專利名稱：新型冷彎矩形鋼管柱裝配式柱腳的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鋼管柱的柱腳固定裝置。
背景技術：
研究表明，隨著我國經濟發展以及對鋼結構先進性的認識，結合我國的城市化進程，并參考我國的國情，實現鋼結構住宅產業化將是我國未來住宅的發展方向，大力發展多高層鋼結構住宅，是符合我國國情的一個較好的住宅產業化思路。所以近年來，國家開始大力提倡鋼結構住宅，鋼結構住宅的大規模應用已成為可能。要想發展多高層鋼結構住宅并實現鋼結構住宅的產業化，需要做的工作還有很多，其中實現鋼結構住宅標準化就是基礎性工作之一。在鋼結構住宅標準化中，鋼結構體系及其結構構件的標準化將是首先需要做的工作。對于多高層鋼結構住宅，無論采用哪種結構體系，柱子都是其中一個最主要的構件，經過一些研究表明，冷彎矩形鋼管柱和冷彎矩形鋼管混凝土柱由于性能穩定、承載力高、抗側移剛度大、位移變形小、震性能好等優點，將是多高層鋼結構住宅中的柱子的最佳選擇之一。在鋼建筑結構體系中，柱腳是鋼結構中上部結構與基礎連接的重要構件，是決定其整個結構體系承載能力的一個重要因素。現有的柱腳按結構的內力，可大體分為鉸接柱腳和剛接柱腳兩大類，其中鉸接柱腳僅能傳遞水平力和垂直力，而剛性柱腳除了傳遞水平力和垂直力外，還能傳遞彎矩。對于多高層鋼結構建筑，由于柱腳反力較大，所以設計時大多采用剛性柱腳固定裝置。剛性柱腳固定的形式通常分為外露式柱腳、埋入式柱腳、外包式柱腳三種，由于采用外露式柱腳不但會使底板既大且厚、耗用大量鋼材，而且難以保證柱腳的完全固定，所以采用埋入式柱腳和外包式柱腳是多高層鋼結構固定式柱腳的較好形式。埋入式柱腳是將鋼管柱以一定深度埋置在混凝土基礎梁中，埋入部分的鋼管柱表面焊有栓釘，柱的軸向壓力可由柱腳底板傳給混凝土，柱的軸向拉力可由柱腳底板伸出部分對混凝土的承壓作用傳給混凝土，或由錨栓傳給基礎，埋入式柱腳受力特點決定了埋入式柱腳具有剛接程度高，抗震性能好的優點，但同時也造成了柱腳的構造復雜等缺點。外包式柱腳是鋼管柱底板與外包混凝土底部齊平，外包混凝土配有主筋和箍筋， 頂部箍筋要集中配置，鋼管柱的外包部分要設置栓釘。一般鋼管柱傳力通過承壓力和錨釘兩種機制，柱腳彎矩由外包混凝土承受，柱子的軸力一般認為由鋼管柱底板直接傳給基礎， 軸向拉力可通過底板的伸出邊緣和錨栓傳給基礎。外包式柱腳的構造方式和受力特點決定了外包式柱腳具有構造簡單，不影響基礎鋼筋布置的優點，但其傳力機制比較復雜，現有計算體系不嚴格。此外，現階段無論是埋入式柱腳或者是外包式柱腳，施工中的柱子多采用吊裝的施工方法，在吊裝過程中，柱子的定位是一個特別麻煩的問題，同時對柱子和底板基本上采用焊接連接的方法，對于焊縫質量有著較高的要求。同時，在柱腳設計中，由于規范涉及柱腳的內容較少，規定也不夠詳細，并且由于鋼管柱腳的受力性能并不是十分清楚，實際在進行柱腳設計的過程中，人為的對柱腳模型做了一些的假定，設計的模型也比較簡化，這就使得柱腳設計因人而異，并且為了保證安全，柱腳的設計偏于保守，在一定程度上也造成了浪費。