專利名稱：鋼柱腳-混凝土承臺(tái)半埋入式錨固節(jié)點(diǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種鋼柱腳-混凝土承臺(tái)半埋入式錨固節(jié)點(diǎn)，屬于鋼柱腳 節(jié)點(diǎn)錨固領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國建筑工程的高速發(fā)展，大跨度重型結(jié)構(gòu)將越來越多，鋼結(jié)構(gòu) 柱腳的受力也更加巨大，而且柱腳具有特殊重要性，所以在設(shè)計(jì)柱腳時(shí)安 全性是十分重要的，此外提出適當(dāng)?shù)闹_形式，保證柱底內(nèi)力傳遞，減小 承臺(tái)厚度、優(yōu)化樁型與布樁方案，也是是保證結(jié)構(gòu)安全性、控制工程造價(jià) 必須解決的問題。目前，鋼結(jié)構(gòu)柱腳主要包括埋入式柱腳、外露式柱腳和
外包式柱腳；
埋入式柱腳將鋼柱插入基礎(chǔ)混凝土，通過鋼柱的栓釘以及周邊混凝土 的支承反力形成抵抗彎矩，使柱腳抗彎能力與剛度大大提高，主要用于高 層建筑結(jié)構(gòu)。由于高層鋼結(jié)構(gòu)的柱腳以承受豎向壓力為主，迄今為止對(duì)柱 腳拉彎、受拉等錨固性能的研究非常少。外露式柱腳通過錨栓將鋼柱底板 與基礎(chǔ)連接在一起，構(gòu)造簡單，施工方便，傳力比較明確。國內(nèi)外研究資 料表明，外露式柱腳在反復(fù)荷載作用下有輕微"捏縮"現(xiàn)象，抗震效果不 很理想；由于錨栓截面積較小，對(duì)錨固長度要求較高，柱腳剛度較小，難 以保證柱腳符合理想嵌固條件。因此，外露式柱腳主要適用于普通和輕型 鋼結(jié)構(gòu)。外包式柱腳通過定位錨栓將鋼柱底板與基礎(chǔ)連接在一起，鋼柱與 基礎(chǔ)頂面鉸接，在鋼柱表面設(shè)置栓釘?shù)瓤辜翩I，然后外包鋼筋混凝土形成 鋼與混凝土組合土構(gòu)件。外包式柱腳的彎矩與剪力均由外包鋼筋混凝土部 分承擔(dān)，柱底力通過鋼筋混凝土傳給基礎(chǔ)。外包式柱腳通過外包混凝土傳 遞柱底力，傳力機(jī)制復(fù)雜，因而柱腳的剛度與承載力受到較大限制。針對(duì) 大型柱腳一承臺(tái)結(jié)構(gòu)內(nèi)力巨大、彎矩作用方向性強(qiáng)的特點(diǎn)，柱底合并段截 面高度大，若按照外露式柱腳設(shè)計(jì)，則柱腳剛度及抗彎承載力均遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠；若按照《高鋼規(guī)》中箱形柱腳埋入3倍截面高度的要求，將導(dǎo)致混凝土承 臺(tái)高度過大，不僅造價(jià)大大增加，而且施工難度大、工期長；若采用外包
式柱腳則不僅要求外包混凝土的體積大，而且同樣3倍截面高度的外包混
凝土高度要求不僅是建筑師所不能接受的，在經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能上也不合理。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服了現(xiàn)有外包式柱腳的上述缺陷，提供了一種 鋼柱腳-混凝土承臺(tái)半埋入式錨固節(jié)點(diǎn)。本實(shí)用新型采用合理的柱腳幾何構(gòu) 型，減少柱腳埋深，并保證柱腳的受力性能與計(jì)算假定的剛接相符。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取了如下技術(shù)方案。本實(shí)用新型中 的鋼柱腳-混凝土承臺(tái)半埋入式錨固節(jié)點(diǎn)包括箱形剛性底板和錨固件，所述 的錨固件包括錨臂和錨座，錨臂的上端與箱形剛性底板的下表面固連，下 端與錨座固連。在箱形剛性底板內(nèi)焊接有豎向加勁板和水平加勁板，所述 的豎向加勁板貫穿箱形剛性底板并延伸至箱體外。
