一种薄壁钢管柱的柱脚连接结构及纵筋定位装置的制作方法

本发明涉及建筑结构，具体涉及一种薄壁钢管柱的柱脚连接结构及纵筋定位装置。

背景技术：

1、钢管混凝土柱通过在钢管内浇筑混凝土组合而成，不仅可以弥补两种材料的各自缺点，而且能够充分发挥二者的优势，使得钢管混凝土柱具有承载力高和抗震性能好等优势，且施工时不需要模板，可节约人工费，降低工程造价，符合建筑工业化的建造要求。

2、钢管混凝土柱的柱脚连接是结构的关键，在建筑工程中，常用的柱脚连接方式有埋入式、外包式和外露式。埋入式柱脚的埋置深度大，一方面，影响基础钢筋的布置，施工麻烦；另一方面，材料用量多，造价较高。外包式柱脚的外包混凝土厚度大，当在地面以上时，外包混凝土凸出墙面，影响建筑功能；当在地面以下时，基础埋置深度增加，从而增加造价。外露式柱脚对现场施工精度要求高，且一般用于铰接柱脚设计，不适合多高层建筑。为了解决上述问题，一种搭接式柱脚出现。搭接式柱脚是通过搭接纵筋一端锚入基础、一端锚入柱脚钢管内，将钢管内力通过搭接纵筋传递给基础的一种新型柱脚连接方式。搭接式柱脚对现场施工精度要求低，施工方便，且按等强设计的搭接式柱脚受力性能能达到埋入式柱脚要求。但是，规范对钢管的宽厚比要求严格，现有的冷弯成型或组焊而成的钢管柱为满足宽厚比的要求，这往往会导致钢管壁厚过大，含钢率高，当按等强设计时，纵筋需要布置很多，钢管内纵筋布置很密，难以满足规范对纵筋最小净距的要求，导致混凝土浇筑困难，最终使柱脚承载力难以达到设计要求。同时，现有搭接式柱脚中钢管柱定位困难，搭接纵筋在钢管内无固定，导致搭接纵筋无足够的混凝土包裹，纵筋传力降低，致使搭接式柱脚承载力降低。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种薄壁钢管柱的柱脚连接结构，以解决现有技术中搭接纵筋排布密集、混凝土浇筑困难、钢管柱定位困难、搭接纵筋被混凝土包裹不足，最终导致搭接式柱脚承载力难以达到设计要求的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种薄壁钢管柱的柱脚连接结构，在基础地面上方竖向设有一钢管柱，在钢管柱的底端与基础地面之间设有一底板，在底板上绕其一周间隔设有多个定位锚栓，所述定位锚栓的上端与底板通过固定螺母相连，其底端锚入基础地面内；在钢管柱内设有多个肋板，该肋板位于钢管柱相邻两侧壁之间，其长度方向与钢管柱的长度方向一致，且肋板的相对两侧分别与钢管柱相邻两侧内壁固定相连，使肋板与钢管柱内侧壁围合形成八边形结构；在钢管柱内设有多根纵筋i和纵筋ii；其中，纵筋i位于肋板和钢管柱相邻两侧内壁之间，其一端伸入钢管柱内并锚入钢管柱内的混凝土中，其另一端从钢管柱的底端伸出后穿过底板锚入基础地面内；纵筋ii位于所述八边形结构内，并沿该八边形结构的一周间隔分布，其一端伸入钢管柱内并锚入钢管柱内的混凝土中，其另一端从钢管柱的底端伸出后穿过底板锚入基础地面内；在纵筋ii上设有多个箍筋，所述箍筋沿水平方向设置，并沿纵筋ii的长度方向间隔分布，且所述箍筋与纵筋ii固定相连。

4、优选地，所述钢管柱包括两个钢构件，所述钢构件的断面呈u形，沿其长度方向的两侧边缘向内弯折形成连接段；两个钢构件的开口端相向设置并通过连接段固定相连，围合形成所述钢管柱。

5、优选地，在所述底板上且对应钢管柱的位置处开设有一开孔，该开孔贯穿底板且位于钢管柱的下方。

6、优选地，在底板上且对应定位锚栓的位置处设有一固定槽，该固定槽贯穿底板的上下两侧，其一端位于钢管柱的外侧，其另一端朝向远离钢管柱的方向延伸，并在底板的边缘处形成开口；所述定位锚栓穿过该固定槽后伸入基础地面，固定螺母位于底板固定槽的上方并与定位锚栓可拆卸相连。

7、优选地，在定位锚栓上且位于底板的下方设有调节螺母，该调节螺母与定位锚栓螺纹相连，通过调节螺母能够调整底板的位置。

8、优选地，所述底板位于基础地面的上方，所述钢管柱的下端位于底板的上方，且肋板的下端与钢管柱的下端齐平。

9、本发明还提供了一种纵筋定位装置，采用上述柱脚连接结构，在所述纵筋i位于钢管柱内的一端设有多个固定件，该固定件沿纵筋i长度方向间隔分布，所述固定件与纵筋i或钢管柱固定相连，且每根纵筋i上至少设有两个以上的固定件；所述固定件用于限制纵筋i，保证纵筋有足够的混凝土包裹以满足传力要求。

