CN212453865U

CN212453865U - 钢柱柱脚节点连接结构

Info

Publication number: CN212453865U
Application number: CN202020624079.6U
Authority: CN
Inventors: 王芳; 王艳芳; 赵富昌
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-01-14
Filing date: 2020-04-23
Publication date: 2021-02-02
Anticipated expiration: 2030-04-23

Abstract

本实用新型公开了一种钢柱柱脚节点连接结构，解决现有技术中尤其是钢柱柱脚安装牢靠度与建筑整体抗震性能之间存在的技术矛盾。该结构包括钢柱和混凝土基础，其中，在钢柱的柱脚位置设置连接环Ⅰ和连接环Ⅱ，连接环Ⅱ和所述混凝土基础通过钢绞线连接，且所述钢绞线在所述混凝土基础中以向外弯弧的样式存在，所述钢绞线的表面套置热缩管，所述热缩管使得钢绞线与混凝土不黏连；在连接环Ⅰ和二次浇筑部之间设置防剪切螺栓组件，且所述防剪切螺栓组件与连接环Ⅰ上的螺栓孔间隙配合。该钢柱柱脚节点连接结构，既具有连接刚度，又具有微量的活动空间，抗震性能大大提高。

Description

钢柱柱脚节点连接结构

技术领域

该实用新型涉及市政、建筑安装技术领域中常见的钢结构安装技术，具体的说是一种具有抗震性能的钢柱柱脚节点连接结构。

背景技术

关于钢结构钢柱和混凝土基础之间的连接技术，传统方式是通过在混凝土基础内预埋地脚螺栓的方式，通过螺母栓接将钢柱的柱脚部位与混凝土基础之间进行栓接，形成可拆装式的连接。这种方式基本能够满足一般要求的钢柱的柱脚安装要求。

本发明人在工作中，经过大量的研究，提供以下的相关技术文献资料：

CN 206873633U中公开了为一种预应力锚栓柱脚节点连接结构，包括钢柱、混凝土基础、锚栓支承托座顶板、加劲板、底板、PVC套管、锚栓、上下螺母、下锚板，先在混凝土基础中预埋锚栓，锚栓与混凝土之间应用PVC套管分离，锚栓的下锚板用上下螺母固定，用液压张拉器对锚栓施加预拉力，再用预埋在混凝土基础中的锚栓将底板固定。

实际工程中，钢柱和混泥土基础都属于承压部件，即，要承受建筑物自身的重量，也就是说，上述的钢柱和混您土之间是一种相互挤压的作用力，上述方案中，通过将锚栓预拉伸的方式对钢柱进行固定，是没有必要的，这是因为，钢柱柱脚本身在自身重力作用下，已经与混泥土基础具有紧密的配合，锚栓的预应力并不会提高柱脚和混凝土基础的连接强度，更不会提高两者的承载能力。

本发明人认为，钢柱的安装点的预应力不是研究的重点，作为装配式建筑的重要节点，其抗震性能才是重要方向。

现有技术中，钢柱柱脚的连接强度和抗震性能是一种矛盾的存在，具体的表现在，当两者的结合比较牢靠时，当地震发生时，由于柱脚的移动空间较小，造成抗震性能的下降。反之，如果柱脚与基础之间连接存在间隙，有利于抗震性能的提高，但是又不利于钢柱的固定。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型提供一种钢柱柱脚节点连接结构，解决现有技术中尤其是钢柱柱脚安装牢靠度与建筑整体抗震性能之间存在的技术矛盾。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：

