一种倒置埋入式钢柱柱脚
技术领域
本实用新型属于装配式钢结构建筑技术领域，特别涉及一种倒置埋入式钢柱柱脚。
背景技术
钢结构建筑因其自重轻、强度大、施工快的优点在工业和民用建筑中被大量推广，特别是在超高层、超大跨度等传统钢筋混凝土结构难以实现的领域。钢柱与基础的连接主要有埋入式钢柱柱脚、外包式钢柱柱脚和外露式钢柱柱脚。外露式钢柱柱脚刚度小，并且位于底板上侧的加劲肋影响建筑使用功能。规范要求高层钢结构建筑宜采用埋入式柱脚。埋入式柱脚相比外包和外露平板柱脚具有更大刚度，但埋入式柱脚表面栓钉的抗剪承载力有限，大部分压力传至钢柱底板的钢筋混凝土基础，此时钢筋混凝土基础抗冲切承载力仅能考虑钢柱底以下部分的混凝土，需要将基础筏板加厚或局部下卧，这样以来，不仅增加了混凝土用量，同时也不便于施工。
专利ZL201811527815.X公开了一种高层钢结构建筑埋入式柱脚及其使用方法，该钢结构柱脚采用双层底板埋入式柱脚，冲切面沿上层底板边缘为起点向下45度角延伸，比传统埋入式柱脚具有更大的冲切面，能够减少筏板厚度。但这种柱脚采用双底板，厚度大，受力不明确；加劲肋数量较多，四个角部五块板件焊缝重叠，加劲肋间隙小，不仅加工困难，也影响混凝土浇筑质量，底板下混凝土难以浇筑密实；柱脚形式上大下小，安装时不稳定，需要设置较多临时支撑；柱脚节点形式复杂，用钢量大，不适应于工业化生产和装配式施工。
因此，寻求一种抗冲切性能好、构造简单、施工方便的钢结构柱脚形式，对高层钢结构建筑的发展和装配式钢结构建筑的推广应用具有非常重要的意义。
发明内容
针对以上存在的问题，为简化构造，便于施工，本实用新型旨在提供一种倒置埋入式钢柱柱脚，该柱脚结构形式新颖独特、构造简单，抗冲切性能好、可减少混凝土基础厚度，便于钢结构的制作和安装，能够实现钢结构装配式施工。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种倒置埋入式钢柱柱脚由钢柱、钢柱底板、竖板、竖向加劲肋、十字形加劲肋、底部封板和栓钉组成；所述竖板、竖向加劲肋和十字形加劲肋焊接于钢柱底板下侧，钢柱底板及其以下部分埋入钢筋混凝土基础中，形成倒置埋入式钢柱柱脚。
进一步，所述钢柱可为圆形、方矩形或H形钢柱以及内灌混凝土的圆形、方矩形钢管混凝土柱，与钢柱底板之间焊接连接。
进一步，所述钢柱底板为四角切角的方形或矩形钢板，其上设有四个圆形或多边形灌浆孔，用于灌注混凝土。
进一步，所述竖板置于钢柱底板下侧，竖板之间及其与钢柱底板之间焊接，竖板上设有竖向开槽，开槽宽度和深度与十字形加劲肋规格相匹配。
进一步，所述十字形加劲肋置于钢柱底板下侧，装配于竖板的竖向开槽内，十字形加劲肋之间及其与钢柱底板和竖板之间焊接连接。
进一步，所述竖向加劲肋置于钢柱底板下侧和竖板外侧，与钢柱底板和竖板之间焊接连接。
进一步，所述底部封板置于竖板底部，与竖板焊接连接。
进一步，所述栓钉焊于竖板外侧。
进一步，所述钢柱底板及其以下部分埋入钢筋混凝土基础中。
本实用新型提出的一种倒置埋入式钢柱柱脚，其优点如下：