綜上所述，對于多高層鋼結構建筑，如何在滿足柱腳承載力、抗震性能等各種綜合性能的基礎上，同時能使柱腳既構造簡單，又方便施工，還符合標準化、產業化的基本要求， 是一個具有重要意義又急需解決的問題。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種新型冷彎矩形鋼管柱裝配式柱腳，要解決傳統剛性柱腳構造復雜、不利于施工的技術問題；并解決施工中的冷彎矩形鋼管柱定位困難的問題。為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案一種新型冷彎矩形鋼管柱裝配式柱腳，連接在鋼管柱與鋼筋混凝土基礎之間，其特征在于包括底板、角鋼、錨栓、錨栓螺母、豎向高強螺栓和橫向高強螺栓；所述底板放置在鋼筋混凝土基礎上，并且底板上開有錨栓孔；所述錨栓的下部預埋在鋼筋混凝土基礎中，錨栓的上部由下至上穿過錨栓孔并與底板上方的錨栓螺母螺紋連接；所述角鋼有四個，分別緊貼在鋼管柱的四個側邊上，并且角鋼的橫向鋼板通過豎向高強螺栓與底板固定連接，角鋼的豎向鋼板通過橫向高強螺栓與鋼管柱固定連接。所述橫向鋼板與豎向鋼板之間焊接連接有加勁肋板。所述加勁肋板在角鋼彎折處有切角。所述加勁肋板為四邊形鋼板或六邊形鋼板，加勁肋板焊接在角鋼的中間位置。所述橫向鋼板的寬度小于豎向鋼板的寬度，所述角鋼是熱軋角鋼，或者是由等厚鋼板壓彎形成的普通角鋼。所述鋼管柱可為冷彎矩形鋼管柱或冷彎矩形鋼管混凝土柱。所述錨栓螺母可為對頂螺母或單螺母。所述底板通過無收縮細石混凝土或鐵屑砂漿放置在鋼筋混凝土基礎上。與現有技術相比本實用新型具有以下特點和有益效果1、本實用新型采用四個角鋼來給冷彎矩形鋼管柱定位，使得施工中的冷彎矩形鋼管柱的吊裝定位變得迅速、準確， 所以大大提高了施工效率。2、與現行普通的埋入式柱腳和外包式柱腳相比，本實用新型采用底板與錨栓連接，底板和鋼管柱通過角鋼及高強螺栓連接，具有構造簡單、施工方便的特點，同時各構件加工工藝簡單，可以標準化設計、生產，所以符合產業化的模數要求。3、所述冷彎矩形鋼管柱與底板采用角鋼加高強螺栓的連接方法，即裝配化連接，避免了施工現場關鍵位置的焊接作業，減少了因焊接缺陷可能造成的施工質量問題。4、所述角鋼上的加勁肋板可以使角鋼的剛度大大增加，同時角鋼的長邊(豎向鋼板)與冷彎矩形鋼管柱連接，角鋼的短邊(橫向鋼板)與底板連接，這樣有利于防止施工中的冷彎矩形鋼管柱偏心等可能產生的撬力影響。5、本實用新型可根據實際具體情況來選擇埋入式或外包式，受力機理較明確，符合廣泛應用的目的。
以下結合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。[0022]
圖1是本實用新型的結構示意圖。圖2是
圖1中A-A剖面的示意圖。圖3是本實用新型連接在鋼筋混凝土基礎上的示意圖。圖4是圖3中B-B剖面的示意圖。圖5是角鋼的主視示意圖。圖6是圖5的左視示意圖。圖7是圖6的俯視示意圖。圖8是底板的俯視示意圖。圖9是冷彎矩形鋼管柱的下部的示意圖。附圖標記1 一鋼管柱、2 —角鋼、2. 1 一橫向鋼板、2. 2 一豎向鋼板、3 —底板、4 一加勁肋板、5 —錨栓、6 —豎向高強螺栓、7 —栓釘、8 —鋼筋混凝土基礎、9 一無收縮細石混凝土、10 —螺栓孔、11 一錨栓孔、12 —錨栓螺母、13 —鋼筋、14 一橫向高強螺栓、15 —切角、 16 一澆筑混凝土。
