CN1757832A

CN1757832A - 耐震柱脚基础施工法

Info

Publication number: CN1757832A
Application number: CN 200410080964
Authority: CN
Inventors: 李应东
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-10-10
Filing date: 2004-10-10
Publication date: 2006-04-12
Anticipated expiration: 2024-10-10
Also published as: CN100374659C

Abstract

一种耐震柱脚基础施工法。为提供一种可耐强震、于地表夹以上无接头的建筑构件基础施工方法，提出本发明，它包含形成凹陷区步骤、于凹陷区的底面上设置基座的设置基座步骤、于基座的顶面上连接突伸出地表平面钢柱的连接钢柱步骤、成型混凝土柱步骤及回填凹陷区步骤；形成凹陷区步骤为开挖地表平面以形成由低于地表平面的底面及连接底面并与地表平面直立的至少一围绕壁界定出的凹陷区；设置基座步骤中使基座的顶面低于地表平面；连接钢柱步骤中钢柱与基座顶面的连接面低于地表平面；成型混凝土柱步骤为以于基座的顶面成型包覆钢柱并突伸出地表平面的混凝土柱。

Description

耐震柱脚基础施工法

技术领域

本发明属于建筑构件基础施工方法，特别是一种耐震柱脚基础施工法。

背景技术

由于钢结构具有结构强度高、相对重量轻、抗震效果佳、施工速度快、所占空间小及外观造型美等优点，因此在房屋建筑结构中已获得广泛采用。

一般的钢结构可概分为普通钢结构及轻型钢结构两大类。

普通钢结构为采用大截面积及厚板的钢骨结构，一般使用于高层大楼、重型厂房及公共建筑等。

轻型钢结构主要是指采用轻型屋面和墙面的门式钢架结构、网架结构及网壳结构等。

一般轻型钢结构大多是以冷轧型钢作为主要结构材料，且多半属于临时性的加设工程或扩充性的加盖工程，如仓库、量贩仓储等大型厂房及如工棚、工务所等组合屋。

近几年来由于新工艺方法的引进及使用率的提高，使得轻型钢结构已跳脱临时建筑的定位，而在土木建筑中成为占有相当比重的结构类型，也因此其在结构强度及耐震特性等方面的要求亦相对提高，其中又以轻型钢结构的柱脚基础工程为最重要的环节。

如图1所示，已有的用于轻型钢结构的柱脚基础的施工方式是先开挖地表平面9形成凹陷区域90，并于凹陷区域90内设置钢筋笼81。随后，如图2所示，浇灌混凝土至与地表平面9齐平的高度，形成具有顶面821与地表平面9位于同平面并预留有数个突出螺栓822的基座82，最后再借由分别螺锁于各螺栓822上的数个螺母823将呈H型钢的钢柱83固接于基座82的顶面821上，以完成轻型钢结构的柱脚基础。

由于地震力是由地表平面9传入结构物，而上述形成钢柱83与基座82连接处位于地表平面9上，相当容易因连接施工不良或材质存在缺陷等因素，使得连接处形成弱面，当面临过大的地震力时，便产生剪力与弯矩破坏，导致整体轻型钢结构的倒塌损毁。

如图3所示，为了避免地表平面9产生弱面，因此，便出现另一种型态的轻型钢结构的柱脚基础，其也是以相同的施工方法进行构筑，差异处只是在于基座82所设置的钢筋笼81与浇置的混凝土均由凹陷区域90内突伸出地表平面9，使得成形基座82的顶面821高于地表平面9，以供钢柱83于高于地表平面9的位置与基座82固接。

然而，由于连接处两侧为不同材质而形成不同材质间的介面，且由于不同材质的应力应变彼此相异，因此位于介面的连接处相当容易产生相对位移，而造成材料损耗与疲劳，特别是在遭遇地震力袭扰时，同样易导致剪力与弯矩破坏，而造成整体结构的倒塌损毁。

发明内容

本发明的目的是提供一种可耐强震、于地表夹以上无接头的耐震柱脚基础施工法。

本发明包含形成凹陷区步骤、于凹陷区的底面上设置基座的设置基座步骤、于基座的顶面上连接突伸出地表平面钢柱的连接钢柱步骤、成型混凝土柱步骤及回填凹陷区步骤；形成凹陷区步骤为开挖地表平面以形成由低于地表平面的底面及连接底面并与地表平面直立的至少一围绕壁界定出的凹陷区；设置基座步骤中使基座的顶面低于地表平面；连接钢柱步骤中钢柱与基座顶面的连接面低于地表平面；成型混凝土柱步骤为以于基座的顶面成型包覆钢柱并突伸出地表平面的混凝土柱。

