一種工字形鋼柱埋入式地腳螺栓連接結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種工字形鋼柱埋入式地腳螺栓連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述結(jié)構(gòu)主要包括工字形鋼柱、柱腳底板、柱腳抗剪鍵和地腳螺栓；工字形鋼柱埋入鋼筋混凝土基礎(chǔ),通過(guò)焊接在翼緣外側(cè)的栓釘連接；柱腳設(shè)有柱腳底板，柱腳底板下設(shè)有擴(kuò)大墊板，柱腳底板與擴(kuò)大墊板之間通過(guò)底板定位支腳連接；工字形鋼柱的腹板兩側(cè)均勻設(shè)置有鋼柱定位支架，鋼柱定位支架上焊有抗拔鋼板；工字形鋼柱的兩翼緣外側(cè)對(duì)稱設(shè)置有柱腳抗剪鍵和側(cè)壁傳力板，均貫穿柱腳底板和擴(kuò)大墊板；柱腳底板設(shè)置地腳螺栓。本實(shí)用新型具有傳力方式明確，構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，連接強(qiáng)度高，可避免施工過(guò)程中柱腳的偏位和墊板的上浮，具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說(shuō)明】一種工字形鋼柱埋入式地腳螺栓連接結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種柱腳連接結(jié)構(gòu)，特別涉及一種由工字形鋼柱、柱腳墊板、擴(kuò)大墊板、柱腳抗剪鍵和地腳螺栓組合形成的埋入式地腳螺栓連接結(jié)構(gòu)。屬于鋼結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域，適用于高層及大跨度建筑中鋼柱與混凝土基礎(chǔ)之間的柱腳連接。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼結(jié)構(gòu)是指用鋼板和熱軋、冷彎或焊接型鋼材通過(guò)連接件連接而成的能承受和傳遞荷載的結(jié)構(gòu)形式。鋼結(jié)構(gòu)體系具有自重輕、工廠化制造、安裝快捷、施工周期短、抗震性能好、投資回收快、環(huán)境污染少等綜合優(yōu)勢(shì)，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，更具有在“高、大、輕”三個(gè)方面發(fā)展的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。在全球范圍內(nèi)，特別是發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程領(lǐng)域中得到合理、廣泛的應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)建筑已成為國(guó)際現(xiàn)代化都市建筑發(fā)展的主流，特別是隨著結(jié)構(gòu)解析和鋼構(gòu)技術(shù)的提升，這種趨勢(shì)更加明顯。柱腳是鋼結(jié)構(gòu)建筑中位于柱子底部，能將上部結(jié)構(gòu)與下部基礎(chǔ)有效進(jìn)行連接的結(jié)構(gòu)。柱腳結(jié)構(gòu)雖然占整體建筑的比例較小，但是它將結(jié)構(gòu)上部荷載傳遞至基礎(chǔ)，是決定結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和承載力的主要因素，是結(jié)構(gòu)中最重要的連接節(jié)點(diǎn)。
