专利名称：一种能减小基底作用的ｈ型钢结构体系的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能减小基底作用的H型钢结构体系，属于建筑工程技术领域。
背景技术：
随着国民经济的高速发展，钢结构在我国建筑业的应用越来越广泛。从工业厂房到大型公共建筑，再到钢结构住宅，新工艺和新技术不断出现。目前国内针对地下室顶板上单层钢结构建筑、屋架高度空间内设置机电或者游乐设备的钢结构建筑和轮制H型刚桁架结构等的钢结构设计基本采用钢桁架通过钢柱支撑于基础上，桁架与钢柱之间以及钢柱与基础之间均采用刚性连接。钢柱的柱脚部位不仅需要承受上部结构的轴力、风荷载引起的剪力，还需要承受结构外荷载引起的弯矩，如此复杂的受力状态使基底的受力作用很大，同时导致柱截面偏大，相应的基础设计也要考虑这种复杂受力状态。这样就增加了结构的用钢量和基础的设计难度，进而增大施工难度，使工程成本居高不下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能减小基底作用的H型钢结构体系。该结构体系主要适用于单层钢结构建筑、屋架高度空间内设置机电或游乐设备的钢结构建筑和轮制H型钢桁架结构等。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案一种能减小基底作用的H型钢结构体系，该结构体系包括数榀桁架和数根钢柱， 相邻两桁架的上弦杆之间通过桁架间联系H型钢梁连接，各桁架的两端采用栓焊混接的方式与钢柱连接；钢柱的柱脚与基础之间采用铰接的方式连接。所述桁架的上弦杆、斜腹杆和下弦杆均采用H型钢。所述钢柱为H型钢柱，钢柱上焊接有数块钢柱加劲板。由于H型钢的各个部位均以直角排布，因此H型钢在各个方向上都具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻的优点。所述钢柱加劲板的焊接采用全融透焊接，焊缝等级为一级。所述钢柱底部焊接有柱脚板，钢柱与柱脚板之间焊接有柱脚加劲板，基础中预埋有柱脚螺杆，该柱脚螺杆穿过柱脚板，并通过高强螺栓紧固。所述高强螺栓与所述柱脚板之间还焊接有地脚螺杆垫板。所述柱脚加劲板的焊接采用全融透焊接，焊缝等级为一级。本发明的优点在于本发明的结构体系中钢柱与基础之间采用铰接方式连接，使得结构体系在承受重力荷载时，桁架钢梁与钢柱之间只传递轴力及剪力，不传递弯矩，从而增大了屋架刚度、调节结构受力。本发明的结构体系中桁架与钢柱之间采用栓焊混接的方式连接，可以将桁架看成刚度无穷大的梁，这样能有效减小钢柱截面。本发明在减少用钢量的同时，也加快了施工进
3度，缩短工期，降低了工程成本。同时基础设计简单，同样可以起到减少造价，节约成本的效果，具有广泛的推广意义。
图1为本发明的组合桁架与钢柱连接的结构示意图。图2为图1的A处的放大图。图3为图1的B处的放大图。图4为图3沿Ll-Ll方向的剖面图。
具体实施例方式如图1 4所示，一种能减小基底作用的H型钢结构体系，该结构体系包括数榀桁架1和数根钢柱2，相邻两桁架的上弦杆之间通过桁架间联系H型钢梁3连接，各桁架的两端采用栓焊混接的方式与钢柱连接；钢柱的柱脚与基础5之间采用铰接的方式连接。所述桁架的上弦杆6、斜腹杆7和下弦杆8均采用H型钢。所述钢柱2为H型钢柱，钢柱上焊接有数块钢柱加劲板9。所述钢柱底部焊接有柱脚板4，钢柱与柱脚板之间焊接有柱脚加劲板10，基础5中预埋有柱脚螺杆11，该柱脚螺杆11穿过柱脚板4，并通过高强螺栓12紧固。该高强螺栓12 与柱脚板4之间还焊接有地脚螺杆垫板13。所述钢柱加劲板9、柱脚加劲板10的焊接均采用全融透焊接，焊缝等级均为一级。