CN115059188B - 一种用于结构井拐角处的钢柱结构、建筑物及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于结构井拐角处的钢柱结构、建筑物及施工方法，属于建筑工程技术领域，解决了结构井拐角处钢柱埋入式柱脚施工复杂的问题，包括柱体，柱体底部设置有底板，底板具有与柱体的一侧外侧面平齐的第一侧面，底板的下表面固定有侧板，侧板的一侧板面与第一侧面平齐，侧板垂直固定有多个用于插入结构井筏形基础的第一锚固件，底板的下表面还垂直固定有多个第二锚固件，采用本发明的钢柱结构，施工方便快捷。

Description

一种用于结构井拐角处的钢柱结构、建筑物及施工方法

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种用于结构井拐角处的钢柱结构、建筑物及施工方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

在装配式钢结构居住建筑中，电梯井、集水坑等(以下统称结构井)普遍存在。因结构布置的需要，在结构井拐角外侧通常布置有钢柱，由于钢柱紧贴结构井，因此柱脚如果外包混凝土，混凝土就会进入结构井内部，影响结构井的功能，因此该部位的钢柱柱脚因为结构井的影响难以实现完全的钢筋混凝土外包式柱脚，无法实现完全的刚接。除外包式外，刚接柱脚还包括外露式、埋入式等形式。因钢柱邻近结构井，柱脚底板布置受到较大限制，无法做成传统的外露式柱脚。现状做法是做成埋入式柱脚，因埋入式柱脚对于钢柱埋置深度、柱底锚栓锚固长度的要求，对于常见厚度的筏形基础，必须在埋入式柱脚处设置下柱墩才能满足。

现状做法存在以下缺点：

1、构造复杂。因钢柱位置本就处于结构井拐角处，而结构井的设置本身就需要在井底设置补强构造，结构井井壁及井底的结构形式整体为空间棱台形，钢筋构造及模板支设已较为复杂。在该结构井拐角设置埋入式钢柱脚时，下柱墩需要利用混凝土浇注，下柱墩与结构井的井壁、井底存在交叉和重叠，且有着不同的底部标高，使得该区域的钢筋构造愈加复杂，施工难度加大。

2、工程成本高。采用埋入式钢柱脚需进一步增加钢柱长度、柱身栓钉数量。设置下柱墩，需要针对下柱墩对土体进行开挖，且需要对下柱墩进行防水处理，增大了土方开挖、垫层、筏形基础混凝土、防水材料等诸多子项的工程量，延长了施工周期。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种用于结构井拐角处的钢柱结构，利用底板、侧板、第一锚固件和第二锚固件将钢柱与结构井的筏形基础进行锚固，省去了下柱墩，构造简单，降低了施工难度，且无需增加钢柱长度。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案

第一方面，本发明的实施例提供了一种用于结构井拐角处的钢柱结构，包括柱体，柱体底部设置有底板，底板具有与柱体的一侧外侧面平齐的第一侧面，底板的下表面固定有侧板，侧板的一侧板面与第一侧面平齐，侧板垂直固定有多个用于插入筏形基础的第一锚固件，底板的下表面还垂直固定有多个第二锚固件。

可选的，底板为L型板，包括第一板部和垂直设置在第一板部一端的第二板部，底板的内拐角由第一板部的第一侧面和第二板部的第二侧面构成，第一侧面和第二侧面垂直相交，其中侧板的一端与第一侧面的一端平齐，侧板的另一端与第一侧面的另一端平齐。

可选的，第一锚固件采用多组第一锚固筋，多组第一锚固筋沿垂直于底板的方向分布。

可选的，所述第二锚固件采用角钢，角钢的位置与钢柱的拐角位置相对应，角钢的底部固定有封板。

可选的，所述角钢固定有多个栓钉。

进一步的，多个栓钉沿角钢的长度方向设置；

进一步的，多个栓钉沿角钢长度方向等间隔设置。

可选的，底板的下表面还固定有第二锚固筋，第二锚固筋平行于侧板设置。

可选的，柱体的第一侧壁的外侧面与底板的第一侧面相平齐，第二锚固件的位置对应于第一侧壁对侧的第二侧壁的中心位置。

第二方面，本发明的实施例提供了一种建筑物，设置有第一方面所述的用于结构井拐角处的钢柱结构。

第三方面，本发明的实施例提供了一种用于结构井拐角处钢柱结构的施工方法，包括以下步骤：

将底板与侧板进行固定，在侧板上固定第一锚固件，在底板上固定第二锚固件，完成柱脚的加工；

将加工完成的柱脚安装就位，然后浇注混凝土筏形基础，第一锚固件和第二锚固件均埋入混凝土筏形基础内部；

吊装钢柱，将钢柱底端与底板进行固定。

可选的，混凝土筏形基础的顶面与底板的上表面相平齐，底板的第一侧面与混凝土筏形基础的结构井井壁相平齐。

本发明的有益效果：

1.本发明的用于结构井拐角处的钢柱结构，通过底板、侧板、第一锚固件和第二锚固件形成柱脚结构，使用时，第一锚固件、第二锚固件能够直接埋入结构井的筏形基础中，与埋入式柱脚相比，无需设置下柱墩，避免了设置下柱墩与结构井的井壁、井底存在交叉和重叠，降低了施工难度。

