一种用于建筑上的新型支撑钢柱结构以及垂直度检测方法

一种用于建筑上的新型支撑钢柱结构以及垂直度检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于建筑上的新型支撑钢柱结构以及垂直度检测方法，前者包括承重钢梁、横向梁、柱脚、柱脚翼板、双螺母、单垫板、柱底钢板、顶紧单螺帽、螺杆、塞焊螺栓和高标号细石混凝土柱，本发明的有益效果是：底部设有双向的柱脚翼板，将传递到底部的荷载分散至柱底钢板上，提高单位横截面积受力水平，降低了一般的失稳现象发生概率，提高了支撑结构的稳固性、可靠性，在柱脚底部，入地螺杆处设有高标号细石混凝土柱，倒梯形的结构增强入地的牢固性，可承受传递到柱脚底部与螺杆上的剪力，提高抗剪性，避免剪力对螺杆及柱脚底部结构的破坏，保护了柱脚底部的浅层地基，避免安全事故的发生。
【专利说明】
一种用于建筑上的新型支撑钢柱结构以及垂直度检测方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种建筑支撑结构，具体为一种用于建筑上的新型支撑钢柱结构，属于建筑结构领域。本发明还涉及一种基于上述支撑钢柱结构的垂直度检测方法。
【背景技术】
[0002]近几年，钢结构建筑相比于砖混结构建筑在环保、节能、高效、工厂化生产等方面具有明显优势。随着经济的发展，钢结构必将促使各行各业得到迅速发展，因此需要更加稳固可靠的钢柱，目前工程上所通用的承重钢柱，并不具备持久耐用性、抗剪性，因外界环境造成建筑结构的损伤、结构断裂的现象屡屡发生，这些损伤对建筑结构是不可逆的破坏，底部的柱脚翼板较少，且只有单方向，不能分散传递分布荷载，长时间过后会造成实腹柱失稳，尤其在建筑出现稳定失调、结构晃动时，整体结构的偏移会对承重钢柱造成偏移的剪力，大多数钢柱只有单个的螺母，固定不牢固，而且一般的钢柱锚栓入地不深，浅层的混凝土难以承受钢柱底部带来的剪力，最终破坏了浅层地基，容易造成安全事故。

【发明内容】

[0003]本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供的一种用于建筑上的新型支撑钢柱结构。本发明的另一目的是提供一种基于上述支撑钢柱结构的垂直度检测方法。
[0004]本发明通过以下技术方案来实现上述目的:一种用于建筑上的新型支撑钢柱结构，包括承重钢梁、横向梁、柱脚、柱脚翼板、双螺母、单垫板、柱底钢板、顶紧单螺帽、螺杆、塞焊螺栓和高标号细石混凝土柱，其特征在于:所述承重钢梁垂直地面放置，所述横向梁横置于承重钢梁的上部，所述柱脚位于承重钢梁的下部，其四周设有柱脚翼板，所述单垫板设于螺杆的上部，所述双螺母设于单垫板之上，中间嵌有螺杆，所述顶紧单螺帽位于单垫板下方，所述柱底钢板设于顶紧单螺帽与单垫板之间，所述塞焊螺栓位于螺杆的底端，所述高标号细石混凝土柱位于顶紧单螺帽和塞焊螺栓之间；
[0005]还包括垂直度检测系统，所述垂直度检测系统包括检测所述承重钢梁与所述横向梁之间夹角的角度传感器、与所述角度传感器信号连接的控制器，和与所述控制器信号连接的报警器;所述角度传感器将检测到的角度信号传输至所述控制器，所述控制器接收所述角度信号，并将当前夹角与预设角度相比较，当所述当前夹角大于所述预设角度的最大阈值、或小于所述预设角度的最小阈值时，所述控制器控制所述报警器发出预警信号。
[0006]进一步的，为了保证结构稳定，所述承重钢梁与横向梁垂直放置，钢材为工字型钢。
[0007]进一步的，为了辅助柱脚分散荷载，所述柱脚底部设有柱脚翼板，单侧横向数目为3个，纵向数目为2个。
[0008]进一步的，为了提高稳固水平，所述柱脚上设有双螺母。
[0009]进一步的，为了防止柱脚结构松动，所述双螺母下设有一片圆形单垫板。
[0010]进一步的，为了防止垫板下部发生松动，所述圆形单垫板下设有一六角钢顶紧单螺帽。
[0011]进一步的，为了保证螺杆的稳定，所述螺杆的底部经过塞焊处理，设有一塞焊螺栓。
[0012]进一步的，为了承受传到柱脚底部与螺杆的抗剪力，所述顶紧单螺帽与塞焊螺栓之间设有一倒梯形的高标号细石混凝土柱。
[0013]除了上述支撑钢柱结构，本发明还提供一种基于该支撑钢柱结构的承重钢梁的垂直度检测方法，包括以下步骤:
