【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑工程抗震领域，具体涉及一种可替换盖板的外露式钢柱脚及其施工方法。
技术介绍
1、钢柱脚是连接钢结构上层主体结构与基础的重要枢纽，可以将上部结构传来的轴力、弯矩和剪力有效地传递到基础，对建筑结构的内力分布和位移均有重要影响。按构造形式，钢柱脚一般可分为三类：外露式钢柱脚、外包式钢柱脚和埋入式钢柱脚。其中，外露式钢柱脚具备安装方便、施工周期短以及造价低等优点，是中低层建筑中应用最为广泛的柱脚形式。然而，外露式钢柱脚往往存在耗能能力不足的问题。在地震作用下，其锚栓和底板很容易发生塑性变形，进而导致柱脚处产生明显的滑移变形。这些残余变形会使得结构的地震损伤不可恢复，给灾后的修复工作带来困难。
2、为提高外露式钢柱脚的耗能能力，一般可调整柱脚处的底板厚度。然而，由于底板一般是不可更换的，其塑性变形将不断累积，这会对结构的安全性造成损害。例如，对于传统的锚杆固定连接的外露式钢柱脚，其在地震作用下的变形主要是集中在锚栓和底板处。由于底板不可更换，锚栓和底板的塑性变形将不断累积增大，最终会造成锚杆断裂，这对地震的灾后重建十分不利。崔瑶等人在专利技术公开专利cn108756005a中公开了“震后可快速修复的高耗能外露式钢柱脚及施工、维护方法”，以提高外露式钢柱脚的抗震性能和耗能能力。然而，该专利技术申请中的耗能构件(即，外底板)是通过焊接方式来固定的，其构造复杂，施工难度较高，难以实现地震后的快速更换。
3、综上所述，现有的外露式钢柱脚存在两个明显的局限性：1)耗能能力不足，锚栓和底板易发生塑性变形，进而
技术实现思路
1、为了至少解决现有技术存在的问题之一，本专利技术提供一种可替换盖板的外露式钢柱脚及其施工方法，可增加外露式钢柱脚的刚度和耗能能力，提高其抗震性能；同时，可将外露式钢柱脚的地震损伤控制在盖板处，且盖板具备可替换性，从而实现震后可替换组件及快速修复。
2、为实现本专利技术目的，本专利技术提供的一种可替换盖板的外露式钢柱脚，包括混凝土基础、钢柱、底板、砂浆层、多个盖板、多个锚杆和多个螺杆，
3、底板用于设置在混凝土基础的顶面且焊接固定在钢柱的底部；
4、砂浆层围绕设置在底板的外围，且砂浆层和底板之间不接触；
5、多个盖板均位于砂浆层和底板的顶面，围绕设置在钢柱的外围且不和钢柱接触；锚杆预埋在混凝土基础中；在盖板的靠近钢柱的一侧(即，内侧)，盖板通过螺杆可拆卸连接底板；在盖板的远离钢柱的一侧(即，外侧)，盖板通过锚杆可拆卸连接砂浆层和混凝土基础。
6、本专利技术提供的一种可替换盖板的外露式钢柱脚，通过设置螺栓固定的盖板，不仅可提高外露式钢柱脚的耗能能力，实现损伤控制，还便于施工和震后更换。
7、盖板可以限制柱脚的转动变形，使柱脚转动所需的弯矩明显提高，即增大了钢柱脚的刚度。相比传统外露式钢柱脚，本专利技术所提出的新型钢柱脚的耗能盖板刚度大、屈服承载力高、变形能力强，因此具备更好的耗能能力。
8、具体地，钢柱和底板进行焊接连接；每一块盖板均放在砂浆层和底板之上，远离钢柱的一侧为外侧，盖板的外侧的下面是砂浆层，靠近钢柱的一侧为内侧，盖板的内侧的下面是底板；砂浆层和底板均在混凝土基础的上面；砂浆层连接盖板和混凝土基础。