钢柱柱脚节点连接结构，包括钢柱和混凝土基础，其特征在于，

在钢柱的柱脚位置设置连接环Ⅰ和连接环Ⅱ，其中，连接环Ⅱ位于连接环Ⅰ的上方，并在连接环之间有扳手操作空间，在两连接环上设置有螺栓孔；

所述连接环Ⅱ和所述混凝土基础通过钢绞线连接，且所述钢绞线在所述混凝土基础中以向外弯弧的样式存在，所述钢绞线的表面套置热缩管，所述热缩管使得钢绞线与混凝土不黏连；

在连接环Ⅰ和二次浇筑部之间设置防剪切螺栓组件，且所述防剪切螺栓组件与连接环Ⅰ上的螺栓孔间隙配合。

进一步地，所述防剪切螺栓组件包括螺栓、套筒和螺母，该螺栓的两端分别为膨大的球部和螺纹部，其中球部与所述套筒之间通过球铰活动配合，所述螺纹部与所述螺母螺纹配合。

进一步地，所述套筒上与所述螺栓配合的外口为喇叭口。

进一步地，所述钢柱为圆形钢柱、方形钢柱、矩形钢柱或工字钢钢柱。

进一步地，所述钢绞线和防剪切螺栓组件分别为四组，且彼此间隔并沿钢柱的周向设置。

进一步地，所述在连接环Ⅰ和连接环Ⅱ之间的空间位置内焊接钢肋。

进一步地，所述混凝土基础包括一次浇筑部和二次浇筑部。

进一步地，所述钢绞线的下端锚固在钢环，所述钢环预埋在混凝土基础内。

进一步地，在上述的钢柱柱脚与混凝土基础的配合面处有聚四氟乙烯板。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型中所述的钢柱柱脚节点连接结构，既具有连接刚度，又具有微量的活动空间，抗震性能大大提高。

下面将通过实施例部分，结合具体的实施过程，对本实用新型的优异性能进行详细的分析。

附图说明

图1为本实用新型的结构图。

图2为图1中局部放大图。

图3为连接环Ⅱ部位的俯视图。

图4为连接环Ⅰ部位的俯视图。

图中：10钢柱，11连接环Ⅰ，12连接环Ⅱ，13螺栓孔，13’螺栓孔，14钢肋，

21一次浇筑部，22二次浇筑部，

30钢绞线，31锚固件，

40防剪切螺栓组件，41螺栓，42套筒，43螺母，44喇叭口，45间隙配合。

具体实施方式

本实施例以圆形钢柱为例，参考图1至图4，对钢柱的安装连接技术进行详细的介绍。

钢柱10，结构同现有的常规的钢柱，本实施例中仅仅以圆形钢柱为例进行说明，但是，并不局限于此，与之相类似的常规方形钢柱、矩形钢柱、工字钢钢柱等也在本实用新型的保护范围之内。也就是说，本实用新型中的实施对象--钢柱，应当理解为可以包括现有钢结构建筑中范围之内的规则的、异性的钢柱。

在钢柱10的柱脚位置设置两个连接环，两道连接环一上一下设置，参考图3和图4，上述的连接环采用的是钢材质，通过焊接的方式固定在柱脚位置。具体的，为方面描述，将两个连接环进行分别标记，并标记为连接环Ⅰ11和连接环Ⅱ12，其中，连接环Ⅰ位于该钢柱的底部，在在连接环Ⅰ上设置有八个螺栓孔13，连接环Ⅱ位于连接环Ⅰ的上方位置，大约居上5厘米的位置，预留出足够的扳手操作空间，在该连接环Ⅱ上设置有四个螺栓孔13’，也就是是说该连接环上的螺栓孔的数量为下部连接环上螺栓孔数量的一半。上述的螺栓孔均匀布置。

在连接环Ⅰ和连接环Ⅱ之间的空间位置内焊接钢肋14，钢肋的作用在于提高两个连接环与钢柱的连接刚度。在实际设置中，钢肋合理的避开上述的螺栓孔。

钢筋混泥土基础，该部分与现有钢筋混凝土结构和使用工艺基本相同，包括一次浇筑部21和二次浇筑部22，不再赘述。

在钢筋混凝土基础的一次浇筑部内固定有四根钢绞线30，也就是说钢绞线的下端是通过锚固件31锚固在一个钢环上的，钢环则预埋在一次浇筑部的混凝土内。钢绞线的表面设置热缩管，通过热缩管实现钢绞线与混凝土的隔离。