[0014]I)检测所述承重钢梁与所述横向梁之间夹角，并将检测到的角度信号传输至所述控制器；
[0015]2)将当前夹角与预设角度相比较，当所述当前夹角大于所述预设角度的最大阈值、或小于所述预设角度的最小阈值时，转向步骤3);当所述当前夹角小于或等于所述最大阈值，且大于或等于所述最小阈值时，返回步骤I);
[0016]3)控制报警器发出预警信号。
[0017]本发明的有益效果是:工字型钢柱可以保证结构的稳固，起到承重的主导作用，底部设有双向的柱脚翼板，横向上，比一般的钢柱柱脚提高1.5倍承受力，纵向上，比一般的钢柱柱脚提高2倍承受力，将传递到底部的荷载均匀分散至柱底钢板上，提高单位横截面积受力水平，降低了一般的实腹柱失稳现象发生概率，提高了支撑结构的稳固性、可靠性，在柱脚底部，入地螺杆处设有高标号细石混凝土柱，倒梯形的结构增强入地的牢固性，可承受大部分将传递到柱脚底部与螺杆上的剪力，提高钢柱结构的抗剪性，避免剪力对螺杆及柱脚底部结构的破坏，保护了柱脚底部的浅层地基，避免安全事故的发生；同时，通过设置垂直度检测系统，能够在承重钢梁发生倾斜时，及时发出预警信号，保证承重钢梁的垂直度，从而保证建筑物的强度。
【附图说明】
[0018]图1为本发明所提供的支撑钢柱结构一种【具体实施方式】的结构示意图；
[0019]图2为图1所示支撑钢柱结构中柱脚的结构示意图；
[0020]图3为图1所示支撑钢柱结构中柱底锚栓的结构示意图；
[0021 ]图4为图1所示支撑钢柱结构中垂直度检测系统的原理框图；
[0022]图5为本发明所提供的垂直度检测方法一种【具体实施方式】的流程图。
[0023]图中:1、承重钢梁，2、横向梁，3、柱脚，4、柱脚翼板，5、双螺母，6、单垫板，7、柱底钢板，8、顶紧单螺帽，9、螺杆，10、塞焊螺栓，11、高标号细石混凝土柱，101、角度传感器，102、控制器，103、报警器。
【具体实施方式】
[0024]下面将结合本发明实施例中的附图，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。
[0025]请参阅图1?3，在一种【具体实施方式】中，本发明所提供的用于建筑上的新型支撑钢柱结构包括承重钢梁1、横向梁2、柱脚3、柱脚翼板4、双螺母5、单垫板6、柱底钢板7、顶紧单螺帽8、螺杆9、塞焊螺栓10、和高标号细石混凝土柱11，所述承重钢梁I与横向梁2垂直放置，其长度分别为为7100、3300，所述柱脚3位于承重钢梁I的下部，底部设有双向的柱脚翼板4，所述单垫板6设于螺杆9的上部，中间留有圆形孔，所述双螺母5设于单垫板6之上，中间嵌有螺杆9，其内螺纹与螺杆9外螺纹紧密结合，所述柱底钢板7设于顶紧单螺帽8与单垫板6之间，所述塞焊螺栓10位于螺杆9的底端，设于中间位置，所述高标号细石混凝土柱11位于顶紧单螺帽8和塞焊螺栓10之间。
[0026]如图4所示，该新型支撑钢柱结构还包括垂直度检测系统，所述垂直度检测系统包括检测所述承重钢梁与所述横向梁之间夹角的角度传感器101、与所述角度传感器101信号连接的控制器102，和与所述控制器102信号连接的报警器103;所述角度传感器101将检测到的角度信号传输至所述控制器102，所述控制器102接收所述角度信号，并将当前夹角与预设角度相比较，当所述当前夹角大于所述预设角度的最大阈值、或小于所述预设角度的最小阈值时，所述控制器102控制所述报警器103发出预警信号。上述角度传感器101可以安装在承重钢梁上或者安装在横向梁上，控制器102和报警器103可外置，例如与用户电脑或者手机的控制器102相连接。这样，通过设置垂直度检测系统，能够在承重钢梁发生倾斜时，及时发出预警信号，保证承重钢梁的垂直度，从而保证建筑物的强度。
[0027]具体地，所述预设角度为88°-92°，优选值为90°。
[0028]工作过程:使用本钢柱结构时，先将柱底处理，埋入螺杆，留下倒梯形模具，待固定好结构之后，灌入高标号细石混凝土，形成混凝土柱，成形之后，将焊接好的柱底钢板连同钢柱放在上面，放置顶紧单螺帽、单垫板，固定双螺母，既完成柱脚固定，再将多个钢柱固定指定地点，搭建横向梁，即完成钢柱结构搭建。
[0029]请参考图5，图5为本发明所提供的垂直度检测方法一种【具体实施方式】的流程图。
[0030]在一种【具体实施方式】中，本发明所提供的承重钢梁的垂直度检测方法，用于支撑钢柱结构，包括以下步骤:
