一种自锁紧结构柱脚系统及其施工方法
阅读说明：本技术 一种自锁紧结构柱脚系统及其施工方法 (Self-locking structure column base system and construction method thereof ) 是由 屈交胜 潘启中 马倩玲 于 2021-09-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及建筑施工技术领域,公开了一种自锁紧结构柱脚系统及其施工方法,包括：柱脚底板,插接于柱脚底板的钢柱,用于连接柱脚底板和钢柱的榫卯构件；榫卯构件包括相互卡合连接的榫头和榫槽,榫头设置于钢柱的下端,包括腹板、设置于腹板两侧的翼缘板和设置于翼缘板之间、腹板侧面的榫板,榫板包括上下设置的水平限位部和定位凸起,定位凸起的两个侧面由上到下相向倾斜,榫槽包括两个背向对称设置的C型钢结构,两个C型钢结构之间留有空隙,空隙内、C型钢结构的内侧设置有斜榫凹槽,斜榫凹槽包括相邻设置的水平定位部和定位凹陷,定位凹陷的两个侧面由上到下相向倾斜,水平限位部和定位凸起分别与水平定位部和定位凹陷对应贴合设置。(The invention relates to the technical field of building construction, and discloses a self-locking structure column base system and a construction method thereof, wherein the self-locking structure column base system comprises the following steps: the column base bottom plate is inserted into the steel column of the column base bottom plate and is used for connecting the column base bottom plate with the mortise and tenon component of the steel column; tenon fourth of twelve earthly branches component includes tenon and the tongue-and-groove of mutual block connection, the tenon sets up in the lower extreme of steel column, including the web, set up in the flange board of web both sides and set up between the flange board, the tenon board of web side, the tenon board is protruding including the spacing portion of the level and the location that set up from top to bottom, two bellied sides in location are by last to lower tilt in opposite directions, the tongue-and-groove includes the C shaped steel structure that two dorsad symmetries set up, leave the space between two C shaped steel structures, in the space, the inboard of C shaped steel structure is provided with the oblique tenon recess, the oblique tenon recess is sunken including the horizontal location portion and the location of adjacent setting, two sides in the location is by last to lower tilt in opposite directions, the spacing portion of level and location arch correspond the laminating setting with horizontal location portion and location portion respectively.)
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，特别是涉及一种自锁紧结构柱脚系统及其施工方法。
背景技术
目前，在钢建筑结构体系中，柱脚是钢结构中上部结构与基础连接的重要构件，是决定其整个结构体系承载能力的一个重要因素。目前建筑工程中钢柱脚的施工方法是，在混凝土基础中预埋钢柱脚的锚栓，锚栓的端部设有螺纹。安装钢柱时，钢柱底部的底板用螺母固定在露出基础顶面的锚栓上。但在施工过程中，露出混凝土基础顶面的钢柱脚锚栓位置经常因后续工序施工发生偏差，使钢柱底部的底板安装困难；也存在钢柱脚锚栓位置无偏差，但在安装钢柱时由于钢柱质量大，较重经常会碰坏钢柱脚锚拴上的螺纹，使螺母无法拧紧，影响连接的安全性和可靠性，因此，本发明诞生。