9、进一步的，砂浆层和底板是平齐的，且没有接触。
10、进一步的，所述钢柱的截面形状呈方形，所述盖板设置有4个，4个盖板分别位于钢柱的四周。
11、进一步的，每个盖板上均设置有加劲肋，盖板与加劲肋焊接连接。
12、优先地，所述四块盖板，在每一块盖板的一面，沿预留孔洞的外侧焊接有两道加劲肋，以加强盖板的面外变形刚度。
13、进一步的，盖板的形式可以是矩形盖板或者梯形盖板。
14、进一步的，所述盖板的厚度不超过底板的厚度。
15、进一步的，还配设有锚杆的配套螺母和螺杆的配套螺母，分别与锚杆和螺杆配合使用。
16、进一步的，所述盖板、所述混凝土基础、所述底板和所述砂浆层均包含预留孔洞，以供锚杆和螺杆贯穿，孔洞的位置应对称布置，孔洞大小与锚杆、螺杆的直径是相互匹配的。
17、进一步的，设置有四块盖板，每一块盖板的内侧放在底板的上面，然后通过螺杆连接盖板和底板，并通过拧紧螺杆的配套螺母使得盖板和底板进行紧密接触；每一块盖板的外侧放在砂浆层的上面，预埋到混凝土基础中的锚杆将贯穿砂浆层和盖板，并通过拧紧锚杆的配套螺母使得混凝土基础、砂浆层和盖板进行紧密接触。
18、进一步的，盖板与底板、砂浆层均以螺栓连接的形式进行固定，震后可直接更换，无需现场切割作业。
19、进一步的，所述四块盖板，每一块盖板和钢柱均是不进行接触的。
20、进一步的，所述砂浆层与所述底板的厚度是一样。
21、进一步的，所述钢柱和所述底板提前在工厂预制好，把两者通过焊接连接为一个整体。
22、进一步的，所述盖板的厚度不超过底板的厚度。
23、进一步的，为了提高所述底板的刚度以及避免所述底板在地震作用下发生过大的变形，底板的厚度不小于30mm。
24、进一步的，为了保证外露式钢柱脚在地震作用下的变形主要集中在所述的可替换的盖板处，盖板的厚度不小于8mm。同时，为了提高所述盖板的刚度，每一块盖板的其中一面均焊接了加劲肋，但加劲肋的高度、厚度及长度要相互协调，且厚度不低于8mm。
25、进一步的，为防止所述四块盖板的外侧锚杆发生滑移，锚杆应该具有相应的锚固长度，埋入混凝土基础的锚杆长度不宜小于25d(d为锚杆直径)。
26、本专利技术还提供一种前述可替换盖板的外露式钢柱脚的施工方法，其包括以下步骤：
27、将混凝土基础养护完成后,浇筑砂浆层，在混凝土基础中预埋锚杆，在砂浆层上进行放样，形成容纳底板的位置，并在砂浆层上开设预留孔洞；
28、将提前在工厂焊接形成整体的底板和钢柱中的底板放置于砂浆层上容纳底板的位置处，且底板上开设有预留孔洞；
29、将盖板和加劲肋焊接连接后，在盖板上开设预留孔洞，待砂浆层养护完成后，在砂浆层和底板上放置多个盖板且多个盖板围绕钢柱放置，并使盖板上位于外侧的预留孔洞与砂浆层上的预留孔洞对齐，盖板上位于内侧的预留孔洞与底板上的预留孔洞对齐；
30、在盖板的外侧，盖板通过锚杆连接混凝土基础、砂浆层，并用锚杆的配套螺母进行拧紧固定；在盖板的内侧，盖板通过螺杆连接底板，并用螺杆的配套螺母进行拧紧固定。
31、与现有技术相比，本专利技术至少能够实现以下有益效果：
32、1.地震作用下，本专利技术所提供的外露式钢柱脚的变形主要集中在盖板处，可达到控制损伤变形的目的。
33、2.盖板的设置不仅便于施工，还可提升外露式钢柱脚在地震作用下的耗能能力，从而提升建筑结构的安全性。...