[0003]目前我國(guó)在工業(yè)與民用建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，柱腳連接形式通常采用外露式柱腳和埋入式柱腳兩種。外露式柱腳是將柱腳底部與相對(duì)剛度較大的底板焊接連接，底板用預(yù)埋于混凝土基礎(chǔ)中的錨栓固定。外露式柱腳結(jié)構(gòu)將柱身傳來(lái)的壓力首先經(jīng)過(guò)柱身傳給底板，再由底板把壓力傳遞給混凝土基礎(chǔ)。外露式柱腳為裝配式，施工進(jìn)度相對(duì)較快，但是底板及錨栓系統(tǒng)的構(gòu)造導(dǎo)致用鋼量較大，且板件構(gòu)造復(fù)雜，制造和焊接工作量繁重。并且外露式柱腳由雙螺栓錨固于基礎(chǔ)上，剛度不比埋入式柱腳。
[0004]埋入式柱腳是將鋼柱底部相當(dāng)于柱子截面高度兩倍左右的長(zhǎng)度埋入剛度較大的地下室梁或基礎(chǔ)梁混凝土中，周圍用鋼筋混凝土加強(qiáng)，柱腳內(nèi)力的專遞是通過(guò)與柱翼緣接觸的混凝土側(cè)壓力所產(chǎn)生的彎矩，平衡柱腳彎矩和剪力。埋入式柱腳的構(gòu)造比較合理，易于安裝就位，柱腳的嵌固型容易保證，并且埋入式柱腳剛度較外露式柱腳較大，整體性好，承載力大，對(duì)于目前對(duì)建筑物跨度、高度要求日益提高的趨勢(shì)，埋入式柱腳的使用也越來(lái)越廣泛。但在某些情況下，當(dāng)上部軸力傳遞到底板時(shí)，常常會(huì)造成地板下混凝土的局部破壞。同時(shí)鋼柱施工中常常出現(xiàn)吊裝困難，安裝位置易偏位、垂直度不夠，混凝土澆筑過(guò)程中墊板上浮和偏移等問(wèn)題，影響鋼柱的受力及承載性能。
[0005]綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)的承載力和適用性在很大程度上依賴于柱腳的性能，為解決埋入式柱腳下混凝土易破壞，混凝土澆筑過(guò)程中墊板上浮和偏移，目前亟需發(fā)明一種可有效控制鋼柱偏移、安裝方便、柱腳與基礎(chǔ)連接性能好的工字形鋼柱埋入式地腳螺栓連接結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，發(fā)明一種傳力途徑明確，可有效控制鋼柱偏位，防止墊板下混凝土的局壓破壞，避免混凝土澆筑過(guò)程中墊板的上浮和偏移的埋入式地腳螺栓連接結(jié)構(gòu)，可作為工字形鋼柱與混凝土基礎(chǔ)連接柱腳結(jié)構(gòu)使用。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0008]一種工字形鋼柱埋入式地腳螺栓連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述結(jié)構(gòu)主要包括工字形鋼柱、柱腳底板、柱腳抗剪鍵和地腳螺栓；工字形鋼柱埋入鋼筋混凝土基礎(chǔ)，通過(guò)焊接在翼緣外側(cè)的栓釘連接；柱腳設(shè)有柱腳底板，柱腳底板下設(shè)有擴(kuò)大墊板，柱腳底板與擴(kuò)大墊板之間通過(guò)底板定位支腳連接；工字形鋼柱的腹板兩側(cè)均勻設(shè)置有鋼柱定位支架，鋼柱定位支架上焊有抗拔鋼板；工字形鋼柱的兩翼緣外側(cè)對(duì)稱設(shè)置有柱腳抗剪鍵和側(cè)壁傳力板，均貫穿柱腳底板和擴(kuò)大墊板；柱腳底板范圍內(nèi)設(shè)置地腳螺栓。
[0009]所述的柱腳底板四周均勻焊接鋼筋，柱腳底板和擴(kuò)大墊板采用“L”型的定位支腳連接，定位支腳一端預(yù)埋于鋼筋混凝土基礎(chǔ)中，一端貫穿擴(kuò)大墊板和柱腳底板由螺母緊固。
[0010]鋼柱定位支架呈梯形，一側(cè)焊接在柱腳底板上，一側(cè)與工字形鋼柱腹板焊接固定。
[0011]側(cè)壁傳力板上部與工字形鋼柱翼緣焊接固定。
[0012]所述的柱腳抗剪鍵由兩個(gè)槽鋼焊接組成，柱腳抗剪鍵下端預(yù)埋于混凝土基礎(chǔ)中，上端穿過(guò)擴(kuò)大墊板和柱腳墊板，與工字形鋼柱翼緣焊接固定。
[0013]所述的地腳螺栓底端為圓鉤型，地腳螺栓設(shè)置在柱腳底板內(nèi)工字形鋼柱腹板的中心線上，底端預(yù)埋于混凝土基礎(chǔ)中，與鋼筋混凝土基礎(chǔ)的構(gòu)造筋焊接，并貫穿擴(kuò)大墊板和柱腳墊板，上端用螺母緊固。
