專利名稱：耐震柱腳基礎(chǔ)施工法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑構(gòu)件基礎(chǔ)施工方法，特別是一種耐震柱腳基礎(chǔ)施工法。
背景技術(shù)：
由于鋼結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)強度高、相對重量輕、抗震效果佳、施工速度快、所占空間小及外觀造型美等優(yōu)點，因此在房屋建筑結(jié)構(gòu)中已獲得廣泛采用。
一般的鋼結(jié)構(gòu)可概分為普通鋼結(jié)構(gòu)及輕型鋼結(jié)構(gòu)兩大類。
普通鋼結(jié)構(gòu)為采用大截面積及厚板的鋼骨結(jié)構(gòu)，一般使用于高層大樓、重型廠房及公共建筑等。
輕型鋼結(jié)構(gòu)主要是指采用輕型屋面和墻面的門式鋼架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)等。
一般輕型鋼結(jié)構(gòu)大多是以冷軋型鋼作為主要結(jié)構(gòu)材料，且多半屬于臨時性的加設(shè)工程或擴充性的加蓋工程，如倉庫、量販倉儲等大型廠房及如工棚、工務(wù)所等組合屋。
近幾年來由于新工藝方法的引進及使用率的提高，使得輕型鋼結(jié)構(gòu)已跳脫臨時建筑的定位，而在土木建筑中成為占有相當比重的結(jié)構(gòu)類型，也因此其在結(jié)構(gòu)強度及耐震特性等方面的要求亦相對提高，其中又以輕型鋼結(jié)構(gòu)的柱腳基礎(chǔ)工程為最重要的環(huán)節(jié)。
如圖1所示，已有的用于輕型鋼結(jié)構(gòu)的柱腳基礎(chǔ)的施工方式是先開挖地表平面9形成凹陷區(qū)域90，并于凹陷區(qū)域90內(nèi)設(shè)置鋼筋籠81。隨后，如圖2所示，澆灌混凝土至與地表平面9齊平的高度，形成具有頂面821與地表平面9位于同平面并預(yù)留有數(shù)個突出螺栓822的基座82，最后再借由分別螺鎖于各螺栓822上的數(shù)個螺母823將呈H型鋼的鋼柱83固接于基座82的頂面821上，以完成輕型鋼結(jié)構(gòu)的柱腳基礎(chǔ)。
由于地震力是由地表平面9傳入結(jié)構(gòu)物，而上述形成鋼柱83與基座82連接處位于地表平面9上，相當容易因連接施工不良或材質(zhì)存在缺陷等因素，使得連接處形成弱面，當面臨過大的地震力時，便產(chǎn)生剪力與彎矩破壞，導(dǎo)致整體輕型鋼結(jié)構(gòu)的倒塌損毀。
如圖3所示，為了避免地表平面9產(chǎn)生弱面，因此，便出現(xiàn)另一種型態(tài)的輕型鋼結(jié)構(gòu)的柱腳基礎(chǔ)，其也是以相同的施工方法進行構(gòu)筑，差異處只是在于基座82所設(shè)置的鋼筋籠81與澆置的混凝土均由凹陷區(qū)域90內(nèi)突伸出地表平面9，使得成形基座82的頂面821高于地表平面9，以供鋼柱83于高于地表平面9的位置與基座82固接。
然而，由于連接處兩側(cè)為不同材質(zhì)而形成不同材質(zhì)間的介面，且由于不同材質(zhì)的應(yīng)力應(yīng)變彼此相異，因此位于介面的連接處相當容易產(chǎn)生相對位移，而造成材料損耗與疲勞，特別是在遭遇地震力襲擾時，同樣易導(dǎo)致剪力與彎矩破壞，而造成整體結(jié)構(gòu)的倒塌損毀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可耐強震、于地表夾以上無接頭的耐震柱腳基礎(chǔ)施工法。
