一种埋入式柱脚及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种埋入式柱脚及其施工方法，属于结构工程技术领域；解决了基础底板施工过程中，不能保证各种横截面形状的钢管柱或钢管混凝土柱与任意角度钢筋可靠连接的技术问题。本发明专利技术的埋入式柱脚包括柱脚和万向连接装置；柱脚包括柱脚底板和柱身；柱身连接在柱脚底板上端面；万向连接装置连接在柱身上；万向连接装置包括水平连接单元和竖直连接单元；竖直连接单元外侧立面法线与所述连接的钢筋轴线方向一致。本发明专利技术保证了各种横截面的钢管柱或钢管混凝土柱与任意角度钢筋连接均具有可靠性，避免了现场开孔导致构件受损和应力集中现象，使得工程结构体系安全、稳定、可靠。可靠。可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种埋入式柱脚及其施工方法


[0001]本专利技术涉及结构工程
，特别是涉及一种埋入式柱脚及其施工方法。

技术介绍

[0002]所谓基础底板位于建筑的基础位置，是和土层(其实是垫层)直接接触的钢筋混凝土板，基础底板设置在钢管柱或钢管混凝土柱柱脚上方，包括与多个钢管柱或钢管混凝土柱连接成一体的横、纵双向布设的钢筋网，以及与钢筋网浇筑成整体的混凝土板。
[0003]钢管柱和钢管混凝土柱由于承载力高、刚度大、延性好以及抗震性能优越，被日益广泛地应用于高层建筑和大跨度结构。其中，钢管柱可以充分发挥材料强度高的特点，构件重量轻，抗震性能好；钢管混凝土柱通过钢管对柱内混凝土的约束作用，可以有效提高混凝土的强度和变形能力，同时混凝土可以有效抑制钢板的屈曲变形，增大钢板的宽厚比，适用于受力更大的承重构件。钢管柱或钢管混凝土柱根据钢管外形可分为矩形截面和圆形截面。
[0004]钢管柱或钢管混凝土柱柱脚是柱身底部的结构构件，是竖向构件与基础连接的关键部位，对建筑整体结构安全性和建筑结构力传导的可靠性影响重大。随着建筑高度增大，钢管柱截面尺寸可达2m左右，钢管混凝土柱截面尺寸可达3m～5m；基础底板受力巨大，其厚度可达5m左右。为了保证基础底板的受力需求，经常需要双向配置多排的、大直径的受力钢筋，钢管柱或钢管混凝土柱柱脚与基础底板的连接关系非常重要。
[0005]迄今为止，对埋入式柱脚力学特性的研究主要集中于埋入深度方面，而对柱脚与基础底板钢筋的连接，尤其是大直径钢管柱或钢管混凝土柱柱脚与基础底板钢筋连接方法的研究还存有较大缺口。
[0006]当前，任意横截面形状的钢管柱或钢管混凝土柱柱脚与钢筋的连接方式主要有：穿孔法、钢筋连接板法和钢筋连接器法等。由于基础底板钢筋的布置相较于其他构件更为密集且存在方向上的随机性，其与钢管柱或钢管混凝土柱连接较为复杂，上述连接方法具有一定的局限性，特别是非圆形截面形状的钢管柱或钢管混凝土柱柱脚与钢筋的连接，需要考虑的受力和构造上的因素就更多。穿孔法在开孔过程会削弱钢管柱的截面，降低其承载力，同时在现场将钢筋通过钢筋孔穿过钢管柱施工操作难度较大，施工质量和安全性难以保证；钢筋连接板法应用于数量较多的钢筋连接时，钢板用量较多，现场焊接量很大，并且混凝土浇筑的质量难以保证；钢筋连接器难以适应钢管与钢筋方向不垂直的情况。此外，上述三种方法仅限于在同一水平面内相互平行或垂直方向钢筋的连接，对于布置方向随机的钢筋，即呈任意角度的钢筋与柱脚的连接均不成立。
[0007]尽管各种截面形状的钢管柱和钢管混凝土柱在工程界应用越来越广泛，但由于其与构件细部钢筋连接研究尚不成熟，在一定程度上制约了其应用发展的进程。
[0008]目前，急需研发一种新的装置和一种新的施工方法，以解决上述问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术要解决的关键技术问题是提供一种传力可靠、构造简单和成本经济的带有万向连接装置的基础底板安装结构，实现钢管柱或钢管混凝土柱脚与任意方向的钢筋的高效连接。
[0010]本专利技术采用以下技术方案以解决上述技术问题:
[0011]一种埋入式柱脚，其特征在于，包括柱脚和万向连接装置；所述柱脚包括柱脚底板和柱身；所述柱身连接在所述柱脚底板的上端面；所述万向连接装置连接在所述柱身上；所述万向连接装置包括水平连接单元和竖直连接单元；所述水平连接单元的内圈连接所述柱身；所述水平连接单元的外圈连接所述竖直连接单元内侧立面中部。
[0012]进一步的，所述柱脚还包括柱脚加劲肋；所述柱脚加劲肋连接在所述柱脚底板上，同时连接所述柱身的外侧。
[0013]进一步的，所述柱脚还包括水平加劲肋；所述水平加劲肋设置在所述柱身的内部，所述水平加劲肋与所述水平连接单元共面；所述水平加劲肋的中心设置混凝土浇筑孔。
