内插转换式铝合金刚性防腐型柱脚结构的制作方法

1.本发明属于钢结构防腐技技术领域，具体涉及一种内插转换式铝合金刚性防腐型柱脚结构。


背景技术：

2.铝合金材料具有可模性好、低碳环保、耐久性强等诸多良好材料特性。这种材料既有能满足结构要求的强度性能，又有很强的抗腐蚀性能与极高的回收再生性能，在市政、建筑等领域中有着很好的应用前景，但其耐碱腐蚀能力差导致铝合金材料在建筑结构的应用中受到限制。此外，铝合金结构柱脚的设计缺乏较完整的国家、行业及地方技术标准，没有可借鉴设计经验。
3.柱脚体系是连接上部结构与基础的传力装置，铝合金框架柱柱脚按设计要求须采用外包式刚接柱脚形式，且须满足抗压、抗拉、抗剪、抗倾覆的要求；外包柱脚所用的混凝土材料通常为碱性，而铝合金材料在碱性环境中易形成电化学腐蚀，因此，柱脚设计要求铝合金柱的外皮不能与碱性混凝土直接接触，即铝合金柱脚在满足传力作用的同时，还应满足铝合金柱脚的防腐要求，满足结构传力和构件防腐蚀是该类柱脚设计的技术难点，因此，为解决上述问题，有必要提出改进。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题：提供一种内插转换式铝合金刚性防腐型柱脚结构，通过与铝合金柱之间隔绝并定位固连的外筒，使铝合金柱与基座的连接形成内插转换式结构，解决了铝合金柱在基础碱性环境中易形成电化学腐蚀的防腐问题，传力路线清晰，防碱性环境电化学腐蚀的能力强，使铝合金柱在满足传力作用的同时，还满足铝合金柱的防腐要求，填补了铝合金框架结构柱脚防腐设计现状的空白，结构简单，整体强度好，具有较好的推广价值。
5.本发明采用的技术方案：内插转换式铝合金刚性防腐型柱脚结构，包括铝合金柱和下端与基础固定连接的外筒，所述铝合金柱下端插入外筒内，且外筒上端与铝合金柱定位固连后使得铝合金柱下端部悬置于外筒内，所述外筒与铝合金柱定位固连处包裹有连接保护层，所述铝合金柱与外筒的插接部分之间以及铝合金柱下端均灌注有用于将铝合金柱和外筒进行隔绝的定位型防腐层，与所述外筒和铝合金柱连接的钢筋网分布于外筒外周，且外筒外壁上均布的若干个位于钢筋网内的锚固栓钉，所述钢筋网与柱脚插筋上端连接，且柱脚插筋下端与基础浇注为一体。
6.其中，所述定位型防腐层包括水平限位板、竖直限位板和防腐层，所述铝合金柱下端内壁上固定有水平限位板，且固定于外筒下端内底面的竖直限位板位于水平限位板中下方，所述水平限位板与外筒下端内底面之间以及外筒内壁与铝合金柱外壁之间均填充有用于将外筒和铝合金柱插接部分进行隔绝的防腐层。
7.进一步地，所述防腐层采用非碱性灌浆料，其中，所述非碱性灌浆料为jgn建筑结
构胶。
8.进一步地，所述外筒侧壁上制有多个注胶孔，且非碱性灌浆料由注胶孔注入外筒与铝合金柱之间的区域。
9.进一步地，所述水平限位板底面距铝合金柱下端部之间预留有用于限位的调整间隙a，且调整间隙a的范围为18mm≤a≤25mm。
10.进一步地，所述外筒是由筒体和固定于筒体下端的底板组成的倒置t型结构，所述底板与钢筋网下端均与浇筑于基础内的锚栓固定连接。
11.进一步地，所述外筒上端外壁上固定有多个角钢，且位于角钢上方的角铝固定于铝合金柱上，所述角钢和角铝之间的水平板之间设有用于调整角钢和角铝接触面连接内应力的隔离层，所述角钢、角铝和隔离层通过连接螺栓固连为一体后实现外筒与铝合金柱的定位固连。
12.进一步地，所述隔离层采用柔性四氟乙烯隔离层。
13.进一步地，所述连接保护层包括非碱性隔离层、高分子防水层和c25混凝土保护层，所述非碱性隔离层黏贴包裹于外筒与铝合金柱定位固连位置的外周，三道所述高分子防水层和c25黏贴于非碱性隔离层后通过c25混凝土保护层包裹形成连接保护层。
14.进一步地，所述非碱性隔离层为sbs卷材。
15.本发明与现有技术相比的优点：
16.1、本技术方案通过与铝合金柱之间隔绝并定位固连的外筒，使铝合金柱与基座的连接形成内插转换式结构，解决了铝合金柱在基础碱性环境中易形成电化学腐蚀的防腐问题，满足铝合金刚性的设计要求；
17.2、本技术方案传力路线清晰，采用在与基础可靠连接的不锈钢外筒中内插铝合金柱的方式进行转换，使铝合金柱壁不接触碱性混凝土环境，优化了铝合金柱防碱性环境电化学腐蚀的能力，使铝合金柱在满足传力作用的同时，还满足铝合金柱的防腐要求，填补了铝合金框架结构柱脚防腐设计现状的空白；
18.3、本技术方案将铝合金柱与不锈钢外筒紧密的嵌套在一起，利用不锈钢外筒上焊接锚固栓钉锚入混凝土，采用不锈钢外筒与基础内的柱脚插筋连接，满足不锈钢外筒锚固及连接的要求，使得外筒、铝合金柱以及基础连接成可靠的整体结构，提高铝合金柱的支撑可靠性；
19.4、本技术方案结构简单，设计新颖，整体强度好，外筒有效的将具有较好的推广价值。
