CN116290568A - 一种外露式钢柱柱脚及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于钢结构施工技术领域，提供一种外露式钢柱柱脚及其施工方法，该钢柱柱脚包括混凝土基础、定位机构、地脚螺栓和柱脚底板，定位机构包括定位井架和连接件，所述定位井架上设有与地脚螺栓预埋数量和预埋间距一致的若干个通孔，所述连接件安装于定位井架的外周并将定位井架与基础钢筋笼固定连接成一体，定位井架各个通孔的位置与对应的地脚螺栓的预埋位置一致，地脚螺栓从对应的通孔穿过定位井架并通过一对底部固定螺母进行固定，带有柱脚底板的钢柱安装在地脚螺栓上，将钢柱、柱脚底板、地脚螺栓、定位机构和基础钢筋笼固定连接成一体。本发明通过增加一套用于对地脚螺栓进行定位的定位机构，可以达到地脚螺栓安装方便、定位准确的目的。

Description

一种外露式钢柱柱脚及其施工方法
技术领域
本发明属于钢结构施工技术领域，具体涉及一种外露式钢柱柱脚及其施工方法。
背景技术
钢柱柱脚是钢结构中的重要节点，其作用是将钢柱下端轴力、剪力、弯矩传递给基础，使钢柱与基础有效地连接在一起，确保上部结构承受各种外力作用。钢柱柱脚类型按柱脚位置分外露式、外包式、埋入式和插入式。轻型钢结构房屋和重工业厂房中通常采用外露式钢柱柱脚，抗震设防烈度为6、7度且高度不超过50m的多层和高层钢框架也可采用外露式钢柱柱脚。
外露式钢柱柱脚施工时一般采用地脚螺栓将钢柱与基础进行连接固定，地脚螺栓通常预埋于基础内。目前，安装地脚螺栓时一般是基础混凝土浇筑前在其上方采用定位钢板、经纬仪、钢卷尺、水准仪等逐个调整悬空地脚螺栓的水平定位及竖向标高，同时采用短钢筋将调整好的悬空地脚螺栓与基础钢筋笼进行临时固定，待基础混凝土初凝前再次采用经纬仪、钢卷尺、水准仪等逐个复核经短钢筋临时固定的悬空地脚螺栓的水平定位及竖向标高。
现有外露式钢柱柱脚在安装地脚螺栓时使用设备多、步骤复杂，而且定位不准确，这是因为：1、由于地脚螺栓在基础混凝土浇筑前处于悬空布置，容易晃动，导致地脚螺栓的水平定位及竖向标高调整比较困难，且采用短钢筋进行临时固定时容易使地脚螺栓发生偏移，另外在基础混凝土浇筑时因振动棒震动，容易使地脚螺栓发生水平及竖向移位，进而导致地脚螺栓定位不准确；2、地脚螺栓在基础内的锚固长度过长(根据但泽义主编的《钢结构设计手册》第四版(中国建筑工业出版社，2019年2月)第1153页和第1164页的相关规定，地脚螺栓在基础内的锚固长度一般不宜小于25d，d为地脚螺栓直径)，且地脚螺栓悬空布置，当地脚螺栓垂直度稍有偏差，就会导致地脚螺栓的水平偏差过大。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种外露式钢柱柱脚及其施工方法，它通过增加一套用于对地脚螺栓进行定位的定位机构，可以达到地脚螺栓安装方便、定位准确的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种外露式钢柱柱脚，包括：
混凝土基础，包括基坑、预埋于所述基坑内的基础钢筋笼和浇筑于基坑内的混凝土；
定位机构，在混凝土浇筑前设于基坑内，其包括定位井架和连接件，所述定位井架上设有与地脚螺栓预埋数量和预埋间距一致的若干个通孔，所述连接件安装于定位井架的外周并将定位井架与基础钢筋笼固定连接成一体，当定位井架与基础钢筋笼固定连接后各个通孔的位置与对应的地脚螺栓的预埋位置一致；