在箱形剛性底板和錨固件的外圍綁扎有鋼筋網(wǎng)，在鋼筋網(wǎng)外側(cè)支模并 向模內(nèi)澆注混凝土，鋼筋網(wǎng)及其內(nèi)澆注的混凝土構(gòu)成承臺(tái)。
在箱形剛性底板的外側(cè)面上焊接有豎向焊筋板。
所述的錨座包括相互固定連接的上翼緣和下翼緣，下翼緣寬于上翼緣， 在上翼緣和下翼緣之間焊接有豎向加勁板。
在錨臂的外表面和錨座的下表面均焊接有栓釘。
本實(shí)用新型中的柱腳是一種半埋入式的柱腳，施工時(shí)，將箱形剛性底 板、錨固件及承臺(tái)埋入到基礎(chǔ)內(nèi)，同時(shí)由于在承臺(tái)中配置了三向鋼筋網(wǎng)， 提高了承臺(tái)大體積混凝土的性能。
與現(xiàn)有柱腳相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)采用半埋入式柱腳，只 將箱型剛性底板和錨固件埋入承臺(tái)，使得承臺(tái)尺寸減小，縮短工期，且更 為經(jīng)濟(jì)。且由于柱子底部軸線及邊界同錨固件對(duì)齊，柱底軸壓力通過底板 直接傳至錨固件及基礎(chǔ)，避免了其余構(gòu)件承受荷載產(chǎn)生的傾覆荷載；箱型
底板內(nèi)設(shè)置了水平加勁板和豎向加勁板，極大提高了底板的剛性及抗彎剛度，錨固件上的栓釘及加勁肋則大大提高了構(gòu)件的抗拔抗拉及抗彎能力；
柱底大部分彎矩通過柱腳底板下錨固件抗拔力和另一側(cè)底板下混凝土的承
壓力傳給基礎(chǔ)，其余則通過柱腳側(cè)面混凝土的承壓力傳遞；柱底水平剪力
則通過基礎(chǔ)混凝土對(duì)柱翼緣的承壓力傳遞。柱腳的錨固件與基礎(chǔ)之間的錨
固通過計(jì)算和構(gòu)造措施保證。


圖l是鋼柱腳錨固節(jié)點(diǎn)示意圖2是本實(shí)用新型箱型底板上表面示意圖3是本實(shí)用新型箱型底板下表面示意圖(黑色填充示意錨板位置)；
圖4是圖2的A-A剖面圖5是柱腳構(gòu)造示意圖6是圖5的1-1剖面圖7是錨件腹板示意圖8是圖7的B-B剖面圖； 圖9是三向鋼筋平面布置圖； 圖10是圖9的C-C剖面圖； 圖11是圖IO的D-D剖面圖中1、箱型剛性底板，2、水平加勁肋，3、豎向加勁肋，4、承臺(tái)， 6、錨固件，8、栓釘，9、錨座，10、鋼筋網(wǎng)，11、豎向焊筋板，12、錨臂， 13、灌漿孔，14、冒漿孔。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖1 附圖11對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步詳述 本實(shí)施例是一種半埋入式的柱腳構(gòu)造，結(jié)構(gòu)如圖l、圖2所示，主要包
括箱形剛性底板l、錨固件6和承臺(tái)4三部分，箱型剛性底板1和錨固件6 埋入在承臺(tái)4內(nèi)。在箱形剛性底板1的內(nèi)部的下底板上根據(jù)計(jì)算要求設(shè)置 足夠的半高豎向加勁板3，豎向加勁板3的兩端延伸至箱體外。在箱形剛性 底板1的外側(cè)面上焊接豎向焊筋板U，在箱形剛性底板1的內(nèi)部焊接了水平加勁板2，如圖4所示，豎向加勁板3的軸線與水平加勁板2的軸線垂直。 在箱形剛性底板1的下表面焊接有錨固件6，錨固件6由錨臂12和錨座9 組成，如圖5、圖6和圖8所示，錨臂12的上端與箱形剛性底板1的下表 面焊接，下端與錨座9焊接。錨座9上設(shè)置有上翼緣和下翼緣，如圖l、圖 5、圖6和圖8所示，下翼緣寬于上翼緣，在上翼緣和下翼緣之間焊接有相 當(dāng)數(shù)量的豎向加勁板3。錨壁12為工字形鋼，這樣可以不影響箱形剛性底 板下及錨固件周圍混凝土的澆筑及密實(shí)，并且翼緣有一定的混凝土承壓能 力，在錨臂12的外表面及錨座9的下表面均焊接有栓釘8，如圖1、圖5、 圖6和圖7所示。