2.本发明的用于结构井拐角处的钢柱结构，通过底板、侧板、第一锚固件和第二锚固件形成柱脚结构，使用时，无需设置下柱墩，对钢柱的埋置深度没有要求，与现有的埋入式柱脚相比，钢柱的长度小，而且不设置下柱墩，减少了土方开挖，垫层用料和筏形基础的混凝土用料，避免了铺设防水材料，减少了工程量。

3.本发明的用于结构井拐角处的钢柱结构，具有第一锚固件和第二锚固件，且具有底板和侧板，能够全面传递上部柱体所受的轴向压力、水平剪力和柱底弯矩等内力，承载能力强，保证了柱体的稳定。

4.本发明的用于结构井拐角处的钢柱结构的施工方法，柱脚预先加工，在结构井筏形基础浇注前预先安装就位，然后浇注筏形基础时可同时将柱脚结构埋入筏形基础的混凝土内部，节省了施工现场现场制作钢柱柱脚的时间，缩短了施工周期，简化了施工步骤。

5.本发明的用于结构井拐角处的钢柱结构的施工方法，在角钢处焊接多个栓钉，进一步提高了角钢与结构井筏形基础的锚固强度，进而提高了柱脚与筏形基础的锚固强度，提高了整个柱脚的承载能力。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本发明实施例1整体结构俯视图；

图2为本发明实施例1整体结构主视图；

其中，1.柱体，1-1.第一侧壁，2.底板，2-1.第一侧面，3.侧板，4.角钢，5.栓钉，6.封板，7.第一锚固筋，8.第二锚固筋。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种结构井拐角处的钢柱结构，用于结构井四个拐角处，结构井为电梯井或集水坑等，且电梯井和集水坑的水平截面均为矩形，钢柱为截面为矩形的钢柱，其中钢柱一侧面积较大的侧壁的外侧面与筏形基础中结构井一侧井壁平齐。

结构井拐角处的钢柱结构包括柱体1和柱脚，柱体1通过柱脚与筏形基础固定。

筏形基础上设置结构井时，应需在结构井底进行结构补强，会在筏板底形成倒棱台状结构,当采用埋入式柱脚时，下柱墩容易与井底的补强构造或结构井井壁产生重叠，导致了钢筋结构复杂，施工困难。

如图1-图2所示，柱体1采用截面为矩形的柱体，由第一侧壁1-1、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁围合而成，第一侧壁和第二侧壁为面积较大的两个相对的侧壁，第三侧壁和第四侧壁为面积较小的两个相对的侧壁。

柱脚包括底板2、侧板3、多个第一锚固件和多个第二锚固件，柱脚能够通过第一锚固件和第二锚固件与混凝土筏形基础锚固。底板和侧板均采用钢板制成，方便焊接，且结构强度高。

底板2固定在柱体的底面，且与柱体1的轴线垂直设置。底板包括上板面和下板面及设置在上板面和下板面之间的多个侧面，其中一个侧面与柱体的其中一个侧壁的外柱面平齐设置，定义该侧面为第一侧面2-1，其中柱体中与第一侧面2-1平齐的侧面为柱体安装后与筏形基础中结构井井壁平齐的侧面。

底板2可采用矩形板或多边形板或不规则形状板，本实施例中，底板2采用L型板。

底板2采用与结构井拐角形状相匹配的L型平板，包括第一板部和垂直设置在第一板部一端的第二板部，底板具有L型的上板面和下板面以及设置在上板面和下板面之间的六个侧面。

第一板部和第二板部拐角内侧面包括第一板部的第一侧面2-1和第二板部的第二侧面，第一侧面2-1和第二侧面垂直相交，第一侧面2-1和第二侧面分别用于与筏形基础中用于设置结构井的相邻两个井壁相平齐。

第一板部第一侧面2-1对侧的侧面为第三侧面，第二板部第二侧面对侧的侧面为第四侧面，第三侧面和第四侧面构成底板拐角的外侧面。

所述柱体1固定在底板2的上板面，本实施例中，可通过焊接的方式将柱体1固定在底板2的上表面。

根据结构布置需要，其中柱体1的第一侧壁1-1外表面即第一柱面与底板2的第一侧面2-1相平齐，使得钢柱不会进入结构井内，且柱体1的中心线在底板2上的投影位于第二板部的一侧，第一板部的宽度大于柱体1第三侧壁的宽度。整个底板2的面积大于柱体1的截面面积，使得底板2能够承受柱体底部产生的弯矩。