地脚螺栓，在混凝土浇筑前预埋于基坑内，所述地脚螺栓在基坑内的预埋深度为10d～20d，d为地脚螺栓的直径，所述地脚螺栓包括螺栓本体、底部固定螺母和顶部固定螺母，所述螺栓本体的两端设有与底部固定螺母和顶部固定螺母相配置的螺纹，若干个地脚螺栓从对应的通孔穿过定位井架，一对所述底部固定螺母螺纹连接于螺栓本体的底部且分别位于定位井架的上方和下方，并将螺栓本体与定位井架连接成一体；
柱脚底板，固定安装于钢柱的底部，所述柱脚底板上设有若干个与地脚螺栓数量和位置相对应的安装孔，所述柱脚底板在混凝土浇筑后通过安装孔安装在地脚螺栓上，所述顶部固定螺母固定连接于螺栓本体伸出柱脚底板外的顶部，并与底部固定螺母一起将钢柱、柱脚底板、地脚螺栓、定位机构和基础钢筋笼固定连接成一体。
可选的，所述定位井架包括上下间隔一定距离水平设置的两个水平框架以及将两个水平框架固定连接成一体的若干个立柱，所述通孔开设于每个水平框架上，所述连接件固定安装于每个水平框架的外周。
可选的，所述水平框架包括横向定位板、纵向定位板和斜撑板，至少2个横向定位板和至少2个纵向定位板呈井字状固定连接在一起，所述斜撑板倾斜设置于两个横向定位板之间，所述通孔开设于横向定位板与纵向定位板的相交处，所述连接件安装于横向定位板的两端。
可选的，所述横向定位板、纵向定位板、斜撑板、立柱和连接件均采用角钢制作。
可选的，当地脚螺栓的材质为Q235时，地脚螺栓的预埋深度为10d～15d；当地脚螺栓的材质为Q345时，地脚螺栓的预埋深度为15d～20d。
可选的，所述地脚螺栓还包括调节螺母，所述调节螺母螺纹连接于螺栓本体的顶部且位于柱脚底板下方。
可选的，所述地脚螺栓还包括套设于螺栓本体上的两个垫板，两个垫板分别设置于调节螺母与柱脚底板之间、顶部固定螺母与柱脚底板之间。
可选的，所述垫板的宽度为3d，当地脚螺栓的直径不大于48mm时，所述垫板的厚度为20mm，当地脚螺栓的直径大于48mm时，所述垫板的厚度为30mm。
相应的，本发明还提供一种上述外露式钢柱柱脚的施工方法，包括以下步骤：
S1、开挖基坑，并在基坑内铺设并绑扎基础底板钢筋、竖向纵筋及箍筋使其形成基础钢筋笼；
S2、在地脚螺栓的预埋深度范围内通过连接件将定位井架与基础钢筋笼固定连接成一体，定位机构安装后各个通孔的位置与对应的地脚螺栓的预埋位置一致，将螺栓本体从定位井架的通孔穿过，并通过一对底部固定螺母将螺栓本体与定位井架固定连接成一体；
S3、向基坑内浇筑混凝土并进行养护；
S4、将钢柱通过固定于其底部的柱脚底板套设于螺栓本体上，调整好柱脚底板的水平定位及竖向标高后，将顶部固定螺母螺纹连接于螺栓本体的顶部，完成钢柱与混凝土基础的连接。
可选的，所述步骤S2具体包括：
S21、安装连接件：在地脚螺栓的预埋深度范围内将由角钢制作的连接件水平安装在基坑内相对两侧的基础钢筋笼上，每侧基础钢筋笼上各安装2个连接件，每个连接件的一个肢竖直安装在基础钢筋笼上，其另一个肢朝内水平设置，位于上方的两个连接件的另一个肢等高设置，位于下方的两个连接件的另一个肢等高设置；
S22、安装横向定位板：将由角钢制作的横向定位板放置于连接件的另一个肢上，每个横向定位板上设有2个通孔，位于上方的两个连接件上放置2个横向定位板，位于下方的两个连接件上放置2个横向定位板，将所有通孔位置调节至与对应的地脚螺栓的预埋位置一致，然后将横向定位板与连接件固定连接；
S23、安装纵向定位板：准备4个由角钢制作的纵向定位板，每个纵向定位板上设有2个通孔，将2个纵向定位板呈井字状固定安装在位于上方的横向定位板上，将2个纵向定位板呈井字状固定安装在位于下方的横向定位板上，并使所有通孔位置调节至与对应的地脚螺栓的预埋位置一致；