在箱形剛性底板1和錨固件6的外面設(shè)置有承臺(tái)4。承臺(tái)4包括包括綁 扎在箱形剛性底板1和錨固件6外圍的鋼筋網(wǎng)10，如圖9 圖11所示，鋼 筋網(wǎng)10焊接在豎向焊筋板11上，鋼筋之間間距滿足計(jì)算和構(gòu)造要求。在 鋼筋網(wǎng)外支模，向模內(nèi)澆注混凝土，鋼筋網(wǎng)及澆注的混凝土構(gòu)成承臺(tái)4，箱 形剛性底板1和錨固件6鑲嵌在承臺(tái)4內(nèi)?；炷脸信_(tái)中配置的三向鋼筋 網(wǎng)10，是用以提高基礎(chǔ)的抗剪、抗拔能力，增強(qiáng)鋼柱腳及錨固件在承臺(tái)中 的錨固。在柱腳埋入混凝土承臺(tái)4的箱形柱腳底板1內(nèi)灌注無收縮混凝土 5， 為保證混凝土灌注密實(shí)，在箱形剛性底板的各主要側(cè)板上應(yīng)設(shè)灌漿孔13, 使箱體內(nèi)部連通。另外，在柱腳位于承臺(tái)混凝土上部的板件上還應(yīng)設(shè)置檢 查孔。
本實(shí)施例僅以箱形剛性底板1下設(shè)置四個(gè)錨固件為例，實(shí)際情況可根 據(jù)荷載及承臺(tái)上柱子的位置及數(shù)目設(shè)置兩個(gè)或是大于兩個(gè)的錨固構(gòu)件。整 個(gè)箱形剛性底板1均埋在承臺(tái)4內(nèi)部。本實(shí)施例設(shè)置了足夠的水平加勁板2 與豎向加勁板3，同時(shí)在箱形底板內(nèi)部灌注無收縮混凝土5，增強(qiáng)了柱腳底 板的剛度與耐久性。
本實(shí)施例中的錨固件6，比外露式柱腳中普通錨栓承載力和剛度大得 多，以抵抗彎矩產(chǎn)生的拉力，并使柱腳具有足夠的承載力和剛度。在錨固 件6下端設(shè)置了錨座9，錨座9上加設(shè)了豎向加勁板，本實(shí)施例中錨座的作用與錨栓的端板類似，但其剛度和承載力均大得多。設(shè)置鋼錨固件時(shí)，主 要考慮以下原則i)盡量與上部構(gòu)件板件的位置對(duì)齊，使傳力直接、合理;
ii) 盡量加大錨固件之間的距離，以增加抗彎力臂、有效發(fā)揮錨固件的作用；
iii) 錨固件設(shè)置便于在其周圍布置鋼筋網(wǎng)，以滿足與混凝土承臺(tái)的粘接錨 固要求，與鋼筋網(wǎng)10連接。為抵抗大彎矩產(chǎn)生的巨大拉力，錨固件截面尺 寸比一般錨栓8或角鋼等的截面尺寸大得多，且受承臺(tái)厚度的限制，其錨 固深度有限，目前這類錨固件的設(shè)計(jì)尚無相關(guān)資料或規(guī)范可依據(jù)，因此在 設(shè)計(jì)時(shí)錨固件的錨固性能藥進(jìn)行有限元分析或試驗(yàn)。
本實(shí)施例中鋼柱腳-混凝土承臺(tái)半埋入式錨固節(jié)點(diǎn)的制作方法如下
1) 在箱形剛性底板1內(nèi)焊接豎向加勁板3，豎向加勁板3的兩端延伸至 箱體外；
2) 在箱形剛性底板1的外表面焊接豎向焊筋板11，豎向焊筋板11位于
延伸出箱體外的豎向加勁板3的上面；
3) 在箱體剛性底板l的內(nèi)部設(shè)置水平加勁板2;
4) 向箱形剛性底板l內(nèi)灌注無收縮混凝土；