【技术保护点】
1.一种可替换盖板的外露式钢柱脚，其特征在于，包括混凝土基础(5)、钢柱(1)、底板(4)、砂浆层(6)、多个盖板(2)、多个锚杆(7)和多个螺杆(9)；
2.根据权利要求1所述的一种可替换盖板的外露式钢柱脚，其特征在于，所述钢柱(1)的截面形状呈方形，所述盖板(2)设置有4个，4个盖板(2)分别位于钢柱(1)的四周。
3.根据权利要求1所述的一种可替换盖板的外露式钢柱脚，其特征在于，砂浆层(6)和底板(4)的高度平齐。
4.根据权利要求1所述的一种可替换盖板的外露式钢柱脚，其特征在于，每个盖板(2)上均设置有加劲肋(3)，盖板(2)与加劲肋(3)焊接连接。
5.根据权利要求1所述的一种可替换盖板的外露式钢柱脚，其特征在于，所述盖板(2)的厚度不超过底板(4)的厚度。
6.根据权利要求5所述的一种可替换盖板的外露式钢柱脚，其特征在于，底板的厚度不小于30mm，盖板的厚度不小于8mm。
7.根据权利要求1所述的一种可替换盖板的外露式钢柱脚，其特征在于，盖板(2)的截面形状呈矩形或者梯形。
8.根据权
9.根据权利要求8所述的一种可替换盖板的外露式钢柱脚，其特征在于，盖板(2)、混凝土基础(5)、底板(4)和砂浆层(6)的相应位置处均开设有预留孔洞(11)。
10.根据权利要求9所述的一种可替换盖板的外露式钢柱脚，其特征在于，在盖板(2)的靠近钢柱(1)的一侧，螺杆(9)贯穿盖板(2)和底板(4)上的预留孔洞(11)，并利用螺杆的配套螺母(10)将盖板(2)和底板(4)进行拧紧连接；在盖板(2)的远离钢柱(1)的一侧，锚杆(7)预埋进混凝土基础(5)中，锚杆(7)贯穿砂浆层(6)和盖板(2)上的预留孔洞(11)，并利用锚杆的配套螺母(8)将混凝土基础(5)、砂浆层(6)和盖板(2)进行拧紧连接。
11.一种权利要求1-10任一所述的可替换盖板的外露式钢柱脚的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种可替换盖板的外露式钢柱脚，其特征在于，包括混凝土基础(5)、钢柱(1)、底板(4)、砂浆层(6)、多个盖板(2)、多个锚杆(7)和多个螺杆(9)；
2.根据权利要求1所述的一种可替换盖板的外露式钢柱脚，其特征在于，所述钢柱(1)的截面形状呈方形，所述盖板(2)设置有4个，4个盖板(2)分别位于钢柱(1)的四周。
3.根据权利要求1所述的一种可替换盖板的外露式钢柱脚，其特征在于，砂浆层(6)和底板(4)的高度平齐。
4.根据权利要求1所述的一种可替换盖板的外露式钢柱脚，其特征在于，每个盖板(2)上均设置有加劲肋(3)，盖板(2)与加劲肋(3)焊接连接。
5.根据权利要求1所述的一种可替换盖板的外露式钢柱脚，其特征在于，所述盖板(2)的厚度不超过底板(4)的厚度。
6.根据权利要求5所述的一种可替换盖板的外露式钢柱脚，其特征在于，底板的厚度不小于30mm，盖板的厚度不小于8mm。
7.根据权利要求1所述的一种可替换盖板的外露式钢柱脚，其特征在于，盖板(2)的...
【专利技术属性】
技术研发人员：黎燕文，余希洋，王彦博，龙进进，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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