具體實施方式
實施例參見
圖1-8所示，這種新型冷彎矩形鋼管柱裝配式柱腳，連接在鋼管柱1與鋼筋混凝土基礎8之間，包括底板3、角鋼2、錨栓5、錨栓螺母12、豎向高強螺栓6和橫向高強螺栓14 ；所述底板3放置在鋼筋混凝土基礎8上，底板3通過無收縮細石混凝土 9或鐵屑砂漿放置在鋼筋混凝土基礎8上，并且底板3上開有錨栓孔11 ；所述錨栓5的下部預埋在鋼筋混凝土基礎8中，錨栓5的上部由下至上穿過錨栓孔11并與底板3上方的錨栓螺母 12螺紋連接，所述錨栓螺母12為對頂螺母或單螺母；所述角鋼2有四個，分別緊貼在鋼管柱1的四個側邊上，并且角鋼2的橫向鋼板2. 1通過豎向高強螺栓6與底板3固定連接，角鋼2的豎向鋼板2. 2通過橫向高強螺栓14與鋼管柱1固定連接，角鋼2是熱軋角鋼，或者是由等厚鋼板壓彎形成的普通角鋼。角鋼的橫向鋼板2. 1的寬度小于角鋼的豎向鋼板2. 2 的寬度。參見
圖1、圖2，所述橫向鋼板2. 1與豎向鋼板2. 2之間焊接連接有加勁肋板4。加勁肋板4在角鋼彎折處有切角15。加勁肋板4為四邊形鋼板或六邊形鋼板，加勁肋板4焊接在角鋼2的中間位置。本實施例應用于多高層鋼結構建筑的冷彎矩形鋼管柱下端，為埋入式柱腳。所述底板3為等厚方鋼板并位于鋼管柱1的底端，底板3與鋼筋混凝土基礎8通過錨栓5固定連接，并且錨栓5與底板3采用對頂螺母調節固定，對頂螺母可方便的調整鋼管柱1的垂直度及標高。底板3與鋼筋混凝土基礎8之間預留一定的空隙(約50mm)，可方便豎向高強螺栓6的安裝，待鋼管柱1調整完畢后，再對空隙澆筑無收縮細石混凝土 9或鐵屑砂漿。所述鋼管柱1為冷彎矩形鋼管柱或冷彎矩形鋼管混凝土柱，鋼管柱1埋入或外包澆筑混凝土前， 需在鋼管柱1表面的埋入或外包部分焊接設置栓釘7。在鋼管柱1底端四周的角鋼2作為連接件，通過豎向高強螺栓6與底板3連接，還通過橫向高強螺栓14與鋼管柱1連接；角鋼2的長度與鋼管柱1的邊長一致；鋼管柱1垂直安裝在底板2的正上方，整個鋼管柱1最后可埋入混凝土中，也可以外包澆筑混凝土 16。 所述鋼筋混凝土基礎8和外包混凝土 16中均配置有鋼筋13。[0036] 本實用新型的安裝過程參見圖5-9，吊裝前，鋼管柱1、角鋼2和底板3上都預先打好有螺栓孔10，底板3上還預先打好有錨栓孔11，所述鋼筋混凝土基礎8已先期澆筑完成，鋼筋13、錨栓5都已按要求預埋好，并且錨栓5通過固定支架定位好了準確位置。吊裝時，將角鋼2與底板3先用豎向高強螺栓6初擰，接著通過錨栓5將底板3固定在準確位置， 然后通過四個角鋼2對鋼管柱1進行定位吊裝。吊裝完成后，鋼管柱1與角鋼2用橫向高強螺栓14初擰，初步調整鋼管柱1的垂直度和標高，接著擰緊豎向高強螺栓6和橫向高強螺栓14，然后在鋼管柱1表面的埋入部分焊接一定數量的栓釘7，最后通過錨栓螺母12對整個鋼管柱1的垂直度和標高進行調整直至完善，再對鋼筋混凝土基礎8和底板3之間的空隙澆筑無收縮細石混凝土 9 (需采用壓力灌漿)，完成后再將整個鋼管柱1外包澆筑混凝土 16，施工完成。