[0014]进一步的，所述柱脚还包括外侧栓钉/外侧栓钉和内侧栓钉；所述外侧栓钉连接在所述柱身的外侧；所述内侧栓钉与所述外侧栓钉对称设置在所述柱身的内壁和外壁，且在所述柱身的法向及轴向上均布。
[0015]进一步的，所述水平连接单元包括水平连接板；所述水平连接板的内侧连接在所述柱身的外壁；所述水平连接板的外侧连接所述竖直连接单元的内立面中部。
[0016]进一步的，所述竖直连接单元包括竖直连接板；所述竖直连接板外侧立面的垂直方向均布有多排钢筋连接器组；每排所述钢筋连接器组包括有多个均布的钢筋连接器。
[0017]进一步的，所述万向连接装置还包括万向连接加强单元；所述万向连接加强单元连接在水平连接板的上、下端面上，并与所述竖直连接板连接；所述万向连接加强单元与所述钢筋连接器位于所述竖直连接板的两侧，相对设置。
[0018]进一步的，所述柱身为横截面为圆形或矩形的钢管柱或钢管混凝土柱；所述竖直连接单元的横截面为对称的直角多边形结构。
[0019]一种制作所述埋入式柱脚的埋入式柱脚施工方法，步骤为：
[0020]S1、柱脚构件加工制作：
[0021]S2、将柱脚构件运送至现场基坑内，在基础底板相应位置临时固定；
[0022]S3、在基坑内完成柱脚的整体施工。
[0023]采用上述技术方案，本专利技术能够取得以下技术效果：
[0024]1、本专利技术通过在柱脚上连接了万向连接装置，能使得本专利技术的埋入式柱脚适应任意轴线方向的钢筋布置，以最合理的钢筋布置，获得最少钢材用量下的最合理受力分布；
[0025]2、本专利技术通过在周边的竖向连接板设置万向连接加强单元的短加劲肋，可以减小竖向连接板厚度，有效避免竖向连接板的层状撕裂现象；
[0026]3、本专利技术通过在钢管侧壁设置外侧栓钉和内侧栓钉，以及在短加劲肋、水平连接板和竖直连接板设置栓钉或咬合单元，能有效增强本专利技术的埋入式柱脚钢构件与混凝土之间的机械咬合力，改善柱脚与基础底板之间内力传递的效果；
[0027]4、本专利技术创立了基础底板钢筋与钢管柱或钢管混凝土柱柱脚的新型连接方式，通过设置直角多边形的竖直连接板，使得钢筋布设在法线与钢筋轴线方向一致的钢结构件
上；该连接构造在保证本专利技术的埋入式柱脚传力安全可靠的基础上，实现了任意角度钢筋与各种横截面形状的钢管柱或钢管混凝土柱柱脚的可靠连接，同时有效避免了施工现场开孔等操作导致的构件受损和应力集中现象，该施工方法行之有效；
[0028]5、本专利技术的装置简单、可靠，本专利技术的施工方法技术先进、受力合理、施工方便，安全可靠，适用于任意角度、多排双向钢筋与任意横截面形状的钢管柱或钢管混凝土柱柱脚的可靠；埋入式柱脚及其施工方法可广泛推广应用。
附图说明
[0029]为了进一步清晰地了解本专利技术的技术手段，结合以下附图与具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0030]附图仅用于示出具体技术手段的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0031]图1为本专利技术装置结构立面示意图一；
[0032]图2为图1中A
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种埋入式柱脚，其特征在于，包括柱脚(1)和万向连接装置；所述柱脚(1)包括柱脚底板(11)和柱身(12)；所述柱身(12)连接在所述柱脚底板(11)的上端面；所述万向连接装置连接在所述柱身(12)上；所述万向连接装置包括水平连接单元(21)和竖直连接单元(22)；所述水平连接单元(21)的内圈连接所述柱身(12)；所述水平连接单元(21)的外圈连接所述竖直连接单元(22)内侧立面中部。2.根据权利要求1所述的埋入式柱脚，其特征在于，所述柱脚(1)还包括柱脚加劲肋(13)；所述柱脚加劲肋(13)连接在所述柱脚底板(11)上，同时连接所述柱身(12)的外侧。3.根据权利要求1所述的埋入式柱脚，其特征在于，所述柱脚(1)还包括水平加劲肋(14)。4.根据权利要求1所述的埋入式柱脚，其特征在于，所述柱脚(1)还包括外侧栓钉(15)或者所述柱脚(1)还包括/外侧栓钉(15)和内侧栓钉(16)。5.根据权利要求1所述的埋入式柱脚，其特征在于，所述水平连接单元(21)包括水平连接板(211)；所述水平连接板(211)的内侧连接在所述柱身(12)的外壁；所述水平连接板(211...

【专利技术属性】
技术研发人员：范重，刘学林，杨开，王董雨，胡纯炀，樊泽源，
申请(专利权)人：中国建筑设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：