钢绞线30的上端被锚固件31固定在连接环Ⅱ12，且在钢筋混凝土基础内，钢绞线是以弧形的弧度存在的，也就是说，上述的钢绞线并非是以竖直的方向设置的，而是以弧形的方式向外散射的。上述的结构，使得钢绞线30在混凝土基础内辐射，并具有较大的辐射面积。

在连接环Ⅰ11和二次浇筑部22之间设置防剪切螺栓组件40，具体的，上述的防剪切螺栓组件包括螺栓41、套筒42和螺母43，其中，该螺栓41的两端分别为膨大的球部和螺纹部，其中球部与上述的套筒42之间通过球铰配合，螺纹部与上述的螺母进行螺纹配合。所谓的球铰配合是指，在该套筒内有个球形的空腔，并该球形的空腔与上述的球部进行配合，也就是说，上述的螺栓部分穿过套筒后，形成球铰配合。对应的该套筒的轴孔位置向螺栓的方向设置的为喇叭口44，该喇叭口44与上述的球形的空腔是贯通的，其作用在于为螺栓的微量的摆动提供一定的空间。上述的套筒的下端使用端盖封堵。

上述的螺栓与连接环Ⅰ上的螺栓孔之间为间隙配合45，也就是说，上述的螺栓相对于连接环Ⅰ上的螺栓孔大概具有1毫米左右的左右移动或者摆动的空间，进而具有水平耗能的功能。

进一步地，在上述的钢柱底部与钢筋混凝土基础之间的配合面处，增加一层聚四氟乙烯板50，该聚四氟乙烯板采用厚度为1毫米左右的薄板制作。

本实施例的抗震机理为：当地震发生时，由于上述的防剪切螺栓组件的存在，使得上述的钢柱和地基基础之间存在微量的水平活动空间，尽管该空间的间隙非常小，最大不会超过1毫米的水平位移空间，但是该空间的存在，使得上述的钢柱具有足够的耗能，也就是可以消耗建筑物在水平方向的冲击力。同时，在高度方向上，上述的钢绞线可以提供足够抗冲击性能，由此两种固定方式联合作用，有利于节点的安全抗震。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本实用新型的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书所确定的保护范围内。

Claims

1.钢柱柱脚节点连接结构，包括钢柱和混凝土基础，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的钢柱柱脚节点连接结构，其特征在于，所述防剪切螺栓组件包括螺栓、套筒和螺母，该螺栓的两端分别为膨大的球部和螺纹部，其中球部与所述套筒之间通过球铰活动配合，所述螺纹部与所述螺母螺纹配合。

3.根据权利要求2所述的钢柱柱脚节点连接结构，其特征在于，所述套筒上与所述螺栓配合的外口为喇叭口。

4.根据权利要求1所述的钢柱柱脚节点连接结构，其特征在于，所述钢柱为圆形钢柱、方形钢柱或工字钢钢柱。

5.根据权利要求1所述的钢柱柱脚节点连接结构，其特征在于，所述钢绞线和防剪切螺栓组件分别为四组，且彼此间隔并沿钢柱的周向设置。

6.根据权利要求1所述的钢柱柱脚节点连接结构，其特征在于，所述在连接环Ⅰ和连接环Ⅱ之间的空间位置内焊接钢肋。

7.根据权利要求1所述的钢柱柱脚节点连接结构，其特征在于，所述混凝土基础包括一次浇筑部和二次浇筑部。

8.根据权利要求1所述的钢柱柱脚节点连接结构，其特征在于，所述钢绞线的下端锚固在钢环，所述钢环预埋在混凝土基础内。

9.根据权利要求1所述的钢柱柱脚节点连接结构，其特征在于，所述钢柱的柱脚与混凝土基础的配合面处有聚四氟乙烯板。