S24、安装立柱：将由角钢制作的4个立柱分别竖直在横向定位板与纵向定位板相交形成的4个交叉处，每个立柱的一个肢与上下两个横向定位板固定连接，其另一个肢与上下两个纵向定位板固定连接；
S25、安装斜撑板：准备由角钢制作的2个斜撑板，其中一个斜撑板倾斜设置于上方两个横向定位板之间，另一个斜撑板倾斜设置于下方两个横向定位板之间；
S26、将4个地脚螺栓从对应的通孔穿过定位井架，并通过一对底部固定螺母将螺栓本体与定位井架连接成一体。
本发明产生的有益效果是：本发明提供的一种外露式钢柱柱脚及其施工方法，通过增加一套定位机构，该定位机构通过连接件与基坑钢筋笼固定连接成一体，形成可靠的稳定的支撑体系，能达到地脚螺栓安装方便、定位准确的目的。
首先，本发明调节好定位机构安装高度并使所有通孔与地脚螺栓的预埋位置一一对应，安装地脚螺栓时只需将地脚螺栓从对应的通孔穿过定位机构再通过一对底部固定螺母固定于定位机构上即可，安装简单可靠，还可避免现有技术中因地脚螺栓悬空布置容易晃动导致地脚螺栓的水平定位及竖向标高调整困难的问题，保证地脚螺栓的定位准确性；
其次，相比于现有技术采用短钢筋进行临时固定易使地脚螺栓发生偏移，本发明的地脚螺栓通过定位机构与基础钢筋笼形成一体的稳固连接体系，使得地脚螺栓不易发生偏移，进一步保证地脚螺栓的定位准确性；
再次，本发明通过设置定位机构将地脚螺栓与基础钢筋笼形成一体的稳固连接体系，在基础混凝土的浇筑过程中可以避免因震动棒震动引起地脚螺栓发生水平及竖向移位的问题，进一步保证地脚螺栓的定位准确性；
最后，本发明通过设置定位机构将地脚螺栓与基础钢筋笼形成一体的稳固连接体系，大大提高了地脚螺栓的抗拔能力，因此在满足地脚螺栓设计抗拔力的条件下，本发明可以减小地脚螺栓的锚固深度至少5d，地脚螺栓在基础内的锚固深度大大减少，可以降低因地脚螺栓垂直度稍有偏差导致地脚螺栓的水平偏差过大的情况发生，进一步保证地脚螺栓的定位准确性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明提供的外露式钢柱柱脚的结构示意图；
图2是本发明实施例中预埋螺栓的结构示意图；
图3是本发明实施例中定位机构的主视图；
图4是本发明实施例中定位机构的俯视图。
图中：1-钢柱、2-柱脚底板、3-地脚螺栓、31-底部固定螺母、32-顶部固定螺母、33-调节螺母、34-垫板、35-螺栓本体、4-抗剪键、5-定位机构、51-横向定位板、52-纵向定位板、53-斜撑板、54-连接件、55-立柱、56-通孔、6-灌浆料、7-混凝土基础、71-基坑、72-基础钢筋笼。
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，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、”“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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“安装”、“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，可以是两个元件内部的连通。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”、“若干个”的含义是两个或两个以上。
如图1-图4所示，本发明提供一种外露式钢柱1柱脚，包括：
混凝土基础7，包括基坑71、预埋于基坑71内的基础钢筋笼72和浇筑于基坑71内的混凝土；