[0014]本實(shí)用新型具有以下的特點(diǎn)和有益效果:
[0015](I)栓釘、柱腳抗剪鍵、地腳螺栓及鋼柱墊板四周鋼筋的設(shè)置，提高了工字形鋼柱、后澆筑混凝土、鋼柱墊板及鋼筋混凝土基礎(chǔ)之間的相互連接性能，還可提高工字形鋼柱與鋼筋混凝土基礎(chǔ)的連接性能及整體性能。
[0016](2)柱腳墊板和擴(kuò)大墊板之間用底板定位支腳連接,可防止混凝土燒筑時(shí)墊板的上浮和偏移。
[0017](3)定位支架焊接在工字形鋼柱腹板兩邊，方便了工字形鋼柱的吊裝定位，可避免吊裝施工中的偏位，同時(shí)澆筑完成后，定位支架可作為加勁肋板使用。
[0018](4)工字形鋼柱翼緣外側(cè)設(shè)置側(cè)壁傳力板，聯(lián)合腹板兩邊的定位支架，可將工字形鋼柱柱腳軸力傳遞到四周的混凝土中。
[0019](5)定位支架上焊有抗拔鋼板，混凝土澆筑后，能有效提高工字鋼鋼柱的抗拔能力。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型工字形鋼柱埋入式地腳螺栓連接結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0021]圖2是本實(shí)用新型工字形鋼柱埋入式地腳螺栓連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中:1-工字形鋼柱，2-柱腳底板，3-擴(kuò)大墊板，4-鋼筋，5-底板定位支腳，6-地腳螺栓，7-柱腳抗剪鍵，8-側(cè)壁傳力板，9-鋼柱定位支架，10-抗拔鋼板，11-栓釘。
【具體實(shí)施方式】
[0023]鋼筋混凝土基礎(chǔ)、工字形鋼柱、后澆筑混凝土、焊接、預(yù)留槽孔等設(shè)計(jì)參數(shù)及施工要求，本實(shí)施方式中不再累述，重點(diǎn)闡述本實(shí)用新型涉及結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式。[0024]圖1是本實(shí)用新型工字形鋼柱埋入式地腳螺栓連接結(jié)構(gòu)俯視圖；圖2是本實(shí)用新型工字形鋼柱埋入式地腳螺栓連接結(jié)構(gòu)示意圖。參照?qǐng)D1、圖2所示工字形鋼柱埋入式地腳螺栓連接結(jié)構(gòu)主要由工字形鋼柱1、柱腳底板2、地腳螺栓6、柱腳抗剪鍵7組成。
[0025]工字形鋼柱I高352mm，寬380mm，翼緣厚度26mm，腹板厚度16mm。
[0026]工字形鋼柱I下設(shè)有柱腳底板2，柱腳底板2下設(shè)有擴(kuò)大墊板3，柱腳底板2和擴(kuò)大墊板3均采用Q235鋼材制成，柱腳底板2尺寸為460mmX480mm，擴(kuò)大墊板3尺寸為650mmX 650mm，厚度均為30mm，其中柱腳底板2四周焊有強(qiáng)度等級(jí)為HRB335月牙肋鋼筋4，鋼筋4直徑10mm。擴(kuò)大墊板3四周預(yù)埋于鋼筋混凝土基礎(chǔ)上表面。柱腳底板2和擴(kuò)大墊板3之間用底板定位支腳5連接，底板定位支腳5采用“L”型的M12號(hào)大六角頭高強(qiáng)螺栓，公稱直徑7.5mm,底板定位支腳5的一端預(yù)埋于鋼筋混凝土基礎(chǔ)中，一端貫穿擴(kuò)大墊板3和柱腳底板2，用螺母緊固。
[0027]地腳螺栓6采用長(zhǎng)度為220_的M20膨脹式地腳螺栓，地腳螺栓6埋入鋼筋混凝土基礎(chǔ)部分底部為彎鉤型，與鋼筋混凝土基礎(chǔ)的構(gòu)造筋焊接，另一端貫穿擴(kuò)大墊板3和柱腳底板2，用螺母緊固。
[0028]對(duì)稱設(shè)置于工字形鋼柱I翼緣兩側(cè)的柱腳抗剪鍵7用兩個(gè)槽鋼背靠背焊接而成，槽鋼采用熱軋普通槽鋼，高63mm,腿寬40mm,腰厚4.8mm,腿厚7.5mm。柱腳抗剪鍵7下部預(yù)埋于鋼筋混凝土基礎(chǔ)中，上端貫穿擴(kuò)大墊板3和柱腳底板2，與工字形鋼柱I側(cè)面焊接。
