钢管混凝土柱脚预应力锚栓结构.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103898981 A (43)申请公布日 2014.07.02 CN 103898981 A (21)申请号 201210570573.9 (22)申请日 2012.12.25 E04B 1/41(2006.01) E02D 27/42(2006.01) (71)申请人 中铁第四勘察设计院集团有限公司 地址 430063 湖北省武汉市武昌杨园和平大 道 745 号 (72)发明人 周小华 雷崇 王金平 沈婷 罗会平 朱炎兵 王永伟 (74)专利代理机构 武汉开元知识产权代理有限 公司 42104 代理人 黄行军 (54) 发明名称 钢管混凝土柱脚预应力锚栓结构 (5

2、7) 摘要 本发明涉及地下结构工程技术领域， 具体涉 及一种钢管混凝土柱脚预应力锚栓结构。它包括 锚栓， 所述锚栓表面套有 PVC 套管， 锚栓上端固定 连接上锚板， 下端固定连接下锚板 ； 上锚板与下 锚板之间设有构造钢筋， 下锚板底部设有预埋件。 本发明预应力锚栓结构， 锚栓贯穿整个高度直达 基础底部， 结构整体性好 ； 通过对锚栓施加准确 的预拉力， 使上、 下锚板对钢筋混凝土施加压力， 基础受弯时， 混凝土压力有所释放但始终处于受 压状态， 不会出现裂缝 ； 构造钢筋和锚栓交叉架 设， 不影响相互穿插， 基础整体性好， 施工便利， 在 大型公共建筑等领域具有较好的应用前景。 (51)I

3、nt.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书2页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103898981 A CN 103898981 A 1/1 页 2 1. 一种钢管混凝土柱脚预应力锚栓结构， 包括锚栓 （101） ， 其特征在于 ： 所述锚栓 （101） 表面套有 PVC 套管 （102） ， 锚栓 （101） 上端固定连接上锚板 （201） ， 下端固定连接下锚 板 （202） ； 上锚板 （201） 与下锚板 （202） 之间设有构造钢筋， 下锚板 （202） 底部设有预埋件 （20

4、4） 。 2. 根据权利要求 1 所述的钢管混凝土柱脚预应力锚栓结构， 其特征在于 ： 所述锚栓 （101） 下部设有基础， 基础内设有钢筋 （401） 。 3. 根据权利要求 1 所述的钢管混凝土柱脚预应力锚栓结构， 其特征在于 ： 所述构造钢 筋包括螺旋钢筋 （301） 和竖向钢筋 （302） ， 螺旋钢筋 （301） 布置在上锚板 （201） 和下锚板 （202） 之间的空心节点区域内与竖向钢筋 （302） 连接， 螺旋钢筋 （301） 上端连接有面层构造 钢筋 （305） ； 竖向钢筋 （302） 沿锚栓 （101） 竖直方向布置， 上端与上锚板 （201） 连接、 下端与 基础内的钢

5、筋 （401） 连接 ； 竖向钢筋 （302） 表面设有箍筋 （304） 和与箍筋 （304） 连接的环向 分布钢筋 （303） ， 箍筋 （304） 与竖向钢筋 （302） 连接并纵向包裹整个竖向钢筋 （302） 。 4. 根据权利要求 1 或 2 所述的钢管混凝土柱脚预应力锚栓结构， 其特征在于 ： 所述锚 栓 （101） 上端通过尼龙螺母 （103） 与上锚板 （201） 固定连接， 底端通过半螺母 （104） 与下锚 板 （202） 固定连接。 5. 根据权利要求 1 所述的钢管混凝土柱脚预应力锚栓结构， 其特征在于 ： 所述 PVC 套 管 （102） 上下两端均套有热缩管 （206

