一种提高钢柱脚连接节点抗剪承载力的结构及方法

1.本发明属于土木工程技术领域，特别是涉及到一种提高钢柱脚连接节点抗剪承载力的结构及方法。


背景技术：

2.一般情况下，钢柱脚连接节点抗剪承载力不计入地脚螺栓的抗剪作用，这是因为地脚螺栓在施工定位时，很难做到没有水平位置误差，使得钢柱脚在受到水平剪力作用时，钢柱脚底板上的孔边缘不可能同时与地脚螺栓紧贴，且在贴近时也是容易产生应力集中的点接触，而不是受力均匀的面接触，钢柱脚在受到水平剪力作用产生水平位移后，会出现地脚螺栓不同时共同承受水平剪力作用的现象，先接触的会首先发生剪切破坏，会渐次形成各个击破的现象。
3.目前钢柱脚连接节点抗剪承载力大多是通过在钢柱脚底部设置型钢抗剪键来实现和提高，钢结构加工以及施工安装难度都很大，尤其是在底部混凝土灌浆料或混凝土的灌注都很难做到密实，致使钢柱脚连接节点抗剪承载力降低。
4.因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是：提供一种提高钢柱脚连接节点抗剪承载力的结构及方法用于解决目前钢柱脚连接节点抗剪承载力大多是通过在钢柱脚底部设置型钢抗剪键来实现和提高，钢结构加工以及施工安装难度都很大；在底部混凝土灌浆料或混凝土的灌注都很难做到密实，致使钢柱脚连接节点抗剪承载力降低的技术问题。
6.一种提高钢柱脚连接节点抗剪承载力的结构，包括地脚螺栓、底部钢垫板、钢柱脚、设置在钢柱脚底板上的通孔、高强灌浆料、顶部钢垫板、紧固螺母和混凝土灌浆料，所述钢柱脚是与下部基础连接的钢柱的底端或是与混凝土柱顶部连接的上部钢柱的底端，钢柱脚的底部固定连接有钢柱脚底板；所述钢柱脚底板上设置有通孔；所述地脚螺栓为钢制螺栓，地脚螺栓预埋在基础或混凝土柱中并露出上部带有螺纹的区段，地脚螺栓与通孔一一对应布置，地脚螺栓贯穿通孔并且地脚螺栓与通孔之间留有空隙；所述底部钢垫板布置在钢柱脚底板的下部，并且底部钢垫板与通孔一一对应布置，底部钢垫板上设置有通孔ⅱ，底部钢垫板通过通孔ⅱ与地脚螺栓套装，底部钢垫板的下部设置有与地脚螺栓螺纹连接的调节螺母；所述高强灌浆料填充在通孔与地脚螺栓之间的空隙中，且高强灌浆料填充在通孔的竖向高度范围内；所述顶部钢垫板布置在钢柱脚底板的上部，顶部钢垫板套装在地脚螺栓上；所述紧固螺母布置在顶部钢垫板的上部，紧固螺母与地脚螺栓螺纹连接；所述混凝土灌浆料填充在钢柱脚底板的底部空隙内。
7.一种提高钢柱脚连接节点抗剪承载力的方法，利用所述的一种提高钢柱脚连接节点抗剪承载力的结构，具体包括以下步骤，并按照以下步骤顺次进行：
8.步骤一、在基础或混凝土柱中预埋地脚螺栓和布置底部钢垫板
9.按照传统的方法，在基础或混凝土柱中预埋地脚螺栓，并且露出地脚螺栓上部带有螺纹的区段，在地脚螺栓上部带有螺纹的区段上拧入调节螺母后再套装底部钢垫板，通过调节调节螺母使底部钢垫板至预定设计标高；
10.步骤二、安装钢柱脚
11.按照传统的方法，安装钢柱脚及其与之一体制作的上段钢构件，钢柱脚的底部固定连接有钢柱脚底板，地脚螺栓从钢柱脚底板上的通孔中穿出，通孔与地脚螺栓之间留有空隙，钢柱脚底板坐落在底部钢垫板上；
12.步骤三、灌注高强灌浆料
13.向通孔与地脚螺栓之间的空隙中灌注调配好的高强灌浆料，使高强灌浆料的顶面与通孔的顶面一致并抹平；
14.步骤四、固定钢柱脚
15.按照传统的方法，将地脚螺栓套上顶部钢垫板，再拧入紧固螺母固定钢柱脚，在钢柱脚底板的底部填充混凝土灌浆料。至此，一种提高钢柱脚连接节点抗剪承载力的方法完成。
16.通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：
17.本发明通过向钢柱脚底板上的孔与地脚螺栓之间的空隙中灌注高强灌浆料，这样就能够使得全部地脚螺栓同时发挥抗剪承载力的作用且受力均匀，可以充分计入地脚螺栓的抗剪承载力，提高安装质量和结构安全性，且生产加工和施工安装方便、节省型钢抗剪键材料消耗、降低建造成本。