定位机构5，在混凝土浇筑前设于基坑71内，其包括定位井架和连接件54，定位井架上设有与地脚螺栓3预埋数量和预埋间距一致的若干个通孔56，连接件54安装于定位井架的外周并将定位井架与基础钢筋笼72固定连接成一体，当定位井架与基础钢筋笼72固定连接后各个通孔56的位置与对应的地脚螺栓3的预埋位置一致；
地脚螺栓3，在混凝土浇筑前预埋于基坑71内，地脚螺栓3在基坑71内的预埋深度为10d～20d，d为地脚螺栓3的直径，地脚螺栓3包括螺栓本体35、底部固定螺母31和顶部固定螺母32(顶部固定螺母通常采用双螺母)，螺栓本体35的两端设有与底部固定螺母31和顶部固定螺母32相配置的螺纹，若干个地脚螺栓3从对应的通孔56穿过定位井架，一对底部固定螺母31螺纹连接于螺栓本体35的底部且分别位于定位井架的上方和下方，并将螺栓本体35与定位井架连接成一体；
柱脚底板2，固定安装于钢柱1的底部，柱脚底板2上设有若干个与地脚螺栓3数量和位置相对应的安装孔，柱脚底板2在混凝土浇筑后通过安装孔安装在地脚螺栓3上，顶部固定螺母32固定连接于螺栓本体35伸出柱脚底板2外的顶部，并与底部固定螺母31一起将钢柱1、柱脚底板2、地脚螺栓3、定位机构5和基础钢筋笼72固定连接成一体。
在实际应用时，如图1所示，基础混凝土内设有抗剪槽，将抗剪键4焊接在柱脚底板2的下方，安装钢柱时，使抗剪键位于抗剪槽内，抗剪键4的高度可根据柱脚剪力的大小确定，但不小于150mm。
具体实施时，混凝土基础的外形尺寸每边应超过柱脚底板200mm以上，柱脚底板的厚度根据柱脚荷载的大小计算确定，但不小于20mm，柱脚底板上安装孔的孔径视地脚螺栓的型号而定，本发明经优化计算得到如表1所示的柱脚底板安装孔孔径优化表。
表1柱脚底板安装孔孔径优化表
地脚螺栓型号 安装孔孔径(mm) 地脚螺栓型号 安装孔孔径(mm)
M24×3 42 M48×5 80
M30×3.5 51 M56×5.5 88
M56×4 60 M64×6 96
M42×4.5 74 M72×6 104
在本发明的一个实施例中，如图3、图4所示，定位井架包括上下间隔一定距离水平设置的两个水平框架以及将两个水平框架固定连接成一体的若干个立柱55，通孔56开设于每个水平框架上，连接件54固定安装于每个水平框架的外周。本发明采用两层水平框架，可以使地脚螺栓固定更牢固，进一步提高其定位准确性。
在本发明的一个实施例中，如图3、图4所示，水平框架包括横向定位板51、纵向定位板52和斜撑板53，至少2个横向定位板51和至少2个纵向定位板52呈井字状固定连接在一起，斜撑板53倾斜设置于两个横向定位板51之间，通孔56开设于横向定位板51与纵向定位板52的相交处，连接件54安装于横向定位板51的两端。本发明采用井字结构的水平框架，并通过斜撑板进行加固连接，可以保证定位机构不易变形，提高其稳固性，从而进一步保证地脚螺栓定位的准确性。
在本发明的一个实施例中，如图3、图4所示，横向定位板51、纵向定位板52、斜撑板53、立柱55和连接件54均采用角钢制作。本发明采用常用材料角钢制作定位机构，具有取材方便制作容易成本低的优点，而且采用角钢制作连接件，横向定位板的两端搭设在连接件水平设置的肢上，横向定位板的安装位置可以在肢宽度范围内进行调节，以适应基础钢筋笼安装偏差(基础钢筋笼在安装时与基坑边缘的定位存在偏差)。
实施时，定位机构各部件的选型视地脚螺栓的型号而定，本发明经过优化计算得出如表2所示的定位机构优化选型表。
表2定位机构优化选型表
地脚螺栓型号 横向定位板 纵向定位板 斜撑板 连接件 立柱 s(mm)