底板2的下板面固定有侧板3，侧板3与底板2垂直设置，本实施例中，侧板3采用矩形板，侧板3的顶端焊接固定在底板2的下板面。

侧板3的一侧板面与底板2的第一侧面和柱体1的第一侧壁1-1的外柱面相平齐设置，侧板3一端与底板2第一侧面2-1的一端相平齐，侧板3的另一端与底板2第一侧面2-1的另一端相平齐，使得侧板3的锚固范围覆盖柱体1的一处拐角和中部位置。

侧板3上固定有多个第一锚固件，第一锚固件垂直于侧板3设置，第一锚固件采用第一锚固筋7，侧板3的一侧板面与底板2的第一侧面相平齐，第一锚固筋7的一端垂直固定在侧板3的另一侧板面，本实施例中，第一锚固筋7采用焊接的方式与侧板3进行固定。

为了增强锚固强度，侧板3上设置有多组第一锚固筋7，多组第一锚固筋7沿垂直于底板2的方向设置，每组具有多个第一锚固筋7，同一组的第一锚固筋7沿平行于底板2的方向设置，本实施例中，沿垂直于底板2的方向，共设置四组第一锚固筋7，同一组第一锚固筋7的数量为两个，可以理解的是，本领域技术人员可根据实际需要确定第一锚固筋7的数量。

通过设置第一锚固筋7，第一锚固筋7能够承受柱体1底部的轴向内力和一定的弯矩。

第一锚固筋7采用带有螺纹的钢筋制成，第一锚固筋7的长度根据所需要的锚固力需求进行确定。

底板2的下板面还固定有多个第二锚固件，第二锚固件垂直于底板设置，用于承受柱体底部所受的水平剪力。

第二锚固件采用角钢4，角钢4的顶端与底板2的下板面固定，本实施例中，角钢4的顶端通过焊接的方式与底板2的下板面固定。

角钢的底端焊接固定有封板6，封板6采用一块矩形板或正方形板，其面积大于角钢4截面所在的矩形的面积，使得封板6能够承担一部分竖向力和柱底弯矩。

在其他一些实施例中，第二锚固件也可采用工字钢或方钢或圆柱钢等，本领域技术人员根据实际需要选择即可。

通过设置角钢4，能够承担柱体所受的水平剪力，本实施例中，角钢4设置三个，其设置位置分别对应于柱体1的三个角处，具体的，角钢4的外侧面与柱体拐角的外侧面相平齐，其中侧板3位置对应的柱体1拐角对应的底板位置不设置角钢，由于该位置已经利用了侧板进行锚固，因此无需设置角钢4。

为了进一步增强角钢4与结构井筏形基础的锚固强度，角钢的外侧面固定有多个栓钉5，本实施例中，多个栓钉5沿垂直于底板的方向布置，即沿角钢4的长度方向布置，栓钉5通过焊接的方式与角钢4的外侧面固定，栓钉5的杆端与角钢4焊接固定。

采用带有栓钉5的角钢4，相对于采用锚固钢筋，能够提供更高的锚固强度。

本实施例中，其中一个角钢4上的栓钉5轴线垂直于第三侧面，另一个角钢4上的栓钉5轴线垂直于第二板部与第三侧面平行的侧面，第三个角钢4上的栓钉5的轴线垂直于第一板部与第四侧面平行的侧面。

可以理解的是，也可以在三根角钢4的两个外侧面均设置栓钉5，本领域技术人员根据实际需要设置即可。

本实施例中，为了进一步增强柱脚的抗水平剪力能力，底板的下板面还设置有至少一个第二锚固筋8，本实施例中，设置一根第二锚固筋8，第二锚固筋8的位置对应于柱体的第二侧壁的中心位置。

本实施例中，由于柱体第二侧壁两个端部以利用角钢进行锚固，因此将第二锚固筋设置第二侧壁的中心对应位置，锚固效果最好。

本实施例中，通过底板2、第一锚固筋7、角钢4和第二锚固筋8，均使得柱脚能够承受一定的弯矩，通过第一锚固筋7，能够使得柱脚承受一定的沿竖向的轴向力，通过角钢4和第二锚固筋8，能够使得柱脚能够承受一定的水平剪力，因此本实施例的柱脚能够实现钢柱的全方位锚固，强度高。

而且柱脚的第一锚固筋7、第二锚固筋8和角钢4能够直接埋入筏形基础的混凝土中，无需设置下柱墩，避免了设置下柱墩与结构井的井壁、井底存在交叉和重叠，降低了施工难度，而且不设置下柱墩，减少了土方开挖，垫层用料和筏形基础的混凝土用料，避免了铺设防水材料，减少了工程量，与埋入式柱脚相比，本实施例的柱体无需延长设置，节省了钢柱材料用量。