10、优选地，所述固定件套设在纵筋上并与纵筋i固定相连，且固定件外侧与所述钢管柱相邻两内侧壁贴合。

11、优选地，所述固定件具有固定环，在固定环上还设有两个连接杆，连接杆的一端与固定环相连，其另一端与钢管柱内侧壁固定相连，使固定环位于钢管柱相邻两内侧壁之间。

12、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

13、1、与普通钢管混凝土柱或4个l形钢组焊而成钢管混凝土柱相比，本发明采用设有肋板进行斜拉加劲的薄壁钢管混凝土柱，钢管厚度更小，含钢率更低，按等强设计需要配置的钢筋更少，使钢筋在钢管内布置间距更大，满足规范要求，混凝土更容易浇筑密实，从而保证柱脚承载力达到设计要求。

14、2、由于钢管柱与基础断开，定位困难，本发明采用柱脚底板和定位锚栓解决了钢管柱定位问题，底板的固定槽为开口型，使得钢管柱在水平方向定位的可调性大，对施工精度要求低，施工方便。同时，在钢管内混凝土达到设计强度后拆掉固定螺母和垫板，开口型的固定槽使得柱脚钢管不承担荷载，荷载通过柱脚段形成的约束钢筋混凝土柱传递，底板作为柱脚的加强环板，增强对柱脚段核心混凝土的约束作用，提高变形能，从而提高柱脚的抗震性能。

15、3、本发明采用纵筋ii的上端设置八边形箍筋和纵筋i的上端设置固定件，一方面，可以保证纵筋i和纵筋ii在钢管内有足够的混凝土包裹，从而保证传力；另一方面，八边形箍筋增强对混凝土的约束作用，增强传力效果、提高承载力和延性。

技术特征：

1.一种薄壁钢管柱的柱脚连接结构，在基础地面（1）上方竖向设有一钢管柱，其特征在于，在钢管柱的底端与基础地面之间设有一底板（2），在底板上绕其一周间隔设有多个定位锚栓（3），所述定位锚栓的上端与底板通过固定螺母（14）相连，其底端锚入基础内；

2.根据权利要求1所述薄壁钢管柱的柱脚连接结构，其特征在于，所述钢管柱包括两个钢构件（8），所述钢构件的断面呈u形，沿其长度方向的两侧边缘向内弯折形成连接段（9）；两个钢构件的开口端相向设置并通过连接段固定相连，围合形成所述钢管柱。

3.根据权利要求1所述薄壁钢管柱的柱脚连接结构，其特征在于，在所述底板上且对应钢管柱的位置处开设有一开孔（10），该开孔贯穿底板且位于钢管柱的下方。

4.根据权利要求1所述薄壁钢管柱的柱脚连接结构，其特征在于，在底板上且对应定位锚栓的位置处设有一固定槽（11），该固定槽贯穿底板的上下两侧，其一端位于钢管柱的外侧，其另一端朝向远离钢管柱的方向延伸，并在底板的边缘处形成开口；所述定位锚栓穿过该固定槽后伸入基础地面，固定螺母位于底板固定槽的上方并与定位锚栓可拆卸相连。

5.根据权利要求1所述薄壁钢管柱的柱脚连接结构，其特征在于，在定位锚栓上且位于底板的下方设有调节螺母（12），该调节螺母与定位锚栓螺纹相连，通过调节螺母能够调整钢管柱的垂直度。

6.根据权利要求1所述薄壁钢管柱的柱脚连接结构，其特征在于，所述底板位于基础地面的上方，所述钢管柱的下端位于底板的上方，且肋板的下端与钢管柱的下端齐平。

7.一种纵筋定位装置，其特征在于，采用权利要求1~6任意所述柱脚连接结构，在所述纵筋i位于钢管柱内的一端设有多个固定件（13），该固定件沿纵筋i长度方向间隔分布，所述固定件与纵筋i或钢管柱固定相连，且每根纵筋i上至少设有两个以上的固定件；所述固定件用于限制纵筋i。

8.根据权利要求7所述纵筋定位装置，其特征在于，所述固定件套设在纵筋i上并与纵筋i固定相连，且固定件外侧与所述钢管柱相邻两内侧壁贴合。

9.根据权利要求7所述纵筋定位装置，其特征在于，所述固定件具有固定环，在固定环上还设有两个连接杆，连接杆的一端与固定环相连，其另一端与钢管柱内侧壁固定相连，使固定环位于钢管柱相邻两内侧壁之间。

技术总结
本发明公开了一种薄壁钢管柱的柱脚连接结构及纵筋定位装置，在基础地面上方竖向设有一钢管柱，在钢管柱的底端与基础地面之间设有一底板，在底板上绕其一周间隔设有多个定位锚栓，所述定位锚栓的顶端上端与底板通过固定螺母相连，其底端锚入基础地面内；在钢管柱内设有多个肋板，该肋板位于钢管柱相邻两侧壁之间，其相对两侧分别与钢管柱相邻两侧内壁固定相连，使肋板与钢管柱内侧壁围合形成八边形结构；在钢管柱内设有多根纵筋I和纵筋II；在纵筋II上设有多个箍筋，所述箍筋沿水平方向设置，并沿纵筋II的长度方向间隔分布，且所述箍筋与纵筋II固定相连。

技术研发人员：刘向刚,张振勇,江世永,刘川,潘鹏刚,向博
受保护的技术使用者：渝建建筑工业科技集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15