一种易安装的浅埋式钢管混凝土柱柱脚构造

技术领域

本发明属于建筑结构领域，具体涉及一种由钢管混凝土柱和H型钢牛腿焊接而成的易安装的浅埋式柱脚构造。

背景技术

由于钢管与混凝土之间有良好的协同工作特性，钢管可以有效约束混凝土径向变形，混凝土可有效避免钢管向内局部屈曲，符合现代建筑施工和工业化的要求，因而钢管混凝土得到了广泛应用。对于柱底轴力、弯矩较大的钢管混凝土结构，《钢管混凝土结构技术规程》（CECS28：2012）规定房屋建筑的柱脚埋入深度不宜小于钢管混凝土柱截面长边尺寸的2.0倍，《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）规定柱脚埋入深度不宜小于钢管混凝土柱截面长边尺寸的2.5倍。同时为了施工临时固定，柱脚下需要预埋锚栓，柱脚底板以下的混凝土厚度不宜小于500，且需满足抗冲切计算需要，但深挖势必提高了造价和施工难度。

另一方面，对于根据计算需要厚度较大的基础，当采用浅埋式柱脚时，柱脚不能直接搁置于基础垫层之上，施工时往往需要搭设专门的柱脚施工平台，导致施工困难，造价增加。本发明通过综合运用一系列措施，在保证柱底内力可靠传递的前提下，实现了方便施工且节省造价，使得钢管混凝土柱的优势充分发挥。

发明内容

本发明的目的在于提供一种易安装的浅埋式钢管混凝土柱柱脚构造，该构造能显著减小土方开挖深度、不需要预埋柱脚锚栓、降低施工难度及减少施工工序、传力更可靠。

本发明采用如下的技术方案：一种易安装的浅埋式钢管混凝土柱柱脚构造，包括钢管混凝土柱和H型钢牛腿。H型钢牛腿位于钢管混凝土柱根部四侧，与钢管混凝土柱等强焊连接组成十字形柱脚；在H型钢牛腿端部下侧设置H型钢支撑，用于柱脚固定和调平，H型钢支撑上端与H型钢牛腿焊接连接，下端通过螺栓和底部固定钢板点焊连接。

所述H型钢支撑下端焊接连接有垫板，垫板上设有螺栓孔，螺栓穿过螺栓孔并通过调平螺母与H型钢支撑固定，确保柱脚定位准确；螺栓底部设置固定钢板，螺栓与固定钢板点焊连接，保证基础垫层不会发生局部破坏。

所述H型钢牛腿高度及钢管混凝土柱柱根每侧的H型钢牛腿悬臂长度不小于圆钢管混凝土柱直径或矩形钢管混凝土柱长边尺寸，每个方向上两侧牛腿的抗弯承载力之和不小于该方向柱根弯矩。

所述H型钢牛腿端部设有加劲肋，保证H型钢牛腿不发生局部屈曲，并在H型钢牛腿上下翼缘设有栓钉，增强H型钢牛腿与基础混凝土间的连接强度。

所述钢管混凝土柱内部，平齐外侧H型钢牛腿上翼缘位置及柱底设有带通气孔的内加强环，内加强环的厚度不小于H型钢牛腿翼缘厚度，内加强环的环宽度不小于0.7倍H型钢牛腿翼缘宽度，使得柱脚周边H型钢牛腿与柱底能等强连接，从而连续传递弯矩。

所述钢管混凝土柱的钢管外壁上焊接有栓钉，增强钢管外壁与基础混凝土间的连接强度。

所述H型钢支撑、螺栓及底部固定钢板尺寸根据柱脚自重和施工期间荷载计算确定。

本发明技术的优越性在于：十字形钢牛腿扩大了钢管混凝土柱柱脚冲切面周长，且H型钢牛腿与混凝土浇筑为一体，可显著提高钢管混凝土柱柱脚抗冲切能力；由于钢牛腿与基础共同受力，可增强柱脚刚度，减小基础抗弯配筋；由于十字形钢牛腿增强了钢管混凝土柱的稳定性，施工时可不必预埋锚栓；由于回避了柱端板下的局部抗压及冲切问题，且不需要预埋锚栓，柱脚下的混凝土厚度只需满足钢骨混凝土结构的最低要求，混凝土用量及开挖深度可显著降低；H型钢支撑与柱脚一起设计、加工，避免了施工时采取额外的柱脚安装和固定措施，降低了施工难度；H钢支撑下设置可调平螺栓，可保证施工时钢管混凝土柱的垂直度，对混凝土垫层标高误差的适应性更好，有利于加快施工进度。相对于规范建议的通过增大埋深来保证内力传递的方案，本发明施工简单、开挖深度小、经济性好，既能满足结构受力要求，又能使现场施工安装方便，可直接搁置于基础垫层之上。本发明适用于需要可靠传递钢管混凝土柱柱底轴力、弯矩，但柱脚埋置深度不宜过大的结构工程。

附图说明

图1为本发明构造示意图；

图2为本发明构造侧视图；

图3为H型钢支撑底部调平构造放大图；

图4为图1的I-I剖视图；

图5为图2的Ⅱ-Ⅱ剖视图；

图6为图3的Ⅲ-Ⅲ剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1~6所示，本发明由钢管混凝土柱1和H型钢牛腿2、H型钢支撑6、螺栓7、底部固定钢板10组合而成，螺栓7上设置调平螺母8和垫板9。H型钢牛腿2位于钢管混凝土柱1根部四侧，与钢管混凝土柱1等强焊连接组成十字形柱脚；在H型钢牛腿2端部下侧设置H型钢支撑6，用于柱脚固定和调平，H型钢支撑6上端与H型钢牛腿焊1接连接，下端通过螺栓7和底部固定钢板10点焊连接，置于基础垫层11之上。

所述H型钢支撑6下端焊接连接有垫板9，垫板9上设有螺栓孔，螺栓7穿过螺栓孔并通过调平螺母8与H型钢支撑6固定，确保柱脚定位准确；所述调平螺母为普通螺母位于螺栓孔上下二端。螺栓7底部设置固定钢板10，螺栓7与固定钢板10点焊连接，保证基础垫层11不会发生局部破坏。所述每个垫板9上均设有二个螺栓孔，二个螺栓孔分布在H型钢支撑6的腹板二侧，每个螺栓孔均有螺栓7穿过并通过调平螺母8与H型钢支撑6固定。

所述H型钢牛腿2高度及钢管混凝土柱1柱根每侧的H型钢牛腿2悬臂长度不小于圆钢管混凝土柱1直径或矩形钢管混凝土柱1长边尺寸，每个方向上两侧牛腿的抗弯承载力之和不小于该方向柱根弯矩。

所述H型钢牛腿2端部设有加劲肋5，保证H型钢牛腿2不发生局部屈曲，并在H型钢牛腿2上下翼缘设有栓钉4，增强H型钢牛腿2与基础混凝土间的连接强度。

所述钢管混凝土柱1内部，平齐外侧H型钢牛腿2上翼缘位置及柱底设有带通气孔的内加强环3，内加强环3的厚度不小于H型钢牛腿2翼缘厚度，内加强环的环宽度不小于0.7倍H型钢牛腿2翼缘宽度，使得柱脚周边H型钢牛腿2与柱底能等强连接，从而连续传递弯矩。

所述钢管混凝土柱1的钢管外壁上焊接有栓钉4，增强钢管外壁与基础混凝土间的连接强度。

所述H型钢支撑6、螺栓7及底部固定钢板10尺寸根据柱脚自重和施工期间荷载计算确定。