本發(fā)明包含形成凹陷區(qū)步驟、于凹陷區(qū)的底面上設(shè)置基座的設(shè)置基座步驟、于基座的頂面上連接突伸出地表平面鋼柱的連接鋼柱步驟、成型混凝土柱步驟及回填凹陷區(qū)步驟；形成凹陷區(qū)步驟為開挖地表平面以形成由低于地表平面的底面及連接底面并與地表平面直立的至少一圍繞壁界定出的凹陷區(qū)；設(shè)置基座步驟中使基座的頂面低于地表平面；連接鋼柱步驟中鋼柱與基座頂面的連接面低于地表平面；成型混凝土柱步驟為以于基座的頂面成型包覆鋼柱并突伸出地表平面的混凝土柱。
其中設(shè)置基座步驟為先于底面上設(shè)置鋼筋籠；然后，再于凹陷區(qū)內(nèi)澆置混凝土，以形成基座。
設(shè)置基座步驟為將預(yù)鑄的基座置放于凹陷區(qū)的底面上。
設(shè)置基座步驟中基座包含鋼筋籠及以混凝土制成并包覆鋼筋籠的本體；連接鋼柱步驟為將鋼柱固接于鋼筋籠上。
成型混凝土柱步驟為首先于基座上方設(shè)置突伸出地表平面設(shè)置模具以形成由模具與鋼柱界定出的空腔；然后于空腔中澆置混凝土以于基座的頂面成型混凝土柱。
成型混凝土柱步驟中混凝土柱與鋼柱于地表平面的截面積總合小于基座沿平行于地表平面的截面積。
成型混凝土柱步驟中混凝土柱具有與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體；墩部與鋼柱沿平行地表平面的截面積總合等于基座沿平行地表平面的截面積。
由于本發(fā)明包含形成凹陷區(qū)步驟、于凹陷區(qū)的底面上設(shè)置基座的設(shè)置基座步驟、于基座的頂面上連接突伸出地表平面鋼柱的連接鋼柱步驟、成型混凝土柱步驟及回填凹陷區(qū)步驟；形成凹陷區(qū)步驟為開挖地表平面以形成由低于地表平面的底面及連接底面并與地表平面直立的至少一圍繞壁界定出的凹陷區(qū)；設(shè)置基座步驟中使基座的頂面低于地表平面；連接鋼柱步驟中鋼柱與基座頂面的連接面低于地表平面；成型混凝土柱步驟為以于基座的頂面成型包覆鋼柱并突伸出地表平面的混凝土柱。本發(fā)明于地表平面以下進行基座與鋼柱的固定連接工程，因此能避免基座與鋼柱連接施工不良或材質(zhì)缺陷等因素而于地表平面處形成弱面，進而避免地震發(fā)生時于基座與鋼柱連接處發(fā)生剪力與彎矩破壞，以提升柱腳基礎(chǔ)的耐震能力；以本發(fā)明施工成型的柱腳基礎(chǔ)于地表平面處是連續(xù)的鋼柱與一體成型的混凝土柱，而不存在任何接頭，因此不但完全能避免連接施工不良所造成的風險，更能借由埋設(shè)于地表平面以下的墩部混凝土柱部分，連續(xù)并穩(wěn)固地握持鋼柱，使得當設(shè)置于鋼柱上方的構(gòu)件因地震產(chǎn)生反力作用時，能使柱腳基礎(chǔ)充分發(fā)揮整體強度，從而能避免剪力與彎矩集中于基座與鋼柱連接處，進而提升整體結(jié)構(gòu)的耐震能力；不僅可耐強震，而且于地表夾以上無接頭，從而達到本發(fā)明的目的。


圖1、為已有的未完工柱腳基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意剖視圖。
圖2、為已有的柱腳基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意剖視圖。
圖3、為已有的柱腳基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意剖視圖(基座的頂面高于地表平面)。
圖4、為本發(fā)明流程圖。
圖5、為本發(fā)明步驟一示意圖。
圖6、為本發(fā)明步驟二示意圖。
圖7、為本發(fā)明步驟三示意圖。
圖8、為本發(fā)明步驟四示意圖。
圖9、為本發(fā)明步驟五示意圖。
圖10、為本發(fā)明步驟六及完成施工后的耐震柱腳基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意剖視圖。