[0031]S1:检测所述承重钢梁与所述横向梁之间夹角，并将检测到的角度信号传输至所述控制器102;
[0032]S2:将当前夹角与预设角度相比较，当所述当前夹角大于所述预设角度的最大阈值、或小于所述预设角度的最小阈值时，转向步骤S3;当所述当前夹角小于或等于所述最大阈值，且大于或等于所述最小阈值时，返回步骤SI;
[0033]S3:控制报警器103发出预警信号。
[0034]这样，当承重钢梁发生倾斜超过预设范围时，报警器103能够及时发出预警信号，从而保证了承重钢梁的垂直度，提高了建筑物的强度。
[0035]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。
[0036]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。
【主权项】
1.一种用于建筑上的新型支撑钢柱结构，包括承重钢梁(I)、横向梁(2)、柱脚(3)、柱脚翼板(4)、双螺母(5)、单垫板(6)、柱底钢板(7)、顶紧单螺帽(8)、螺杆(9)、塞焊螺栓(10)和高标号细石混凝土柱(11)，其特征在于: 所述承重钢梁(I)垂直地面放置，所述横向梁(2)横置于承重钢梁的上部，所述柱脚(3)位于承重钢梁的下部，其四周设有柱脚翼板(4)，所述单垫板(6)设于螺杆(9)的上部，所述双螺母(5)设于单垫板(6)之上，中间嵌有螺杆(9)，所述顶紧单螺帽(8)位于单垫板(6)下方，所述柱底钢板(7)设于顶紧单螺帽(8)与单垫板(6)之间，所述塞焊螺栓(10)位于螺杆(9)的底端，所述高标号细石混凝土柱(11)位于顶紧单螺帽(8)和塞焊螺栓(10)之间； 还包括垂直度检测系统，所述垂直度检测系统包括检测所述承重钢梁与所述横向梁之间夹角的角度传感器(101)、与所述角度传感器(101)信号连接的控制器(102)，和与所述控制器(102)信号连接的报警器(103);所述角度传感器(101)将检测到的角度信号传输至所述控制器(102)，所述控制器(102)接收所述角度信号，并将当前夹角与预设角度相比较，当所述当前夹角大于所述预设角度的最大阈值、或小于所述预设角度的最小阈值时，所述控制器(102)控制所述报警器发出预警信号。2.根据权利要求1所述的一种用于建筑上的新型支撑钢柱结构，其特征在于:所述承重钢梁(I)与横向梁(2)垂直放置。3.根据权利要求1或2所述的一种用于建筑上的新型支撑钢柱结构，其特征在于:所述柱脚(3)底部设有柱脚翼板(4)，单侧横向数目为3三，纵向数目为2个。4.根据权利要求3所述的一种用于建筑上的新型支撑钢柱结构，其特征在于:所述柱脚(3)上设有双螺母(5)。5.根据权利要求1或4所述的一种用于建筑上的新型支撑钢柱结构，其特征在于:所述双螺母(5)下设有一片圆形单垫板(6)。6.根据权利要求5所述的一种用于建筑上的新型支撑钢柱结构，其特征在于:所述圆形单垫板(6)下设有一六角钢顶紧单螺帽(8)。7.根据权利要求1或6所述的一种用于建筑上的新型支撑钢柱结构，其特征在于:所述螺杆(9)的底部经过塞焊处理，设有一塞焊螺栓(10)。8.根据权利要求7所述的一种用于建筑上的新型支撑钢柱结构，其特征在于:所述顶紧单螺帽(8)与塞焊螺栓(10)之间设有一倒梯形的高标号细石混凝土柱(11)。9.根据权利要求1所述的一种用于建筑上的新型支撑钢柱结构，其特征在于:所述预设角度为88°-92°。10.—种承重钢梁的垂直度检测方法，用于如权利要求1-9任一项所述的支撑钢柱结构，其特征在于，包括以下步骤: 1)检测所述承重钢梁与所述横向梁之间夹角，并将检测到的角度信号传输至所述控制器(102)； 2)将当前夹角与预设角度相比较，当所述当前夹角大于所述预设角度的最大阈值、或小于所述预设角度的最小阈值时，转向步骤3);当所述当前夹角小于或等于所述最大阈值，且大于或等于所述最小阈值时，返回步骤I); 3)控制报警器(103)发出预警信号。
【文档编号】E04B1/24GK105951989SQ201610307231
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月10日
【发明人】刘京林, 李晓林
【申请人】文登蓝岛建筑工程有限公司