6、） 。 6. 根据权利要求 1 所述的钢管混凝土柱脚预应力锚栓结构， 其特征在于 ： 所述上锚板 （201） 底部焊接有焊钉 （205） 。 7. 根据权利要求 1 所述的钢管混凝土柱脚预应力锚栓结构， 其特征在于 ： 所述下锚板 （202） 通过支撑件 （203） 与预埋件 （204） 连接。 权 利 要 求 书 CN 103898981 A 2 1/2 页 3 钢管混凝土柱脚预应力锚栓结构 技术领域 0001 本发明涉及地下结构工程技术领域， 具体涉及一种钢管混凝土柱脚预应力锚栓结 构。 背景技术 0002 现有技术中钢管柱锚栓基础技术较成熟。目前， 国内已有很多采用钢管混凝土柱 脚锚栓的

7、工程实例 ： 如在钢管柱脚采用地脚螺栓型柱脚或外露式柱脚， 这两种方式使用的 锚栓都是普通锚栓。上述普通锚栓结构虽能够解决柱脚基础受力要求， 但是基础的受力状 态复杂， 且不能充分发挥锚栓的强度， 另外在柱脚基础深度交浅的情况下， 不能够很好解决 的基础抗弯变形问题。 现有技术中对于对于钢管混凝土柱脚锚栓基础的受力研究及节点资 料不多， 随着大跨度结构和高层结构的需求增加， 钢管混凝土柱结构应用越来越多， 锚栓基 础的使用也愈加广泛。但是钢管混凝土锚栓柱脚结构复杂， 国内至今尚没有一套适用面广 的构造形式和相应的计算方法来满足钢管混凝土结构以及钢圆柱结构发展的需要。 发明内容 0003 本发明

8、的目的就是针对上述缺陷， 提供一种可对锚栓施加预应力的钢管混凝土柱 脚预应力锚栓结构。 0004 本发明采用的技术方案是 ： 一种钢管混凝土柱脚预应力锚栓结构， 包括锚栓， 所述 锚栓表面套有 PVC 套管， 锚栓上端固定连接上锚板， 下端固定连接下锚板 ； 上锚板与下锚板 之间设有构造钢筋， 下锚板底部设有预埋件。 0005 优选的， 所述锚栓下部设有基础， 基础内设有钢筋。 0006 优选的， 所述构造钢筋包括螺旋钢筋和竖向钢筋， 螺旋钢筋布置在上锚板和下锚 板之间的空心节点区域内与竖向钢筋连接， 螺旋钢筋上端连接有面层构造钢筋 ； 竖向钢筋 沿锚栓竖直方向布置， 上端与上锚板连接、 下端

9、与基础内的钢筋连接 ； 竖向钢筋表面设有箍 筋和与箍筋连接的环向分布钢筋， 箍筋与竖向钢筋连接并纵向包裹整个竖向钢筋。 0007 优选的， 所述锚栓上端通过尼龙螺母与上锚板固定连接， 下端通过半螺母与下锚 板固定连接。 0008 优选的， 所述 PVC 套管上下两端均套有热缩管。 0009 优选的， 所述上锚板底部焊接有焊钉。 0010 优选的， 所述下锚板通过支撑件与预埋件连接。 0011 本发明采用预应力锚栓结构解决了钢管混凝土柱脚采用普通锚栓受力状态复杂 和无法充分发挥锚栓强度的问题 ； 并且对深度在22.5倍柱截面高度范围内的基础， 预应 力锚栓结构能有效提高基础的受力和抗弯变形能力，

10、 从而防止基础受弯时混凝土压力出现 裂缝。 0012 本发明预应力锚栓结构， 锚栓贯穿整个基础高度直达基础底部， 结构整体性好 ； 通 过对锚栓施加准确的预拉力， 使上、 下锚板对钢筋混凝土施加压力， 基础受弯时， 混凝土压 说 明 书 CN 103898981 A 3 2/2 页 4 力有所释放但始终处于受压状态， 不会出现裂缝 ； 构造钢筋和锚栓交叉架设， 不影响相互穿 插， 基础整体性好， 施工便利， 在大型公共建筑等领域具有较好的应用前景。 附图说明 0013 图 1 为本发明平面结构示意图。 0014 图 2 为图 1 中 A-A 向剖面结构示意图。 0015 图 3 为本发明锚栓的