5) 在箱形剛性底板1的下表面固定連接錨固件6,所述錨固件6包括錨 臂12和錯(cuò)座9，將錨臂12的上端與箱形剛性底板1的下表面固連，錨臂 12的下端與錨座9固連；
6) 在錨座9的上翼緣和下翼緣之間焊接豎向加勁板3;
7) 在箱形剛性底板1和錨固件6的外側(cè)配置鋼筋網(wǎng)10;
8) 在鋼筋網(wǎng)外支模，向鋼筋網(wǎng)IO、錨固件6組成的空間內(nèi)灌注無收縮 混凝土 5，鋼筋網(wǎng)10和混凝土 5組成承臺(tái)4;承臺(tái)4、錨固件6和箱形剛性 底板1形成鋼柱腳-混凝土承臺(tái)半埋入式錨固節(jié)點(diǎn)。
權(quán)利要求1、鋼柱腳-混凝土承臺(tái)半埋入式錨固節(jié)點(diǎn)，包括箱形剛性底板(1)和錨固件(6)，所述的錨固件(6)包括錨臂(12)和錨座(9)，錨臂(12)的上端與箱形剛性底板(1)的下表面固連，下端與錨座(9)固連；其特征在于在箱形剛性底板(1)內(nèi)焊接有豎向加勁板(3)和水平加勁板(2)，所述的豎向加勁板(3)貫穿箱形剛性底板(1)并延伸至箱體外。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋼柱腳-混凝土承臺(tái)半埋入式錨固節(jié)點(diǎn)，其特征在 于在箱形剛性底板(1)和錨固件(6)的外圍綁扎有鋼筋網(wǎng)(10)，在鋼筋 網(wǎng)外側(cè)支模并向模內(nèi)澆注混凝土，鋼筋網(wǎng)(10)及其內(nèi)澆注的混凝土構(gòu)成承 臺(tái)(4)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼柱腳-混凝土承臺(tái)半埋入式錨固節(jié)點(diǎn)，其特征在 于在箱形剛性底板(1)的外側(cè)面上焊接有豎向焊筋板(11)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋼柱腳-混凝土承臺(tái)半埋入式錨固節(jié)點(diǎn)，其特征在于所述的錨座(9)包括相互固定連接的上翼緣和下翼緣，下翼緣寬于上翼緣，在上翼緣和下翼緣之間焊接有豎向加勁板(3)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋼柱腳-混凝土承臺(tái)半埋入式錨固節(jié)點(diǎn)，其特征在 于在錨臂(12)的外表面和錨座(9)的下表面均焊接有栓釘(8)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種鋼柱腳-混凝土承臺(tái)半埋入式錨固節(jié)點(diǎn)，屬于鋼柱腳節(jié)點(diǎn)錨固領(lǐng)域。包括箱形剛性底板和錨固件，所述的錨固件包括錨臂和錨座，錨臂的上端與箱形剛性底板的下表面固連，下端與錨座固連。在箱形剛性底板內(nèi)焊接有豎向加勁板和水平加勁板，所述的豎向加勁板貫穿箱形剛性底板并延伸至箱體外。本實(shí)用新型采用半埋入式柱腳，只將箱型剛性底板和錨固件埋入承臺(tái)，使得承臺(tái)尺寸減小，縮短工期，且更為經(jīng)濟(jì)。箱型底板內(nèi)設(shè)置了水平加勁板和豎向加勁板，極大提高了底板的剛性及抗彎剛度，錨固件上的栓釘及加勁肋則大大提高了構(gòu)件的抗拔抗拉及抗彎能力。
文檔編號(hào)E04B1/24GK201433466SQ200820124530
公開日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者翼 彭, 曹萬林, 剛 李, 王春光, 重 范 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)