附图说明
18.以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：
19.图1为本发明中基础或混凝土柱地脚螺栓上布置底部钢垫板轴测示意图。
20.图2为本发明中钢柱脚初始安装轴测示意图。
21.图3为本发明中钢柱脚初始安装俯视示意图。
22.图4为本发明中钢柱脚初始安装后钢柱脚底板上的通孔位置局部剖面示意图。
23.图5为本发明中钢柱脚底板上的通孔与地脚螺栓之间的空隙中灌注高强灌浆料后的轴测示意图。
24.图6为本发明中钢柱脚底板上的通孔与地脚螺栓之间的空隙中灌注高强灌浆料后钢柱脚底板上的通孔位置局部剖面示意图。
25.图7为本发明中钢柱脚安装完成后的轴测示意图。
26.图中1-地脚螺栓、2-底部钢垫板、3-钢柱脚、4-钢柱脚底板、401-通孔、5-高强灌浆料、6-顶部钢垫板、7-紧固螺母、8-混凝土灌浆料、9-调节螺母。
具体实施方式
27.如图所示，一种提高钢柱脚连接节点抗剪承载力的结构，包括地脚螺栓1、底部钢垫板2、钢柱脚3、设置在钢柱脚底板4上的通孔401、高强灌浆料5、顶部钢垫板6、紧固螺母7和混凝土灌浆料8，所述钢柱脚3是与下部基础连接的钢柱的底端或是与混凝土柱顶部连接的上部钢柱的底端，钢柱脚3的底部固定连接有钢柱脚底板4；所述钢柱脚底板4上设置有通
孔401；所述地脚螺栓1为钢制螺栓，地脚螺栓1与通孔401一一对应布置，地脚螺栓1贯穿通孔401并且地脚螺栓1与通孔401之间留有空隙；所述底部钢垫板2布置在钢柱脚底板4的下部，并且底部钢垫板2与通孔401一一对应布置，底部钢垫板2上设置有通孔ⅱ，通孔ⅱ的直径略大于地脚螺栓1的直径，以刚好能套入地脚螺栓1为宜，底部钢垫板2通过通孔ⅱ与地脚螺栓1套装，底部钢垫板2的下部设置有与地脚螺栓1螺纹连接的调节螺母9；所述高强灌浆料5填充在通孔401与地脚螺栓1之间的空隙中，且高强灌浆料5填充在通孔401的竖向高度范围内；所述顶部钢垫板6布置在钢柱脚底板4的上部，顶部钢垫板6套装在地脚螺栓1上；所述紧固螺母7布置在顶部钢垫板6的上部，紧固螺母7与地脚螺栓1螺纹连接；所述混凝土灌浆料8填充在钢柱脚底板4的底部空隙内。
28.一种提高钢柱脚连接节点抗剪承载力的方法，利用所述的一种提高钢柱脚连接节点抗剪承载力的结构，具体包括以下步骤，并以下步骤顺次进行：
29.步骤一、基础或混凝土柱中预埋地脚螺栓1和布置底部钢垫板2
30.如图1所示，按照传统的方法，在基础或混凝土柱中预埋地脚螺栓1，并且露出地脚螺栓1上部带有螺纹的区段，在地脚螺栓1上部带有螺纹的区段上拧入调节螺母9后再套装底部钢垫板2，使底部钢垫板2位于调节螺母9的上部，底部钢垫板2上设置的供地脚螺栓1贯穿的通孔ⅱ其直径大于地脚螺栓1的直径，通过调节调节螺母9使底部钢垫板2移动至预定设计标高；
31.步骤二、安装钢柱脚3
32.如图2～4所示，按照传统的方法，安装钢柱脚3及其与之一体制作的上段钢构件以及钢柱脚底板4，地脚螺栓1从钢柱脚底板4上的通孔401中穿出，地脚螺栓1通孔401之间留有空隙，钢柱脚底板4坐落在底部钢垫板2上；
33.步骤三、灌注高强灌浆料5
34.如图5、6所示，向钢柱脚底板4上的通孔401与地脚螺栓1之间的空隙中灌注调配好的高强灌浆料5，使高强灌浆料5顶面与通孔401的顶面一致并抹平，底部钢垫板2能有效阻挡高强灌浆料5使其不下漏；
35.步骤四、固定钢柱脚3
36.如图7所示，按照传统的方法，将地脚螺栓1套上顶部钢垫板6后再拧入紧固螺母7固定钢柱脚3，在钢柱脚底板4的底部填充混凝土灌浆料8。至此，一种提高钢柱脚连接节点抗剪承载力的方法完成。
37.以上所述仅为本发明优选的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。