[0029]工字形鋼柱I柱腳翼緣外側(cè)焊有側(cè)壁傳力板8，腹板兩側(cè)焊有鋼柱定位支架9，側(cè)壁傳力板8和鋼柱定位支架9均采用Q235鋼材，制成直角梯形。側(cè)壁傳力板8短邊25mm，長(zhǎng)邊50mm,高50mm,厚度12mm ;鋼柱定位支架9短邊60mm,長(zhǎng)邊80mm,高300mm,厚度12mm。
[0030]鋼板定位支架9上部焊有IOmm厚的抗拔鋼板10，抗拔鋼板10采用Q235鋼材，尺寸為 300_X60mm。
[0031]工字形鋼柱I埋入鋼筋混凝土基礎(chǔ)部分翼緣外側(cè)水平方向布置兩組栓釘11，每組4個(gè)。栓釘11米用剪力釘，頭部直徑32mm,桿徑16mm,長(zhǎng)度50mm。
【權(quán)利要求】
1.一種工字形鋼柱埋入式地腳螺栓連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述結(jié)構(gòu)主要包括工字形鋼柱、柱腳底板、柱腳抗剪鍵和地腳螺栓；工字形鋼柱埋入鋼筋混凝土基礎(chǔ)，通過(guò)焊接在翼緣外側(cè)的栓釘連接；柱腳設(shè)有柱腳底板，柱腳底板下設(shè)有擴(kuò)大墊板，柱腳底板與擴(kuò)大墊板之間通過(guò)底板定位支腳連接；工字形鋼柱的腹板兩側(cè)均勻設(shè)置有鋼柱定位支架，鋼柱定位支架上焊有抗拔鋼板；工字形鋼柱的兩翼緣外側(cè)對(duì)稱設(shè)置有柱腳抗剪鍵和側(cè)壁傳力板，均貫穿柱腳底板和擴(kuò)大墊板；柱腳底板范圍內(nèi)設(shè)置地腳螺栓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工字形鋼柱埋入式地腳螺栓連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的柱腳底板四周均勻焊接鋼筋，柱腳底板和擴(kuò)大墊板采用“L”型的定位支腳連接，定位支腳一端預(yù)埋于鋼筋混凝土基礎(chǔ)中，一端貫穿擴(kuò)大墊板和柱腳底板由螺母緊固。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工字形鋼柱埋入式地腳螺栓連接結(jié)構(gòu)，其特征在于鋼柱定位支架呈梯形，一側(cè)焊接在柱腳底板上，一側(cè)與工字形鋼柱腹板焊接固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工字形鋼柱埋入式地腳螺栓連接結(jié)構(gòu)，其特征在于側(cè)壁傳力板上端與工字形鋼柱翼緣焊接固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工字形鋼柱埋入式地腳螺栓連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的柱腳抗剪鍵由兩個(gè)槽鋼焊接組成，柱腳抗剪鍵下端預(yù)埋于混凝土基礎(chǔ)中，上端貫穿擴(kuò)大墊板和柱腳墊板與工字形鋼柱翼緣焊接固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工字形鋼柱埋入式地腳螺栓連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的地腳螺栓底端為圓鉤型，地腳螺栓設(shè)置在柱腳底板內(nèi)工字形鋼柱腹板的中心線上，底端預(yù)埋于混凝土基礎(chǔ)中，與鋼筋混凝土基礎(chǔ)的構(gòu)造筋焊接，并貫穿擴(kuò)大墊板和柱腳墊板，上端用螺母緊固。
【文檔編號(hào)】E04B1/58GK203531147SQ201320632483
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月14日
【發(fā)明者】汪斌, 田洪斌, 梅秀云, 柏華, 王雄 申請(qǐng)人:重慶長(zhǎng)安建設(shè)工程有限公司