[实用新型]一种钢结构柱脚外露式连接结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种柱脚连接结构，特别是涉及一种钢结构柱脚外露式连接结构。属于钢结构工程领域，适用于高层及大跨建筑中的钢柱与钢筋混凝土基础之间的柱脚连接。

背景技术

由于钢结构建筑有着轻质高强、塑性韧性好、施工速度快、外形美观等诸多优点，近些年来在建筑结构设计中的应用越来越广泛。钢结构柱脚是钢结构建筑中位于柱子的底部，能将上部结构与下部基础有效进行连接的节点，起到将柱子下端的轴力、弯矩和剪力等荷载传递给基础的作用，是决定结构稳定性与承载力的主要因素，它将结构上部荷载传递至基础，是结构中最重要的连接节点。其连接刚度与结构的稳定性能密切相关，同时对结构内力和位移产生重要影响。根据柱脚在轴心压力和弯矩作用下的性能情况，可将柱脚分为刚性，半刚性和柔性三种类型。

目前我国在工业与民用建筑钢结构设计中，柱脚连接形式通常有外露式柱脚和埋入式柱脚两种，外露式柱脚是用埋入混凝土的锚栓连接钢柱和基础，可分为实腹柱脚和分离柱脚，多层框架结构柱脚一般采用实腹柱脚，单层厂房中应根据吊车吨位大小采用实腹或分离柱脚，但外露式柱脚在地质荷载作用下抗震性能欠佳。埋入式柱脚是将钢柱埋入钢筋混凝土独立基础或基础梁或筏片式基础中，柱脚内力的传递是通过与柱翼缘接触的混凝土侧压力所产生的弯矩，平衡柱脚弯矩和剪力。

外露式钢结构刚性固定柱脚是工程实际中最常见的柱脚节点，以受压弯剪的矩形柱脚底板最为普遍，设计中能参考的规范及手册中所介绍的公式也都是针对这种情况。但随着基本建设规模的不断扩大，结构类型也越来越复杂，尤其是高层钢结构建筑的广泛出现，使柱脚部位承受的弯矩、扭矩、轴力大幅增加，实际工程中遇到的问题也越来越多，如在新建或加建工程中，钢柱柱脚一般采用植筋方式固定钢柱，柱脚内力直接通过植筋锚栓传到原有钢筋混凝土内，容易造成对原有钢筋混凝土结构的破坏。同时已建楼面或屋面钢筋混凝土柱柱顶处钢筋比较密集，使得钻孔植筋相当困难。另外，地脚螺栓的预埋质量也直接影响上部结构的安装质量和施工进度。 

综上所述，钢结构的承载能力和适用性在很大程度上依赖于柱脚的性能，为解决目前柱脚连接工程中地脚螺栓预埋质量问题、钢筋混凝土易受破坏等原因，目前亟需发明一种结构整体性好、受力均匀、地脚螺栓定位准确的钢结构柱脚外露式连接结构。

发明内容

本实用新型的目的在于从改善柱脚受力性能、增强柱脚连接强度、优化施工工艺等方面，提供一种结构整体性好、受力均匀、连接强度高、施工方便的钢结构柱脚外露式连接结构。

一种钢结构柱脚外露式连接结构，其特征在于，主要由钢筋混凝土基础、柱脚钢柱、柱脚垫板、钢柱底板、地脚螺栓、加劲板组成；柱脚钢柱与钢柱底板之间采用焊接连接；钢柱底板通过地脚螺栓和柱脚垫板与钢筋混凝土基础相固定，地脚螺栓的平面位置由地脚螺栓定位支架确定，地脚螺栓底端伸入钢筋混凝土基础内，上端穿过钢柱底板、柱脚垫板由垫板固定螺母紧固。

进一步地，地脚螺栓呈“L”型，其底部设爪形连接钢筋，地脚螺栓与爪形钢筋之间采用焊接连接。

上述地脚螺栓的平面位置由地脚螺栓定位支架限定，该地脚螺栓定位支架由定位板、调平螺母、固定螺母组成，其中定位板上预留地脚螺栓限位孔，孔径较螺栓外径大3~5mm；定位板调平螺母在定位板的上侧面，定位板固定螺母在定位板的下侧面，其公称尺寸与地脚螺栓相对应。

柱脚钢柱四周设有加劲板，加劲板与柱脚钢柱、钢柱底板焊接连接。

所述连接结构还包括预埋件，预埋件一端伸入筋混凝土基础内，另一端穿过钢柱底板、柱脚垫板由螺母紧固。

钢柱底板上预设有地脚螺栓限位孔和预埋件限位孔，孔径较地脚螺栓外径大3~5mm。

柱脚垫板上预设地脚螺栓限位孔和预埋件限位孔。

本实用新型具有以下的特点和有益效果：

（1）地脚螺栓呈“L”型，并在其下端焊接爪形钢筋，可增强地脚螺栓与钢筋混凝土之间的连接强度。

（2）采用地脚螺栓定位支架限制地脚螺栓的平面位置，既可实现对地脚螺栓的准确定位，还可防治钢筋混凝土基础在施工过程中地脚螺栓出现倾斜、偏移等问题。

（3）地脚螺栓定位支架在基础混凝土终凝后拔出，可重复利用。

（4）柱脚钢柱与柱脚底板之间设置的加劲板可有效的提高柱脚部位的连接强度和连接刚度。

附图说明

图1是本实用新型钢结构柱脚外露式连接结构剖视图；

图2是钢结构柱脚外露式连接结构俯视图；

图3是地脚螺栓定位支架俯视图；

图4是图3沿A-A线的剖视图。