实施例2

本实施例提供了一种建筑物，为钢结构装配式建筑物，设置有实施例1所述的用于结构井拐角处的钢柱结构，结构井的四个拐角处均设置有实施例1所述的用于结构井拐角处的钢柱结构，结构井为电梯井、集水坑等，钢柱结构的柱脚锚固在筏形基础内部，筏形基础顶面为建筑物地下室结构的底面，建筑物的其余结构采用现有结构即可，在此不进行详细叙述。

实施例3

本实施例提供了一种实施例1所述的用于结构井拐角处的钢柱结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：预先加工柱体和柱脚，柱体的加工方法采用现有的方钢柱的加工方法即可，在此不进行详细叙述。柱脚加工时，首先切割出满足尺寸需求的底板2，在底板2底面焊接固定侧板3、角钢4及第二锚固筋8，在侧板3上焊接固定多组第一锚固筋7，完成了柱脚的加工，并将加工好的柱体1和柱脚运输至施工现场。

步骤2：将加工好的柱脚安装就位，分别设置在结构井位置的四个角处，且底板2的第一侧面与筏形基础内结构井井壁相平齐。

步骤3：支设浇注筏形基础的模板，模板支设完成后，在模板内部放置预先绑扎好钢筋笼，钢筋笼由多个钢筋绑扎固定而成，钢筋笼安装就位后，开始浇注混凝土，形成结构井的筏形基础，其中，浇注的筏形基础的顶面与底板2的上表面相平齐，角钢4、第一锚固筋7、第二锚固筋8及栓钉5埋入筏形基础的混凝土中，与筏形基础锚固固定。

步骤4：待筏形基础的混凝土强度达到设定要求后，将柱体1底端与底板2的上板面进行固定，本实施例中，柱体1底端通过焊接的方式与底板2的上表面进行固定。

柱体1与底板2固定完成后，完成了整个结构井拐角处钢柱结构的施工。

采用本实施例的钢柱结构，钢柱的柱脚埋入结构井的筏形基础中，进而实现了钢柱的固定，无需设置额外的下柱墩，避免了下柱墩浇注时需要进行的土方开挖、防水层铺设及浇注等步骤，节省了施工步骤，缩短了施工周期。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种用于结构井拐角处的钢柱结构，包括柱体，其特征在于，柱体底部设置有底板，底板具有与柱体的一侧外侧面平齐的第一侧面，底板的下表面固定有侧板，侧板的一侧板面与第一侧面平齐，侧板垂直固定有多个用于插入筏形基础的第一锚固件，底板的下表面还垂直固定有多个第二锚固件；

底板为L型板，包括第一板部和垂直设置在第一板部一端的第二板部，底板的内拐角由第一板部的第一侧面和第二板部的第二侧面构成，第一侧面和第二侧面垂直相交，其中侧板的一端与第一侧面的一端平齐，侧板的另一端与第一侧面的另一端平齐；

第一锚固件采用多组第一锚固筋，多组第一锚固筋沿垂直于底板的方向分布；

所述第二锚固件采用角钢，角钢的位置与钢柱的拐角位置相对应，角钢的底部固定有封板。

2.如权利要求1所述的一种用于结构井拐角处的钢柱结构，其特征在于，所述角钢固定有多个栓钉；

进一步的，多个栓钉沿角钢的长度方向设置；

进一步的，多个栓钉沿角钢长度方向等间隔设置。

3.如权利要求1所述的一种用于结构井拐角处的钢柱结构，其特征在于，底板的下表面还固定有第二锚固筋，第二锚固筋平行于侧板设置。

4.如权利要求3所述的一种用于结构井拐角处的钢柱结构，其特征在于，柱体的第一侧壁的外侧面与底板的第一侧面相平齐，第二锚固件的位置对应于第一侧壁对侧的第二侧壁的中心位置。

5.一种建筑物，其特征在于，设置有权利要求1-4任一项所述的用于结构井拐角处的钢柱结构。

6.一种权利要求1-4任一项所述的用于结构井拐角处钢柱结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

将底板与侧板进行固定，在侧板上固定第一锚固件，在底板上固定第二锚固件，完成柱脚的加工；

将加工完成的柱脚安装就位，然后浇注结构井的混凝土筏形基础，第一锚固件和第二锚固件均埋入混凝土筏形基础内部；

吊装钢柱，将钢柱底端与底板进行固定。

7.如权利要求6所述的一种用于结构井拐角处钢柱结构的施工方法，混凝土筏形基础的顶面与底板的上表面相平齐，底板的第一侧面与混凝土筏形基础的结构井井壁相平齐。