專利名稱：一種新型圓形鋼管混凝土柱與基礎(chǔ)連接形式的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑技術(shù)領(lǐng)域，確切地說是一種新型圓形鋼管混凝土柱與基礎(chǔ)的連接形式。
背景技術(shù)：
近年來，由于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)具有承載力高、延性好、施工方便及綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)勢(shì)，已大量應(yīng)用在我國土木工程中。通過大量的試驗(yàn)表明目前鋼管混凝土柱與基礎(chǔ)的連接形式，在遇到較大水平荷載時(shí)，柱與基礎(chǔ)的連接位置的焊縫將會(huì)被撕裂，發(fā)生嚴(yán)重脆性破壞。圓形鋼管混凝土柱已廣泛應(yīng)用于大型建筑工程和橋梁工程中。對(duì)于鋼管混凝土柱，鋼管對(duì)其內(nèi)部混凝土的約束作用使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度；鋼管內(nèi)部的混凝土又可以有效地防止鋼管發(fā)生局部屈曲。研究表明鋼管混凝土柱的承載力高于相應(yīng)的鋼管柱承載力和混凝土柱承載力之和，并且也能大大提高其延性。另外圓形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)還具有施工簡(jiǎn)便、工期短、耐腐蝕性好、耐火性能好等特點(diǎn)。但是，鋼管混凝土柱與基礎(chǔ)的連接問題往往限制了其良好性能的發(fā)揮。柱與基礎(chǔ)的連接部分通常稱為柱腳。柱腳用以把柱固定在混凝土基礎(chǔ)上并把柱中的內(nèi)力安全地通過基礎(chǔ)傳給地基，簡(jiǎn)單地講就是柱腳具有固定位置和傳力兩大作用。根據(jù)所需傳遞的荷載情況以及與基礎(chǔ)的連接形式，分為鉸接柱腳和剛接柱腳兩種。一般情況下，軸心受壓柱多采用鉸接柱腳，這種柱腳只能傳遞豎向反力。而大震時(shí)，建筑物上下左右搖晃，柱腳受到很大彎矩和剪力。其結(jié)果是，有的錨栓斷裂，有的底板在錨栓邊緣被拉斷。另外，鉸接時(shí)底板與柱構(gòu)件因采用角焊縫，部分焊縫斷裂的例子較多。所以鉸接柱腳一般用于荷載較小的柱子。當(dāng)柱所受荷載較大時(shí)，一般采用帶肋板的柱腳形式。三角形肋板焊接于柱身使兩者成為一體，從而增加荷載的傳遞能力。同時(shí)，加設(shè)肋板后，把底板分成若干區(qū)格，在基礎(chǔ)反力作用下，板中彎矩可大大減小，從而可減小底板的厚度。常見的剛接柱腳包括埋入挖孔樁式柱腳和埋入基礎(chǔ)梁式柱腳兩種。埋入挖孔樁式柱腳適用于柱下單樁及多層地下室結(jié)構(gòu)的逆作業(yè)法施工等情況。為提高柱腳底面樁身混凝土的局部抗壓強(qiáng)度，該類節(jié)點(diǎn)宜在柱底板下的混凝土中設(shè)置多層鋼筋網(wǎng)片。埋入基礎(chǔ)梁式柱腳適用于群樁基礎(chǔ)和多層地下室結(jié)構(gòu)采用逆作業(yè)法施工等情況。埋入式柱腳節(jié)點(diǎn)雖然抗震性能好，但缺點(diǎn)是施工煩瑣，基礎(chǔ)鋼筋與鋼管柱相碰，處理難度大。要求的承臺(tái)高度較高，實(shí)際工程往往不能滿足規(guī)范要求。目前的連接方式適用于結(jié)構(gòu)只受豎向荷載或者所受水平荷載不大的情況。如果水平荷載較大，柱腳達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)，將會(huì)發(fā)生脆性破壞，使建筑物存在嚴(yán)重的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型圓形鋼管混凝土柱與基礎(chǔ)的連接形式。為了保證圓形鋼管混凝土柱與基礎(chǔ)連接能達(dá)到足夠的延性，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，采用在柱與基礎(chǔ)連接位置沿鋼管外側(cè)加外環(huán)板的措施，改善原有連接形式的不足。技術(shù)方案如下
本發(fā)明是在現(xiàn)有的連接方式的肋板上緣沿鋼管的外側(cè)焊接一塊環(huán)板，環(huán)板與管壁采用角焊縫焊接。同時(shí)外環(huán)板通過肋板和柱的底板相連，其中外環(huán)板與肋板、肋板與柱的底板以及肋板與鋼管壁也都是采用角焊縫焊接而成。加肋板的尺寸在原有肋板的基礎(chǔ)上適當(dāng)增大，形狀如直角梯形。外環(huán)板的尺寸與柱子底板相比稍微小一些，以便于安裝固定螺栓。另外，外環(huán)板的厚度可以薄于柱子底板厚。通過焊接外環(huán)板，增大柱子和基礎(chǔ)連接位置的剛度和強(qiáng)度，能夠很好的避免焊縫產(chǎn)生撕裂現(xiàn)象。從而有效的防止結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性破壞，提高結(jié)構(gòu)的安全性。優(yōu)點(diǎn)及有益效果