11、连接结构示意图。 0016 图 4 为本发明上锚板的结构示意图。 具体实施方式 0017 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明， 便于清楚地了解本发 明， 但它们不对本发明构成限定。 0018 如图3所示， 本发明包括锚栓101、 上锚板201和下锚板202， 锚栓101表面套有PVC 套管 102， 锚栓 101 上端通过尼龙螺母 103 与上锚板 201 固定连接， 尼龙螺母 103 外套有热 缩管 206， 上锚板 201 底部焊接有焊钉 205， 上锚板 201 平面图如图 4 所示。锚栓 101 下端 通过半螺母 104 与下锚板 202 固定连接， 下锚板 202 底

12、部设有预埋件 204， 下锚板 202 通过 支撑件 203 与预埋件 204 连接。 0019 如图 2 所示， 锚栓 101 下部设有基础， 基础内设有钢筋 401。上锚板 201 与下锚板 202 之间设有构造钢筋， 构造钢筋包括螺旋钢筋 301 和竖向钢筋 302， 螺旋钢筋 301 布置在 上锚板 201 和下锚板 202 之间的空心节点区域内与竖向钢筋 302 连接， 螺旋钢筋 301 上端 连接有面层构造钢筋 305 ； 竖向钢筋 302 沿锚栓 101 竖直方向布置， 上端与上锚板 202 底部 的焊钉 205 连接、 下端与基础内的钢筋 401 连接 ； 竖向钢筋 302 表

13、面设有箍筋 304 和与箍筋 304连接的环向分布钢筋303， 箍筋304与竖向钢筋302连接并纵向包裹整个竖向钢筋302。 0020 本发明制作安装过程为 ： 将柱脚基坑开挖到基底后， 首先根据锚栓 101 的位置， 安 装预埋件 204， 利用支撑件 203 完成下锚板 202 的定位， 定位后进行焊接。然后将预应力锚 栓 101 安装到下锚板 202 上， 用半螺母 104 进行定位， 确定标高， 套上 PVC 套管 102， PVC 套 管 102 上下两端均套上热缩管 206， 用来对 PVC 套管 102 进行密封防止水泥浆进入， 在锚栓 101 上部安装尼龙螺母 103 进行定位

14、。将带有焊钉 205 的上锚板 201 安装到锚栓 101 上部， 进行定位和焊接。最后焊接构造钢筋形成整体。 0021 焊接构造钢筋时， 在上锚板 201 与下锚板 202 之间的空心节点区域内布置螺旋钢 筋 301， 并沿着锚栓 101 布置竖向钢筋 302、 环向分布钢筋 303、 箍筋 304 和面层构造钢筋 305， 同时也架立基础底板 4 及底板钢筋 401。其中， 螺旋钢筋 301 与竖向钢筋 302 连接， 竖 向钢筋 302 上端与上锚板 201 连接、 下端与底板 4 内的底板钢筋 401 连接 ； 环向分布钢筋 303 与箍筋 304 连接， 箍筋 304 与竖向钢筋 3

15、02 连接并纵向包裹整个竖向钢筋。 0022 将上述锚栓 101、 上锚板 201 和下锚板 202 组装成整体以及构造钢筋将焊接成型 后， 在立模节点区域浇筑混凝土， 待混凝土达到设计强度后， 将钢管混凝土柱 5 进行定位， 施加钢管柱加劲板6、 钢管柱底法兰7以及垫片105， 拧紧螺母， 采用高强螺栓液压张拉器对 锚栓 101 进行超张拉， 施加准确的预拉力， 进一步拧紧螺母。然后浇筑柱脚上部的混凝土， 形成完整的整体， 其平面图和剖面图分别如图 1、 图 2 所示。 说 明 书 CN 103898981 A 4 1/3 页 5 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103898981 A 5 2/3 页 6 图 3 说 明 书 附 图 CN 103898981 A 6 3/3 页 7 图 4 说 明 书 附 图 CN 103898981 A 7