具體實施例方式
如圖4所示，本發(fā)明包含下列步驟步驟一100形成凹陷區(qū)10如圖5所示，開挖地表平面11，以形成由低于地表平面11的底面12及連接底面12并與地表平面11相直立的四個圍繞壁13界定出的方形的凹陷區(qū)10。
步驟二102設(shè)置基座2如圖6所示，于凹陷區(qū)10的底面12上設(shè)置基座2，使基座2的頂面21低于地表平面11。
基座2包含鋼筋籠22、以混凝土制成并包覆鋼筋籠22的本體23及與鋼筋籠22固接并突伸出頂面21的螺栓24。
基座2可采于凹陷區(qū)10內(nèi)成型的場鑄方式進行施作，亦可于凹陷區(qū)10外成型的預(yù)鑄方式進行施作。
在本實施例中，基座2是采場鑄方式施作，即先于底面12上設(shè)置鋼筋籠22；然后，再于凹陷區(qū)10內(nèi)澆置混凝土，以形成包含本體23的基座2。
若基座2是采取預(yù)鑄方式，則直接將預(yù)鑄的基座2置放于底面12上。
步驟三104連接鋼柱3如圖7所示，于基座2的頂面21上連接突伸出地表平面11的鋼柱3。即將鋼柱3固接于鋼筋籠22上，其固接的方法可以采螺鎖方式，當然也可以采用焊接等其他為熟悉該項技術(shù)者所能簡單推想的方式完成。在本實施例中借由分別螺鎖于基座2上數(shù)個螺栓24上的數(shù)個螺母25將鋼柱3固定連接于基座2上。
步驟四106設(shè)置模具5如圖8所示，于基座2上方設(shè)置突伸出地表平面11的模具5，以形成由模具5與鋼柱3界定出的空腔50。
模具5具有與凹陷區(qū)10的四個圍繞壁13垂直并于中央形成方形通孔510的平板51及四個分別由平板51鄰近通孔510邊緣向上垂直突伸出的側(cè)板52。
空腔50便是由基座2的頂面21、四個圍繞壁13、平板51、四個側(cè)板52及鋼柱3外周面共同界定出的空間。
步驟五108成型混凝土柱4如圖9所示，于空腔50中澆置混凝土，以于基座2的頂面21成型包覆鋼柱3并突伸出地表平面11的混凝土柱4。
混凝土柱4成型后具有與基座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且水平截面積小于墩部41的柱體42。
在本實施例中，混凝土柱4的柱體42與鋼柱3于地表平面11的截面積總合小于基座2沿平面L的截面積，而墩部41與鋼柱3沿平行地表平面11的平面M的截面積總合則等于基座2沿平行地表平面11的平面L的截面積，所以借由墩部41便能使與鋼柱3固接的頂面21完全被混凝土柱4遮蓋。
步驟六110回填凹陷區(qū)10如圖10所示，于凹陷區(qū)10內(nèi)回填土方，以填滿剩余空間并加以夯實，使基座2與墩部41完全沒入地表平面11下。
依上所述，本發(fā)明于地表平面11以下進行基座2與鋼柱3的固定連接工程，因此能避免基座2與鋼柱3連接施工不良或材質(zhì)缺陷等因素而于地表平面11處形成弱面，進而避免地震發(fā)生時于基座2與鋼柱3連接處發(fā)生剪力與彎矩破壞，以提升柱腳基礎(chǔ)的耐震能力。更由于墩部41能完全遮蓋鋼柱3與基座2固接的頂面21，使得基座2、鋼柱3及混凝土柱4于鄰近螺鎖處的應(yīng)變相同，而能避免因相對位移所造成的材料耗損與疲勞，并充分發(fā)揮個別材料的強度及復(fù)合材料的優(yōu)點。