M24×3 L56×5 L56×5 L50×4 L56×5 L50×4 15
M30×3.5 L63×5 L63×5 L56×4 L63×5 L56×4 20
M56×4 L75×5 L75×5 L63×4 L75×5 L63×4 25
M42×4.5 L90×6 L90×6 L75×5 L90×6 L75×5 30
M48×5 L100×7 L100×7 L90×6 L100×7 L90×6 35
M56×5.5 L125×8 L125×8 L100×7 L125×8 L100×7 40
M64×6 L140×10 L140×10 L125×8 L140×10 L125×8 50
M72×6 L160×12 L160×12 L140×10 L160×12 L140×10 60
注：s为横向定位板端部与连接件边缘的距离。
因为本发明通过设置定位机构可对地脚螺栓进行快速准确安装，因此对地脚螺栓经过的孔可设计成比其直径略大一点即可，横向定位板51、纵向定位板52上通孔的孔径可为d+2mm。
本发明通过设置定位机构将地脚螺栓与基础钢筋笼可靠连接，可以大大提高地脚螺栓的抗拔力，而地脚螺栓的抗拔力还与其锚固深度有关，因此在满足设计抗拔力的情况下，本发明可以减少地脚螺栓的锚固深度，地脚螺栓在基础内的锚固深度视其材质而定，在本发明的一个实施例中，本发明经过优化计算得到，当地脚螺栓的材质为Q235时，地脚螺栓的预埋深度为10d～15d；当地脚螺栓的材质为Q345时，地脚螺栓3的预埋深度为15d～20d。
如图1所示，柱脚底板2与基础混凝土7之间留有间隙，现有技术通常是在该间隙内垫楔块的方式调节柱脚底板的水平标高，待调整到位后，向该间隙内浇筑灌浆料6实现柱脚底板与混凝土基础之间的固定连接，然而垫楔块的方式存在需要反复操作的困难，因此在本发明的一个实施例中，如图2所示，地脚螺栓3还包括调节螺母33，调节螺母33螺纹连接于螺栓本体35的顶部且位于柱脚底板2下方，通过旋转调节螺母就可以控制柱脚底板的水平定位及竖向标高，操作简单方便，而且调节螺母可以实现无极调节，调节精度好。
本发明中灌浆料为高强无收缩灌浆料，其强度等级不小于混凝土基础强度等级的2倍，且其厚度不小于50mm。
在实施时，螺母与柱脚底板之间设有垫板以防止松动，因此，在一个实施例中，如图1、图2所示，地脚螺栓3还包括套设于螺栓本体35上的两个垫板34，两个垫板34分别设置于调节螺母33与柱脚底板2之间、顶部固定螺母32与柱脚底板2之间。
垫板的规格与地脚螺栓的规格有关，优选的，垫板34的宽度为3d，当地脚螺栓3的直径不大于48mm时，垫板34的厚度为20mm，当地脚螺栓3的直径大于48mm时，垫板34的厚度为30mm。因为本发明通过设置定位机构可对地脚螺栓进行快速准确安装，因此对地脚螺栓经过的孔可设计成比其直径略大一点即可，垫板34开螺栓孔的孔径可为d+2mm。
相应的，本发明还提供一种上述外露式钢柱柱脚的施工方法，如图1-图4所示，包括以下步骤：
S1、开挖基坑71，并按施工图的要求在基础垫层上铺设并绑扎基础底板钢筋、竖向纵筋及箍筋使其形成基础钢筋笼72；
S2、在地脚螺栓3的预埋深度范围内通过连接件54将定位井架与基础钢筋笼72固定连接成一体，定位机构5安装后各个通孔56的位置与对应的地脚螺栓3的预埋位置一致，将螺栓本体35从定位井架的通孔56穿过，并通过一对底部固定螺母31将螺栓本体35与定位井架固定连接成一体；
S3、向基坑71内浇筑混凝土并进行养护，具体的，安装基础模板并在基础内预留抗剪槽，按规范要求浇筑基础混凝土，在混凝土浇筑完成后及时覆盖薄膜对其进行养护；