由于该结构体系桁架均与钢柱之间采用栓焊混接的方式刚接，而钢柱柱脚与基础之间采用铰接的方式连接，这种结构体系就像一个四周及顶盖非常刚性的方盒子，仅靠钢柱来支撑轴力及由于风荷载引起的剪力，使结构整体刚度和稳定性满足正常使用和抗震要求。另外由于钢柱长细比较大，屋面钢桁架线刚度与柱线刚度比值较大一般为ig/itt 20，屋面桁架相当于一根刚度无穷大的大梁，由钢柱支撑。因此在满足结构侧向变形的条件下，柱脚与基础铰接会减小钢柱断面，减少用钢量，同时也能简化基础的设计，节省底部混凝土结构用量，节约成本。设计铰支钢桁架时要注意整体结构的变形与下挠，并在安装环节要测量轴线和标高偏差。在基础浇灌混凝土前进行地脚螺杆的预埋，同时要控制好每根地脚螺杆的轴线位置和标高。待基础一次浇灌完成，调整好地脚螺杆位置，并在基础达到合格的强度以后，安装钢柱，钢柱底板与地脚螺杆采用高强螺栓紧固，同时钢柱的安装精度进行第一次测量，调整钢柱位置。待高强螺栓的终拧和钢柱调整完成后，进行二次灌浆，并焊接地脚螺杆垫板， 对钢柱安装精度进行第二次测量。等到二次灌浆层达到合格强度，安装桁架，桁架H型钢梁与钢柱连接采用栓焊混接的形式，安装时先将高强螺栓初拧，然后调整桁架位置，再进行焊接，焊接完成进行高强螺栓的终拧。安装整个过程中要严格控制安装精度，由于铰接的缘故，钢柱和桁架的安装要根据具体情况进行安装起拱，以防止结构整体下沉。
权利要求
1.一种能减小基底作用的H型钢结构体系，其特征在于该结构体系包括数榀桁架和数根钢柱，相邻两桁架的上弦杆之间通过桁架间联系H型钢梁连接，各桁架的两端采用栓焊混接的方式与钢柱连接；钢柱的柱脚与基础之间采用铰接的方式连接。
2.根据权利要求1所述的能减小基底作用的H型钢结构体系，其特征在于所述桁架的上弦杆、斜腹杆和下弦杆均采用H型钢。
3.根据权利要求1所述的能减小基底作用的H型钢结构体系，其特征在于所述钢柱为H型钢柱，钢柱上焊接有数块钢柱加劲板。
4.根据权利要求3所述的能减小基底作用的H型钢结构体系，其特征在于所述钢柱加劲板的焊接采用全融透焊接，焊缝等级为一级。
5.根据权利要求1所述的能减小基底作用的H型钢结构体系，其特征在于所述钢柱底部焊接有柱脚板，钢柱与柱脚板之间焊接有柱脚加劲板，基础中预埋有柱脚螺杆，该柱脚螺杆穿过柱脚板，并通过高强螺栓紧固。
6.根据权利要求5所述的能减小基底作用的H型钢结构体系，其特征在于所述高强螺栓与所述柱脚板之间还焊接有地脚螺杆垫板。
7.根据权利要求5所述的能减小基底作用的H型钢结构体系，其特征在于所述柱脚加劲板的焊接采用全融透焊接，焊缝等级为一级。
全文摘要
一种能减小基底作用的H型钢结构体系，该结构体系包括数榀桁架和数根钢柱，相邻两桁架的上弦杆之间通过桁架间联系H型钢梁连接，各桁架的两端采用栓焊混接的方式与钢柱连接；钢柱的柱脚与基础之间采用铰接的方式连接。所述桁架的上弦杆、斜腹杆和下弦杆均采用H型钢。所述钢柱为H型钢柱，钢柱上焊接有数块钢柱加劲板。所述钢柱底部焊接有柱脚加劲板，基础中预埋有柱脚螺杆，该柱脚螺杆穿过柱脚加劲板，并通过高强螺栓紧固。本发明的结构体系中的桁架钢梁与钢柱之间只传递轴力及剪力，不传递弯矩，从而增大了屋架刚度、调节结构受力；桁架与钢柱之间采用栓焊混接的方式连接，在减少用钢量的同时，也加快了施工进度，缩短工期，降低了工程成本。
文档编号E04C3/32GK102444202SQ201110282170
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月21日 优先权日2011年9月21日
发明者侯兆新, 曾昭波, 王月栋, 王波, 谭志勇, 魏云波 申请人:中冶建筑研究总院有限公司, 中国京冶工程技术有限公司