權利要求1.一種新型冷彎矩形鋼管柱裝配式柱腳，連接在鋼管柱(1)與鋼筋混凝土基礎(8)之間，其特征在于包括底板(3)、角鋼(2)、錨栓(5)、錨栓螺母(12)、豎向高強螺栓(6)和橫向高強螺栓(14);所述底板(3)放置在鋼筋混凝土基礎(8)上，并且底板(3)上開有錨栓孔 (11)；所述錨栓(5)的下部預埋在鋼筋混凝土基礎(8)中，錨栓(5)的上部由下至上穿過錨栓孔(11)并與底板(3)上方的錨栓螺母(12)螺紋連接；所述角鋼(2)有四個，分別緊貼在鋼管柱(1)的四個側邊上，并且角鋼(2)的橫向鋼板(2. 1)通過豎向高強螺栓(6)與底板(3) 固定連接，角鋼(2)的豎向鋼板(2. 2)通過橫向高強螺栓(14)與鋼管柱(1)固定連接。
2.根據權利要求1所述的新型冷彎矩形鋼管柱裝配式柱腳，其特征在于所述橫向鋼板(2. 1)與豎向鋼板(2. 2)之間焊接連接有加勁肋板(4)。
3.根據權利要求1或2所述的新型冷彎矩形鋼管柱裝配式柱腳，其特征在于所述加勁肋板(4)在角鋼彎折處有切角(15)。
4.根據權利要求1或2所述的新型冷彎矩形鋼管柱裝配式柱腳，其特征在于所述加勁肋板(4)為四邊形鋼板或六邊形鋼板，加勁肋板(4)焊接在角鋼(2)的中間位置。
5.根據權利要求1或2所述的新型冷彎矩形鋼管柱裝配式柱腳，其特征在于所述橫向鋼板(2. 1)的寬度小于豎向鋼板(2. 2)的寬度。
6.根據權利要求1或2所述的新型冷彎矩形鋼管柱裝配式柱腳，其特征在于所述角鋼(2)是熱軋角鋼，或者是由等厚鋼板壓彎形成的普通角鋼。
7.根據權利要求1或2所述的新型冷彎矩形鋼管柱裝配式柱腳，其特征在于所述鋼管柱(1)為冷彎矩形鋼管柱或冷彎矩形鋼管混凝土柱。
8.根據權利要求1或2所述的新型冷彎矩形鋼管柱裝配式柱腳，其特征在于所述錨栓螺母(12)為對頂螺母或單螺母。
9.根據權利要求1或2所述的新型冷彎矩形鋼管柱裝配式柱腳，其特征在于所述底板(3)通過無收縮細石混凝土(9)或鐵屑砂漿放置在鋼筋混凝土基礎(8)上。
專利摘要一種新型冷彎矩形鋼管柱裝配式柱腳，包括底板、角鋼、錨栓、錨栓螺母、豎向高強螺栓和橫向高強螺栓；所述底板放置在鋼筋混凝土基礎上，并且底板上開有錨栓孔；所述錨栓的下部預埋在鋼筋混凝土基礎中，錨栓的上部由下至上穿過錨栓孔并與底板上方的錨栓螺母螺紋連接；所述角鋼有四個，分別緊貼在鋼管柱的四個側邊上，并且角鋼的橫向鋼板通過豎向高強螺栓與底板固定連接，角鋼的豎向鋼板通過橫向高強螺栓與鋼管柱固定連接。本柱腳使得施工中的冷彎矩形鋼管柱的吊裝定位變得迅速、準確，與現行普通的埋入式柱腳和外包式柱腳相比，具有構造簡單、施工方便的特點，同時各構件加工工藝簡單，可以標準化設計、生產，所以符合產業化的模數要求。
文檔編號E04B1/38GK201943191SQ20112002512
公開日2011年8月24日 申請日期2011年1月26日 優先權日2011年1月26日
發明者李黎明, 蔡玉春 申請人:北京賽博思建筑設計有限公司, 武漢長豐賽博思鋼結構工程有限公司