1、倒置埋入式钢柱柱脚受力明确，钢柱竖向荷载主要通过底板传递，基础抗冲切承载力高，可有效减小混凝土基础厚度；同时柱脚埋入混凝土内，能够有效嵌固钢柱，柱脚节点刚度大。倒置埋入式钢柱柱脚兼具传统外露钢柱柱脚构造简单和埋入式钢柱柱脚刚度的优点，同时避免了外露钢柱柱脚刚度小、抗震性能差、加劲肋外露影响建筑使用功能和埋入式钢柱柱脚基础抗冲切承载力低的缺点。
2、倒置埋入式钢柱柱脚构造简单，节点焊缝少，便于加工制作。
3、倒置埋入式钢柱柱脚底部未设底板，不仅便于基础混凝土浇筑，同时也便于安装就位时钢柱水平度和竖向标高的调节，施工方便。
4、采用倒置埋入式钢柱柱脚，可减少基坑开挖深度和降水量10％～15％，能够缩短基础施工工期和降低基础施工成本10％～15％，该柱脚可广泛应用于工业和民用钢结构建筑，具有广阔的推广应用前景。
附图说明
图1、本实用新型的一种倒置埋入式钢柱柱脚示意图
图2、本实用新型的一种倒置埋入式钢柱柱脚俯视图
图3、本实用新型的一种倒置埋入式钢柱柱脚钢柱底板下部俯视图
图4、本实用新型的一种倒置埋入式钢柱柱脚竖板示意图
图中，1-钢柱；2-钢柱底板；3-竖板；4-竖向加劲肋；5-十字形加劲肋；6-底部封板；7- 栓钉；8-钢筋混凝土基础；9-灌浆孔；10-竖板开槽。
具体实施方式
下面将结合附图具体说明本实用新型提出的一种倒置埋入式钢柱柱脚的具体实施方式。
如附图1～图3所示，一种倒置埋入式钢柱柱脚由钢柱1、钢柱底板2、竖板3、竖向加劲肋4、十字形加劲肋5、底部封板6和栓钉7组成；所述竖板3、竖向加劲肋4和十字形加劲肋5焊接于钢柱底板2下侧，钢柱底板2及其以下部分埋入钢筋混凝土基础8中，形成倒置埋入式钢柱柱脚。
如附图2所示，将钢柱底板2的四角切除，并开设4个直径100mm～200mm灌浆孔9，灌浆孔9的形状可为圆形或多边形，并由灌浆孔9灌入无收缩混凝土，将钢柱底板2下部灌实。
如附图1所示，将圆形、方矩形或H形钢柱1焊接于钢柱底板2上侧，焊缝形式采用坡口熔透焊、坡口半熔透焊或角焊缝。
如附图1所示，十字形加劲肋5之间焊接，置于钢柱底板2下侧，十字形加劲肋5与钢柱底板2焊接，焊缝形式采用坡口熔透焊、坡口半熔透焊或角焊缝。
如附图4所示，将竖板3上部竖向开槽10，开槽10的宽度和深度与十字形加劲肋5规格相匹配。
如图3所示，竖板3之间焊接，焊缝形式采用坡口熔透焊、坡口半熔透焊或角焊缝。
如图2和图3所示，将焊接在钢柱底板2下侧的十字形加劲肋5装配于竖板3的竖向开槽10内，竖板3与钢柱底板2和十字形加劲肋5焊接，焊缝形式采用坡口熔透焊、坡口半熔透焊或角焊缝。
如图1所示，竖向加劲肋4置于钢柱底板2下侧和竖板3外侧，与钢柱底板2和竖板3焊接，焊缝形式采用坡口熔透焊、坡口半熔透焊或角焊缝。
如图1所示，底部封板6置于竖板3底部，与竖板3底部焊接，焊缝形式采用角焊缝。
如图1所示，栓钉7焊接在竖板3外侧。
上述工艺均可在工厂内加工制作完成。
如图1所示，将加工完成的倒置式钢柱柱脚的钢柱底板2及其以下部分埋入钢筋混凝土基础8中，形成倒置埋入式钢柱柱脚。
以上实施例，仅为本实用新型的优点、特性和基本原理，应理解为本实用新型并不局限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的前提下，本实用新型还会有新的变化和改进，这些均属于本实用新型的保护范围。