此外，更由于柱腳基礎(chǔ)于地表平面11處是連續(xù)的鋼柱3與一體成型的混凝土柱4，而不存在任何接頭，因此不但完全能避免連接施工不良所造成的風險，更能借由埋設(shè)于地表平面11以下的墩部41及部分柱體42，連續(xù)并穩(wěn)固地握持鋼柱3，使得當設(shè)置于鋼柱上方的構(gòu)件如梁、樓板等因地震產(chǎn)生反力作用時，能使柱腳基礎(chǔ)充分發(fā)揮整體強度，從而能避免剪力與彎矩集中于基座2與鋼柱3連接處，進而提升整體結(jié)構(gòu)的耐震能力，以達到本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1.一種耐震柱腳基礎(chǔ)施工法，它包含形成凹陷區(qū)步驟、于凹陷區(qū)的底面上設(shè)置基座的設(shè)置基座步驟及于基座的頂面上連接突伸出地表平面鋼柱的連接鋼柱步驟；形成凹陷區(qū)步驟為開挖地表平面以形成由低于地表平面的底面及連接底面并與地表平面直立的至少一圍繞壁界定出的凹陷區(qū)；其特征在于所述的連接鋼柱步驟后還包含成型混凝土柱步驟及回填凹陷區(qū)步驟；設(shè)置基座步驟中使基座的頂面低于地表平面；連接鋼柱步驟中鋼柱與基座頂面的連接面低于地表平面；成型混凝土柱步驟為以于基座的頂面成型包覆鋼柱并突伸出地表平面的混凝土柱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐震柱腳基礎(chǔ)施工法，其特征在于所述的設(shè)置基座步驟為先于底面上設(shè)置鋼筋籠；然后，再于凹陷區(qū)內(nèi)澆置混凝土，以形成基座。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐震柱腳基礎(chǔ)施工法，其特征在于所述的設(shè)置基座步驟為將預(yù)鑄的基座置放于凹陷區(qū)的底面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐震柱腳基礎(chǔ)施工法，其特征在于所述的設(shè)置基座步驟中基座包含鋼筋籠及以混凝土制成并包覆鋼筋籠的本體；連接鋼柱步驟為將鋼柱固接于鋼筋籠上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐震柱腳基礎(chǔ)施工法，其特征在于所述的成型混凝土柱步驟為首先于基座上方設(shè)置突伸出地表平面設(shè)置模具以形成由模具與鋼柱界定出的空腔；然后于空腔中澆置混凝土以于基座的頂面成型混凝土柱。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐震柱腳基礎(chǔ)施工法，其特征在于所述的成型混凝土柱步驟中混凝土柱與鋼柱于地表平面的截面積總合小于基座沿平行于地表平面的截面積。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的耐震柱腳基礎(chǔ)施工法，其特征在于所述的成型混凝土柱步驟中混凝土柱具有與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體；墩部與鋼柱沿平行地表平面的截面積總合等于基座沿平行地表平面的截面積。
全文摘要
一種耐震柱腳基礎(chǔ)施工法。為提供一種可耐強震、于地表夾以上無接頭的建筑構(gòu)件基礎(chǔ)施工方法，提出本發(fā)明，它包含形成凹陷區(qū)步驟、于凹陷區(qū)的底面上設(shè)置基座的設(shè)置基座步驟、于基座的頂面上連接突伸出地表平面鋼柱的連接鋼柱步驟、成型混凝土柱步驟及回填凹陷區(qū)步驟；形成凹陷區(qū)步驟為開挖地表平面以形成由低于地表平面的底面及連接底面并與地表平面直立的至少一圍繞壁界定出的凹陷區(qū)；設(shè)置基座步驟中使基座的頂面低于地表平面；連接鋼柱步驟中鋼柱與基座頂面的連接面低于地表平面；成型混凝土柱步驟為以于基座的頂面成型包覆鋼柱并突伸出地表平面的混凝土柱。
文檔編號E02D27/34GK1757832SQ20041008096
公開日2006年4月12日 申請日期2004年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月10日
發(fā)明者李應(yīng)東 申請人:李應(yīng)東