S4、将钢柱1通过固定于其底部的柱脚底板2套设于螺栓本体35上，调整好柱脚底板2的水平定位及竖向标高后，将顶部固定螺母32螺纹连接于螺栓本体35的顶部，完成钢柱1与混凝土基础7的连接。
定位机构在安装时应先根据地脚螺栓的预埋深度确定其在基坑内的相应标高，定位机构应位于地脚螺栓的预埋深度范围内，在本发明的一个实施例中，如图1-图4所示，该方法中步骤S2具体包括：
S21、安装连接件54：在地脚螺栓3的预埋深度范围内将由角钢制作的连接件54水平安装在基坑71内相对两侧的基础钢筋笼72上，每侧基础钢筋笼72上各安装2个连接件54，每个连接件54的一个肢竖直安装在基础钢筋笼72上，其另一个肢朝内水平设置，位于上方的两个连接件54的另一个肢等高设置，位于下方的两个连接件54的另一个肢等高设置，连接件与基础钢筋笼之间可通过焊接进行牢固连接；
S22、安装横向定位板51：将由角钢制作的横向定位板51放置于连接件54的另一个肢上，每个横向定位板51上设有2个通孔56，位于上方的两个连接件54上放置2个横向定位板51，位于下方的两个连接件54上放置2个横向定位板51，将所有通孔56位置调节至与对应的地脚螺栓3的预埋位置一致，然后将横向定位板51与连接件54固定连接，可通过焊接进行牢固连接；
S23、安装纵向定位板52：准备4个由角钢制作的纵向定位板52，每个纵向定位板52上设有2个通孔56，将2个纵向定位板52呈井字状固定安装在位于上方的横向定位板51上，将2个纵向定位板52呈井字状固定安装在位于下方的横向定位板51上，并使所有通孔56位置调节至与对应的地脚螺栓3的预埋位置一致，纵向定位板52与横向定位板51之间可通过焊接进行牢固连接；
S24、安装立柱55：将由角钢制作的4个立柱55分别竖直在横向定位板51与纵向定位板52相交形成的4个交叉处，每个立柱55的一个肢与上下两个横向定位板51固定连接，其另一个肢与上下两个纵向定位板52固定连接，可采用焊接进行牢固连接；
S25、安装斜撑板53：准备由角钢制作的2个斜撑板53，其中一个斜撑板53倾斜设置于上方两个横向定位板51之间，另一个斜撑板53倾斜设置于下方两个横向定位板51之间，斜撑板与横向定位板之间可采用焊接进行牢固连接，步骤S25与S24安装顺序可调换，即可以安装立柱再安装斜撑板，也可以先安装斜撑板再安装立柱，安装完斜撑板和立柱后即完成定位井架的安装；
S26、将4个地脚螺栓3从对应的通孔56穿过定位井架，并通过一对底部固定螺母31将螺栓本体35与定位井架连接成一体。
本发明通过采用角钢制作定位机构，先确定好其安装标高，再依次安装连接件、横向定位板、纵向定位板、立柱、斜撑板，可以根据现场实际工况取材制作，并进入基坑内安装，不受基坑顶部开口钢筋网的限制，而且通过角钢整个肢的长距离连接，可以保证各部件之间、连接件与基础钢筋笼之间可靠连接，使定位机构与基础钢筋笼之间形成牢固的支撑体系，提高地脚螺栓的定位准确性。
在本发明的一个实施例中，步骤S4具体包括以下步骤：
S41、在钢结构加工车间依次将抗剪键4焊接在柱脚底板2的下方、柱脚底板2焊接在钢柱1的底部；
S42、在螺栓本体上依次安装调节螺母33、垫板34，采用吊车将钢柱1(含柱脚底板2、抗剪键4)吊装至对应位置，同时将地脚螺栓3穿过柱脚底板2的螺栓孔；
S43、依次调整调节螺母33来控制柱脚底板2的水平定位及竖向标高，待调整好后在地脚螺栓3上依次安装垫板34、顶部固定螺母32，此时钢柱1(含柱脚底板2、抗剪键4)即安装就位。
本发明通过设置调节螺母可以调节柱脚底板的标高，安装方便、操作简单。