其中：

设置基座步骤为先于底面上设置钢筋笼；然后，再于凹陷区内浇置混凝土，以形成基座。

设置基座步骤为将预铸的基座置放于凹陷区的底面上。

设置基座步骤中基座包含钢筋笼及以混凝土制成并包覆钢筋笼的本体；连接钢柱步骤为将钢柱固接于钢筋笼上。

成型混凝土柱步骤为首先于基座上方设置突伸出地表平面设置模具以形成由模具与钢柱界定出的空腔；然后于空腔中浇置混凝土以于基座的顶面成型混凝土柱。

成型混凝土柱步骤中混凝土柱与钢柱于地表平面的截面积总合小于基座沿平行于地表平面的截面积。

成型混凝土柱步骤中混凝土柱具有与基座固接并低于地表平面的墩部及由墩部向上突伸出地表平面的柱体；墩部与钢柱沿平行地表平面的截面积总合等于基座沿平行地表平面的截面积。

由于本发明包含形成凹陷区步骤、于凹陷区的底面上设置基座的设置基座步骤、于基座的顶面上连接突伸出地表平面钢柱的连接钢柱步骤、成型混凝土柱步骤及回填凹陷区步骤；形成凹陷区步骤为开挖地表平面以形成由低于地表平面的底面及连接底面并与地表平面直立的至少一围绕壁界定出的凹陷区；设置基座步骤中使基座的顶面低于地表平面；连接钢柱步骤中钢柱与基座顶面的连接面低于地表平面；成型混凝土柱步骤为以于基座的顶面成型包覆钢柱并突伸出地表平面的混凝土柱。本发明于地表平面以下进行基座与钢柱的固定连接工程，因此能避免基座与钢柱连接施工不良或材质缺陷等因素而于地表平面处形成弱面，进而避免地震发生时于基座与钢柱连接处发生剪力与弯矩破坏，以提升柱脚基础的耐震能力；以本发明施工成型的柱脚基础于地表平面处是连续的钢柱与一体成型的混凝土柱，而不存在任何接头，因此不但完全能避免连接施工不良所造成的风险，更能借由埋设于地表平面以下的墩部混凝土柱部分，连续并稳固地握持钢柱，使得当设置于钢柱上方的构件因地震产生反力作用时，能使柱脚基础充分发挥整体强度，从而能避免剪力与弯矩集中于基座与钢柱连接处，进而提升整体结构的耐震能力；不仅可耐强震，而且于地表夹以上无接头，从而达到本发明的目的。

附图说明

图1、为已有的未完工柱脚基础结构示意剖视图。

图2、为已有的柱脚基础结构示意剖视图。

图3、为已有的柱脚基础结构示意剖视图(基座的顶面高于地表平面)。

图4、为本发明流程图。

图5、为本发明步骤一示意图。

图6、为本发明步骤二示意图。

图7、为本发明步骤三示意图。

图8、为本发明步骤四示意图。

图9、为本发明步骤五示意图。

图10、为本发明步骤六及完成施工后的耐震柱脚基础结构示意剖视图。

具体实施方式

如图4所示，本发明包含下列步骤：

步骤一100

形成凹陷区10

如图5所示，开挖地表平面11，以形成由低于地表平面11的底面12及连接底面12并与地表平面11相直立的四个围绕壁13界定出的方形的凹陷区10。

步骤二102

设置基座2

如图6所示，于凹陷区10的底面12上设置基座2，使基座2的顶面21低于地表平面11。

基座2包含钢筋笼22、以混凝土制成并包覆钢筋笼22的本体23及与钢筋笼22固接并突伸出顶面21的螺栓24。

基座2可采于凹陷区10内成型的场铸方式进行施作，亦可于凹陷区10外成型的预铸方式进行施作。

在本实施例中，基座2是采场铸方式施作，即先于底面12上设置钢筋笼22；然后，再于凹陷区10内浇置混凝土，以形成包含本体23的基座2。

若基座2是采取预铸方式，则直接将预铸的基座2置放于底面12上。

步骤三104

连接钢柱3

如图7所示，于基座2的顶面21上连接突伸出地表平面11的钢柱3。即将钢柱3固接于钢筋笼22上，其固接的方法可以采螺锁方式，当然也可以采用焊接等其他为熟悉该项技术者所能简单推想的方式完成。在本实施例中借由分别螺锁于基座2上数个螺栓24上的数个螺母25将钢柱3固定连接于基座2上。

