[实用新型]一种钢结构与基础预埋连接结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种钢结构与基础预埋连接结构及施工方法，特别涉及一种基础底板内预埋预制构件、通过预制构件上连接螺栓使钢结构与基础间接连接的预埋连接结构。属于建筑安装领域，适用于钢结构与混凝土基础连接工程，尤其适用于上部钢结构使用过程中长期震动的结构工程中。 

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，尤其是其传力性能可靠，近些年来在建筑结构设计中的应用越来越广泛。钢结构的承载能力和适用性在很大程度上依赖于钢结构与下部结构的连接强度，然而，由于钢材传递动能效果良好，上部结构产生的机械震动在传递至下部基础时被削弱较少，易导致钢结构与混凝土结构连接处钢筋混凝土破坏、连接节点脱落等不良情况出现。因此，钢结构与混凝土连接节点发挥的连接性能，是决定结构稳定性与承载力的主要因素。钢结构与钢筋混凝土一般通过柱脚连接，在现有技术中，柱脚连接形式通常有埋入式柱脚和外露式柱脚。 

埋入式柱脚一般为下部混凝土基础施工时预留杯口，钢结构施工时将延伸段或柱脚插入杯口内，再向杯口回灌混凝土，振捣压实。已有一种钢结构与混凝土埋入式连接新技术：钢结构插入式柱脚（CN 203034473 U），该技术特征是在传统杯口插入注浆再回填混凝土的基础上，在钢柱一端设置了栓钉、短钢筋或柱底板作为固定件，加强了注浆与混凝土之间的连接。另外，该技术应用于钢柱数量为2根或2根以上柱脚时，插入到与钢柱配合的建筑基础的杯口内，钢柱在杯口上方处设有水平连杆，水平连杆两端分别与钢柱连接，以增强邻近钢柱之间联系，减少柱脚偏心受力。该技术有益效果在于，该钢结构插入式柱脚加工简便，用钢量少，节省成本，施工简单，连接刚度大。但是，将钢结构柱脚直接埋入混凝土中，柱脚内力的传递是通过与钢材接触的混凝土侧压力所产生的弯矩，平衡柱脚弯矩和剪力，随着钢结构在使用阶段频繁微震动，可能出现杯口开裂、混凝土与钢柱脚逐渐脱离等情况，即便在柱脚设置了固定件，避免了钢柱上拔的问题，但随着混凝土开裂后，柱脚内力平衡效果下降，不可避免的会引起柱脚活动缝隙增大，钢结构整体震动幅度逐渐提升，最终影响结构稳定性。 

外露式柱脚一般是通过钢制预埋件以螺栓或焊接的方式连接钢结构和基础，钢制预埋件通常采用预埋螺栓、预埋钢板和其组合形式。预埋钢板连接是将钢结构柱脚直接焊接在嵌入混凝土基础内的预埋板上；预埋螺栓连接是通过在钢结构柱脚底板下整平后，外露的螺杆穿过柱脚底板预留螺孔紧固。采用预埋螺栓与钢结构底板连接，底板下地面需平整，并且因长期震动，地面易磨损，而单一预埋钢板多为永久固定形式，不利于钢结构调整。螺栓与钢板组合预埋的形式，与基础连接牢固，可通过调节螺帽调整钢板高度，并且组合配件质量稳定，可提前预制、组装配件。以一种钢结构组合预埋件及其施工方法（CN 102061746 B）为例，所述组合预埋件为各双头螺杆两端分别采用一对螺母（衬垫螺母和夹紧螺母）定位钢板（顶部模板或底板模板），经调整使组合件达到现场施工所需形态，最后通过预埋铁定位浇筑于混凝土内。该组合预埋件可通过灵活调整作为垫板的顶部模板高度，减少上部钢结构安装误差，通过调节上、下部模板间距使组合预埋件尽可能的避开混凝土内钢筋，总体可提高预埋件埋设和钢结构安装的效率和精确度。但是，在组合预埋件中，预埋钢板底部易出现混凝土浇筑不密实、混凝土中气泡上浮淤积于钢板下表面等问题，以及混凝土硬化及上部结构使用过程中，由于混凝土与钢板变形不一致，都会导致预埋钢板底部脱空，影响结构传力效果下降，甚至失效。 

综上所述，钢结构与基础连接形式多样，埋入式柱脚连接结构具有刚度大、用钢量少等优点，但抗拔效果不佳，且在长期震动环境下，柱脚周围混凝土易开裂；外露式柱脚多借助预埋件，尤其是组合预埋件，可用于不同形式的钢结构柱脚的固定和调平，使用方便灵活、高效，且具有较高的抗震效果，但其不足表现在预埋钢板与下部混凝土结合不紧密，影响结构传力。鉴于此，基于当前工程的实际需要，目前亟待发明一种应用钢板与螺栓相组合的预埋件、基础混凝土浇筑时不直接与钢板接触的钢结构与基础连接结构，工后连接钢板与混凝土连接紧密，且具有较高的抗震性能。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种在改进组合预埋件形式的基础上，即可保证预埋件与基础连接强度，又能提高上部钢结构抗震性能的的钢结构与基础预埋连接结构及施工方法。 

为实现上述技术目的，本实用新型采用了以下技术方案：