34）和传动轴（33）设置在转杆（32）内部的滑槽内部，所述传动轴（33）的一端固定有若干个圆弧凸起部（37），所述转杆（32）的一端内部滑动设置有若干个和圆弧凸起部（37）对应的凸轴（35）。

2.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土预制基础结构，其特征在于：所述钢柱底板（8）和预制柱基础（2）顶面的空隙内部填充有后浇细石砼（4）。

3.根据权利要求2所述的一种装配式混凝土预制基础结构，其特征在于：所述凸轴（35）的一端为光滑的倒角圆弧状，所述凸轴（35）的一端和传动轴（33）的侧壁能够完全贴合。

4.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土预制基础结构，其特征在于：所述钢柱底板（8）通过焊接的方式分别和抗剪键（5）、钢柱杆（12）固定连接；所述复位弹簧（34）的弹力大于圆弧凸起部（37）和凸轴（35）之间的摩擦力。

5.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土预制基础结构，其特征在于：所述钢柱底板（8）的上端开设有用于和锚杆（3）对接的开口，所述开口的内壁能够和锚杆（3）的外壁完全贴合。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种装配式混凝土预制基础结构，其安装方法包括以下步骤：

步骤一：在工厂制作预制柱基础（2）时，锚杆（3）预埋进预制柱基础（2）中，在节点组装前，将调节螺母（6）和底部螺母垫板（7）依次预先旋进锚杆（3）中一段距离，在基坑底部设置混凝土垫层（1），并将预制柱基础（2）放置在混凝土垫层（1）上；

步骤二：将锚杆（3）倾斜一定角度使得转杆（32）在重力作用下转动一端从空腔（36）内部露出，凸轮柱（31）带动传动轴（33）滑动使得圆弧凸起部（37）与凸轴（35）接触顶动凸轴（35）从转杆（32）上端凸起；

步骤三：将钢柱杆（12）和抗剪键（5）分别与钢柱底板（8）焊接，并确保预制柱基础（2）的所有底部螺母垫板（7）的顶面高度处于同一水平高度；

步骤四：吊装钢柱杆（12），并将锚杆（3）穿过钢柱底板（8）的螺孔，钢柱底板（8）底面与各底部螺母垫板（7）充分接触并所受的反力较小时，通过锚杆（3）调整底部螺母垫板（7）的高度，使节点满足规范要求的相关偏差值，和工程所需的构件标高；

步骤五：经多次调整校正完毕，将调节螺母（6）、紧固螺母（10）和止退螺母（11）依次拧紧，对钢柱底板（8）和预制柱基础（2）顶面的空隙采用后浇细石砼（4）浇筑。

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