步骤四106

设置模具5

如图8所示，于基座2上方设置突伸出地表平面11的模具5，以形成由模具5与钢柱3界定出的空腔50。

模具5具有与凹陷区10的四个围绕壁13垂直并于中央形成方形通孔510的平板51及四个分别由平板51邻近通孔510边缘向上垂直突伸出的侧板52。

空腔50便是由基座2的顶面21、四个围绕壁13、平板51、四个侧板52及钢柱3外周面共同界定出的空间。

步骤五108

成型混凝土柱4

如图9所示，于空腔50中浇置混凝土，以于基座2的顶面21成型包覆钢柱3并突伸出地表平面11的混凝土柱4。

混凝土柱4成型后具有与基座2固接并低于地表平面11的墩部41及由墩部41向上突伸出地表平面11且水平截面积小于墩部41的柱体42。

在本实施例中，混凝土柱4的柱体42与钢柱3于地表平面11的截面积总合小于基座2沿平面L的截面积，而墩部41与钢柱3沿平行地表平面11的平面M的截面积总合则等于基座2沿平行地表平面11的平面L的截面积，所以借由墩部41便能使与钢柱3固接的顶面21完全被混凝土柱4遮盖。

步骤六110

回填凹陷区10

如图10所示，于凹陷区10内回填土方，以填满剩余空间并加以夯实，使基座2与墩部41完全没入地表平面11下。

依上所述，本发明于地表平面11以下进行基座2与钢柱3的固定连接工程，因此能避免基座2与钢柱3连接施工不良或材质缺陷等因素而于地表平面11处形成弱面，进而避免地震发生时于基座2与钢柱3连接处发生剪力与弯矩破坏，以提升柱脚基础的耐震能力。更由于墩部41能完全遮盖钢柱3与基座2固接的顶面21，使得基座2、钢柱3及混凝土柱4于邻近螺锁处的应变相同，而能避免因相对位移所造成的材料耗损与疲劳，并充分发挥个别材料的强度及复合材料的优点。

此外，更由于柱脚基础于地表平面11处是连续的钢柱3与一体成型的混凝土柱4，而不存在任何接头，因此不但完全能避免连接施工不良所造成的风险，更能借由埋设于地表平面11以下的墩部41及部分柱体42，连续并稳固地握持钢柱3，使得当设置于钢柱上方的构件如梁、楼板等因地震产生反力作用时，能使柱脚基础充分发挥整体强度，从而能避免剪力与弯矩集中于基座2与钢柱3连接处，进而提升整体结构的耐震能力，以达到本发明的目的。

Claims

1、一种耐震柱脚基础施工法，它包含形成凹陷区步骤、于凹陷区的底面上设置基座的设置基座步骤及于基座的顶面上连接突伸出地表平面钢柱的连接钢柱步骤；形成凹陷区步骤为开挖地表平面以形成由低于地表平面的底面及连接底面并与地表平面直立的至少一围绕壁界定出的凹陷区；其特征在于所述的连接钢柱步骤后还包含成型混凝土柱步骤及回填凹陷区步骤；设置基座步骤中使基座的顶面低于地表平面；连接钢柱步骤中钢柱与基座顶面的连接面低于地表平面；成型混凝土柱步骤为以于基座的顶面成型包覆钢柱并突伸出地表平面的混凝土柱。

2、根据权利要求1所述的耐震柱脚基础施工法，其特征在于所述的设置基座步骤为先于底面上设置钢筋笼；然后，再于凹陷区内浇置混凝土，以形成基座。

3、根据权利要求1所述的耐震柱脚基础施工法，其特征在于所述的设置基座步骤为将预铸的基座置放于凹陷区的底面上。

4、根据权利要求1所述的耐震柱脚基础施工法，其特征在于所述的设置基座步骤中基座包含钢筋笼及以混凝土制成并包覆钢筋笼的本体；连接钢柱步骤为将钢柱固接于钢筋笼上。

5、根据权利要求1所述的耐震柱脚基础施工法，其特征在于所述的成型混凝土柱步骤为首先于基座上方设置突伸出地表平面设置模具以形成由模具与钢柱界定出的空腔；然后于空腔中浇置混凝土以于基座的顶面成型混凝土柱。

6、根据权利要求1所述的耐震柱脚基础施工法，其特征在于所述的成型混凝土柱步骤中混凝土柱与钢柱于地表平面的截面积总合小于基座沿平行于地表平面的截面积。

7、根据权利要求6所述的耐震柱脚基础施工法，其特征在于所述的成型混凝土柱步骤中混凝土柱具有与基座固接并低于地表平面的墩部及由墩部向上突伸出地表平面的柱体；墩部与钢柱沿平行地表平面的截面积总合等于基座沿平行地表平面的截面积。