钢柱安装完成后，本发明还包括步骤S5：灌浆料6填充。具体的，配制高强无收缩灌浆料，对柱脚底板2、抗剪键3与混凝土基础7之间的缝隙采用灌浆料填充密实。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种外露式钢柱柱脚，其特征在于，包括：
混凝土基础(7)，包括基坑(71)、预埋于所述基坑(71)内的基础钢筋笼(72)和浇筑于基坑(71)内的混凝土；
定位机构(5)，在混凝土浇筑前设于基坑(71)内，其包括定位井架和连接件(54)，所述定位井架上设有与地脚螺栓(3)预埋数量和预埋间距一致的若干个通孔(56)，所述连接件(54)安装于定位井架的外周并将定位井架与基础钢筋笼(72)固定连接成一体，当定位井架与基础钢筋笼(72)固定连接后各个通孔(56)的位置与对应的地脚螺栓(3)的预埋位置一致；
地脚螺栓(3)，在混凝土浇筑前预埋于基坑(71)内，所述地脚螺栓(3)在基坑(71)内的预埋深度为10d～20d，d为地脚螺栓(3)的直径，所述地脚螺栓(3)包括螺栓本体(35)、底部固定螺母(31)和顶部固定螺母(32)，所述螺栓本体(35)的两端设有与底部固定螺母(31)和顶部固定螺母(32)相配置的螺纹，若干个地脚螺栓(3)从对应的通孔(56)穿过定位井架，一对所述底部固定螺母(31)螺纹连接于螺栓本体(35)的底部且分别位于定位井架的上方和下方，并将螺栓本体(35)与定位井架连接成一体；
柱脚底板(2)，固定安装于钢柱(1)的底部，所述柱脚底板(2)上设有若干个与地脚螺栓(3)数量和位置相对应的安装孔，所述柱脚底板(2)在混凝土浇筑后通过安装孔安装在地脚螺栓(3)上，所述顶部固定螺母(32)固定连接于螺栓本体(35)伸出柱脚底板(2)外的顶部，并与底部固定螺母(31)一起将钢柱(1)、柱脚底板(2)、地脚螺栓(3)、定位机构(5)和基础钢筋笼(72)固定连接成一体。
2.根据权利要求1所述的一种外露式钢柱(1)柱脚，其特征在于，所述定位井架包括上下间隔一定距离水平设置的两个水平框架以及将两个水平框架固定连接成一体的若干个立柱(55)，所述通孔(56)开设于每个水平框架上，所述连接件(54)固定安装于每个水平框架的外周。
3.根据权利要求2所述的一种外露式钢柱柱脚，其特征在于，所述水平框架包括横向定位板(51)、纵向定位板(52)和斜撑板(53)，至少2个横向定位板(51)和至少2个纵向定位板(52)呈井字状固定连接在一起，所述斜撑板(53)倾斜设置于两个横向定位板(51)之间，所述通孔(56)开设于横向定位板(51)与纵向定位板(52)的相交处，所述连接件(54)安装于横向定位板(51)的两端。
4.根据权利要求3所述的一种外露式钢柱柱脚，其特征在于，所述横向定位板(51)、纵向定位板(52)、斜撑板(53)、立柱(55)和连接件(54)均采用角钢制作。
5.根据权利要求1所述的一种外露式钢柱(1)柱脚，其特征在于，当地脚螺栓(3)的材质为Q235时，地脚螺栓(3)的预埋深度为10d～15d；当地脚螺栓(3)的材质为Q345时，地脚螺栓(3)的预埋深度为15d～20d。
6.根据权利要求1所述的一种外露式钢柱柱脚，其特征在于，所述地脚螺栓(3)还包括调节螺母(33)，所述调节螺母(33)螺纹连接于螺栓本体(35)的顶部且位于柱脚底板(2)下方。
7.根据权利要求6所述的一种外露式钢柱柱脚，其特征在于，所述地脚螺栓(3)还包括套设于螺栓本体(35)上的两个垫板(34)，两个垫板(34)分别设置于调节螺母(33)与柱脚底板(2)之间、顶部固定螺母(32)与柱脚底板(2)之间。