通過設(shè)置外環(huán)板，可以明顯改善在水平荷載作用下，柱腳達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)的破壞形態(tài)。 從而確保圓形鋼管混凝土柱發(fā)生延性破壞，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。這種連接形式不僅適用于高層建筑、橋梁工程等，還可用于多震地區(qū)建筑物的抗震設(shè)計(jì)中，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能， 減少震后的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。即在受到較大水平荷載作用下，新型的圓形鋼管混凝土柱與基礎(chǔ)的連接。與現(xiàn)有的連接方式相比，有效的避免了結(jié)構(gòu)的脆性破壞，大大提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。本發(fā)明適合于大型建筑工程及橋梁工程等結(jié)構(gòu)中。


圖1為無環(huán)板的連接形式示意圖。圖2為本發(fā)明圓形鋼管混凝土柱與基礎(chǔ)連接形式的示意圖。圖3為本發(fā)明的平面示意圖。圖中1是柱子、2是高強(qiáng)螺栓、3是加肋板、4是柱子底板、5是基礎(chǔ)、6是外環(huán)板。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合技術(shù)方案和參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明提出的圓形鋼管混凝土柱一基礎(chǔ)連接形式如圖2、圖3所示。圓形鋼管混凝土柱一基礎(chǔ)連接形式主要由鋼管混凝土柱、基礎(chǔ)、外環(huán)板、柱子底板以及加肋板組成。本發(fā)明是在現(xiàn)有的連接方式的肋板上緣沿鋼管的外側(cè)焊接一塊環(huán)板，環(huán)板與管壁采用角焊縫焊接。同時(shí)外環(huán)板通過肋板和柱的底板相連，其中外環(huán)板與肋板、肋板與柱的底板以及肋板與鋼管壁也都是采用角焊縫焊接而成。加肋板的尺寸在原有肋板的基礎(chǔ)上適當(dāng)增大，形狀如直角梯形。最后，通過高強(qiáng)螺栓把柱子底板與基礎(chǔ)進(jìn)行連接固定。
權(quán)利要求
1.一種新型圓形鋼管混凝土柱與基礎(chǔ)的連接形式，主要由鋼管混凝土柱、基礎(chǔ)、外環(huán)板、柱子底板以及加肋板組成，其特征在于在加肋板(3)上緣沿鋼管的外側(cè)焊接一塊環(huán)板 (6)，環(huán)板與管壁采用角焊縫焊接，外環(huán)板(6)通過加肋板(3)和柱子底板(4)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求所述的一種新型圓形鋼管混凝土柱與基礎(chǔ)的連接形式，其特征在于 外環(huán)板(6)與加肋板(3)、加肋板(3)與柱子底板(4)以及加肋板(3)與鋼管壁都是采用角焊縫焊接而成，加肋板(3)的形狀如直角梯形。
全文摘要
本發(fā)明是一種新型圓形鋼管混凝土柱與基礎(chǔ)的連接形式，通過焊接外環(huán)板，增大柱子和基礎(chǔ)連接位置的剛度，保證了連接位置具有足夠的剛度，避免焊縫產(chǎn)生撕裂現(xiàn)象，從而有效的防止了結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性破壞。主要由鋼管混凝土柱、基礎(chǔ)、外環(huán)板、柱子底板以及加肋板組成，其特征在于在肋板上緣沿鋼管的外側(cè)焊接一塊環(huán)板，環(huán)板與管壁采用角焊縫焊接。外環(huán)板通過肋板和柱的底板相連。其特征在于外環(huán)板與肋板、肋板與柱的底板以及肋板與鋼管壁都是采用角焊縫焊接而成，加肋板的形狀如直角梯形。這種連接形式不僅適用于高層建筑、橋梁工程等，還可以用于多震地區(qū)建筑物的抗震設(shè)計(jì)中，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，減少震后的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。
文檔編號(hào)E04B1/41GK102425236SQ20111032424
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者楊陽, 王占飛, 隋偉寧 申請(qǐng)人:沈陽建筑大學(xué)