附图说明
20.图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的图1，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
23.内插转换式铝合金刚性防腐型柱脚结构，包括铝合金柱1和下端与基础3固定连接的外筒2，所述铝合金柱1下端插入外筒2内，且外筒2上端与铝合金柱1定位固连后使得铝合金柱1下端部悬置于外筒2内，所述外筒2与铝合金柱1定位固连处包裹有连接保护层14，所述铝合金柱1与外筒2的插接部分之间以及铝合金柱1下端均灌注有用于将铝合金柱1和外筒2进行隔绝的定位型防腐层，与所述外筒2和铝合金柱1连接的钢筋网7分布于外筒2外周，且外筒2外壁上均布的若干个位于钢筋网7内的锚固栓钉6，最终将锚固螺栓6锚入混凝土中，所述钢筋网7与柱脚插筋8上端连接，且柱脚插筋8下端与基础3浇注为一体；上述结构中，通过与铝合金柱1之间隔绝并定位固连的外筒2，使铝合金柱1与基座3的连接形成内插转换式结构，解决了铝合金柱1在基础3碱性环境中易形成电化学腐蚀的防腐问题，满足铝合金刚性的设计要求；传力路线清晰，采用在与基础3可靠连接的不锈钢外筒2中内插铝合金柱1的方式进行转换，使铝合金柱1壁不接触碱性混凝土环境，优化了铝合金柱1防碱性环境电化学腐蚀的能力，使铝合金柱1在满足传力作用的同时，还满足铝合金柱1的防腐要求，填补了铝合金框架结构柱脚防腐设计现状的空白；
24.定位型防腐层具体如下：所述定位型防腐层包括水平限位板4、竖直限位板5和防腐层，所述铝合金柱1下端内壁上固定有水平限位板4，且固定于外筒2下端内底面的竖直限位板5位于水平限位板4中下方，所述水平限位板4与外筒2下端内底面之间以及外筒2内壁与铝合金柱1外壁之间均填充有用于将外筒2和铝合金柱1插接部分进行隔绝的防腐层16；具体的，所述防腐层16采用非碱性灌浆料，其中，所述非碱性灌浆料为jgn建筑结构胶，其中，jgn建筑结构胶一般用于黏合，并没有在用于营造非碱性环境用途中使用，经实践证明，防腐效果非常理想；具体的，所述外筒2侧壁上制有多个注胶孔15，且非碱性灌浆料由注胶孔15注入外筒2与铝合金柱1之间的区域，从而实现隔绝铝合金柱1和不锈的外筒2，避免铝合金柱1发生电化学腐蚀；具体的，所述水平限位板4底面距铝合金柱1下端部之间预留有用于限位的调整间隙a，且调整间隙a的范围为18mm≤a≤25mm，具体调整间隙a可选20mm。
25.外筒2具体结构如下：所述外筒2是由筒体2-1和固定于筒体2-1下端的底板2-2组成的倒置t型结构，所述底板2-2与钢筋网7下端均与浇筑于基础3内的锚栓9固定连接。
26.外筒2与铝合金柱1的定位固连结构具体如下：所述外筒2上端外壁上固定有多个角钢10，且位于角钢10上方的角铝11固定于铝合金柱1上，所述角钢10和角铝11之间的水平板之间设有用于调整角钢10和角铝11接触面连接内应力的隔离层12，所述角钢10、角铝11和隔离层12通过连接螺栓13固连为一体后实现外筒2与铝合金柱1的定位固连；具体的，所述隔离层12采用柔性四氟乙烯隔离层，其中，采用4mm厚的柔性四氟乙烯隔离层，实现调整角钢与角铝接触面间的连接内应力，而角钢10和角铝11保证外筒2与铝合金柱1可靠固连，还用于传力和抗剪；在铝合金柱1侧焊接角铝11，在不锈钢外筒2侧焊接角钢10，通过不锈钢的连接螺栓13将转换装置的抗剪角钢10和抗剪角铝11栓接，传递柱端内力，满足上部结构与基础之间的传力体系形成。
27.连接保护层14的具体结构如下：所述连接保护层14包括非碱性隔离层、高分子防水层和c25混凝土保护层，所述非碱性隔离层黏贴包裹于外筒2与铝合金柱1定位固连位置的外周，三道所述高分子防水层和c25黏贴于非碱性隔离层后通过c25混凝土保护层包裹形成连接保护层14；具体的，所述非碱性隔离层为sbs卷材。
28.在三维模型中假定按照箱型外包式柱脚进行验算底板的厚度、抗拔锚栓直径、抗剪键的尺寸，经过受力计算，铝合金“内插转换式”防腐钢性柱脚设置完全满足实际使用要求。
29.本技术方案将铝合金柱1与不锈钢外筒2紧密的嵌套在一起，利用不锈钢外筒2上焊接锚固栓钉6锚入混凝土，采用不锈钢外筒2与基础3内的柱脚插筋8连接，满足不锈钢外筒2锚固及连接的要求，使得外筒2、铝合金柱1以及基础3连接成可靠的整体结构，提高铝合金柱1的支撑可靠性；结构简单，设计新颖，整体强度好，外筒有效的将具有较好的推广价值。
30.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
31.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。