8.根据权利要求7所述的一种外露式钢柱柱脚，其特征在于，所述垫板(34)的宽度为3d，当地脚螺栓(3)的直径不大于48mm时，所述垫板(34)的厚度为20mm，当地脚螺栓(3)的直径大于48mm时，所述垫板(34)的厚度为30mm。
9.权利要求1-8任一项所述一种外露式钢柱柱脚的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、开挖基坑(71)，并在基坑(71)内铺设并绑扎基础底板钢筋、竖向纵筋及箍筋使其形成基础钢筋笼(72)；
S2、在地脚螺栓(3)的预埋深度范围内通过连接件(54)将定位井架与基础钢筋笼(72)固定连接成一体，定位机构(5)安装后各个通孔(56)的位置与对应的地脚螺栓(3)的预埋位置一致，将螺栓本体(35)从定位井架的通孔(56)穿过，并通过一对底部固定螺母(31)将螺栓本体(35)与定位井架固定连接成一体；
S3、向基坑(71)内浇筑混凝土并进行养护；
S4、将钢柱(1)通过固定于其底部的柱脚底板(2)套设于螺栓本体(35)上，调整好柱脚底板(2)的水平定位及竖向标高后，将顶部固定螺母(32)螺纹连接于螺栓本体(35)的顶部，完成钢柱(1)与混凝土基础(7)的连接。
10.权利要求9所述的外露式钢柱柱脚的施工方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
S21、安装连接件(54)：在地脚螺栓(3)的预埋深度范围内将由角钢制作的连接件(54)水平安装在基坑(71)内相对两侧的基础钢筋笼(72)上，每侧基础钢筋笼(72)上各安装2个连接件(54)，每个连接件(54)的一个肢竖直安装在基础钢筋笼(72)上，其另一个肢朝内水平设置，位于上方的两个连接件(54)的另一个肢等高设置，位于下方的两个连接件(54)的另一个肢等高设置；
S22、安装横向定位板(51)：将由角钢制作的横向定位板(51)放置于连接件(54)的另一个肢上，每个横向定位板(51)上设有2个通孔(56)，位于上方的两个连接件(54)上放置2个横向定位板(51)，位于下方的两个连接件(54)上放置2个横向定位板(51)，将所有通孔(56)位置调节至与对应的地脚螺栓(3)的预埋位置一致，然后将横向定位板(51)与连接件(54)固定连接；
S23、安装纵向定位板(52)：准备4个由角钢制作的纵向定位板(52)，每个纵向定位板(52)上设有2个通孔(56)，将2个纵向定位板(52)呈井字状固定安装在位于上方的横向定位板(51)上，将2个纵向定位板(52)呈井字状固定安装在位于下方的横向定位板(51)上，并使所有通孔(56)位置调节至与对应的地脚螺栓(3)的预埋位置一致；
S24、安装立柱(55)：将由角钢制作的4个立柱(55)分别竖直在横向定位板(51)与纵向定位板(52)相交形成的4个交叉处，每个立柱(55)的一个肢与上下两个横向定位板(51)固定连接，其另一个肢与上下两个纵向定位板(52)固定连接；
S25、安装斜撑板(53)：准备由角钢制作的2个斜撑板(53)，其中一个斜撑板(53)倾斜设置于上方两个横向定位板(51)之间，另一个斜撑板(53)倾斜设置于下方两个横向定位板(51)之间；
S26、将4个地脚螺栓(3)从对应的通孔(56)穿过定位井架，并通过一对底部固定螺母(31)将螺栓本体(35)与定位井架连接成一体。
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