发明内容
本申请提供了一种自锁紧结构柱脚系统及其施工方法，以解决柱脚和钢柱无法快速定位，钢柱脚锚栓位置出现偏差时安装需要扩孔的情况发生的问题。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种自锁紧结构柱脚系统及其施工方法，包括：柱脚底板，插接于所述柱脚底板的钢柱，用于连接柱脚底板和钢柱的榫卯构件；所述榫卯构件包括相互卡合连接的榫头和榫槽，所述榫头设置于钢柱的下端，包括腹板、设置于腹板两侧的翼缘板和设置于翼缘板之间、腹板侧面的榫板，所述榫板包括上下设置的水平限位部和定位凸起，所述定位凸起的两个侧面由上到下相向倾斜，所述榫槽包括两个背向对称设置的C型钢结构，两个所述C型钢结构之间留有空隙，空隙内、C型钢结构的内侧设置有斜榫凹槽，所述斜榫凹槽包括相邻设置的水平定位部和定位凹陷，所述定位凹陷的两个侧面由上到下相向倾斜，所述水平限位部和定位凸起分别与水平定位部和定位凹陷对应贴合设置。
本申请的一些实施例中，所述钢柱的下端面设置有限位凸起，包括两端的平整部、中间的凸起部、平整部和凸起部之间的过渡部；柱脚底板的上表面设置有定位凹陷，包括两端的平整部、中间的凹陷部、平整部和凹陷部之间的过渡部，所述限位凸起和定位凹陷处处贴合。
本申请的一些实施例中，所述C型钢结构的侧板外表面和翼缘板的内表面贴合设置，侧板和翼缘板的相对位置竖向设置有多个螺孔，螺孔内穿设有高强螺栓，C型钢结构的背板之间穿设有多个高强螺栓。
本申请的一些实施例中，所述定位凸起和定位凹陷的两个侧面的倾斜角度一致。
本申请的一些实施例中，所述定位凸起和定位凹陷的两个侧面由上到下倾斜，在下端相交成一条直线或形成定位底面，所述定位底面为平面或曲面。
本申请的一些实施例中，所述C型钢结构的侧板外表面、柱脚底板的上表面之间焊接有加劲肋。
本申请的一些实施例中，所述翼缘板相对于加劲肋的位置设置有插接槽，所述插接槽的深度与加劲肋的高度一致，所述插接槽的底面抵触于加劲肋的顶面。
本申请的一些实施例中，所述榫板对称设置于腹板两侧，斜榫凹槽对称设于两侧C型钢结构背板上，所述榫板和斜榫凹槽的厚度一致，所述空隙厚度与封堵板的厚度一致，所述斜榫凹槽之间的空隙厚度与腹板的厚度一致。
本申请的一些实施例中，所述榫板对称设置于腹板单侧，斜榫凹槽设于单侧C型钢结构背板上，所述榫板和斜榫凹槽的厚度一致，所述空隙厚度与封堵板的厚度一致，所述斜榫凹槽与另侧C型钢结构背板间距与腹板的厚度一致。
本申请的一些实施例中，所述施工方法包括如下步骤：
S1、制作榫头和榫槽：先确定原材料的钢号及规格，然后依次进行放样、编号、切割、矫正及成型，制作出所需规格的榫板和斜榫凹槽，再将榫板和斜榫凹槽分别固定在横梁两端和两个C型钢结构的空隙间、C型钢结构的内侧壁上；
S2、钢构件与连接件连接：将斜榫凹槽的待连接端焊接于榫槽的空隙内，并在焊接结束后彻底清除焊缝及其两侧焊渣、飞溅和焊瘤等；
S3、超声波探伤：生产加工过程中每个焊接环节完成后，运用超声波探伤技术对所有焊缝进行检测，保证焊接质量良好；
S4、构件运输：将生产加工检测完成的构件包装完整后从厂房运至施工现场；
S5、榫卯连接：通过吊装操作将榫头自榫槽上端开口插入榫槽底部，使其位置卡定，且榫板和斜榫凹槽相互扣合紧密，水平限位部和定位凸起分别与水平定位部和定位凹陷沿榫板和斜榫凹槽对应接触，相互卡和；
S6、螺栓连接：通过采用高强螺栓将榫卯构件连接，进一步限制榫头在榫槽内滑动，确保连接牢靠。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：
1、本发明中，钢柱的底板与钢柱不直接连接，而是先锚固在安装基础上，然后将钢柱插入底板上的嵌入槽体，再用螺栓连接钢柱与嵌入槽体，不需要在钢柱吊装时将底板上的锚栓孔与多个锚栓对齐，也不需要下落时精准对其，钢柱会通过榫卯结构自动就位。现场无需焊接，连接强度稳定且施工效率高,结构抗震性能优异。
2、本发明适用于任何钢结构安装方案，在现场无法焊接，现场操作空间狭小，无法采用大型机械设备的情况下具有施工优势。
3. 本发明提供了一种结构简单、连接可靠、施工方便且能耗少的钢构件榫卯连接件及其连接方法。本专利的技术优势是节点的构件互换性更强，现场无焊接，更便于工厂流水生产标准构件。标准化的节点和全栓接节点进一步做到现场节点安装机械化和智能化，可配合目前的智能安装机器进行远程安装。
附图说明
图1是本发明实施例整体结构示意图；
图2是本发明实施例整体结构俯视图；
图3是本发明实施例柱脚底板正视图；
图4是本发明实施例柱脚底板侧视图；
图5是本发明实施例钢柱主视图；
图6是本发明实施例钢柱侧视图。
图中，100、柱脚底板；110、限位凹陷；111、第一平整部；112、凹陷部；113、第一过渡部；200、钢柱；210、限位凸起；211、第二平整部；212、凸起部；213、第二过渡部；300、榫卯构件；310、榫头；311、腹板；312、翼缘板；313、插接槽；320、榫槽；321、C型钢结构；330、榫板；331、水平限位部；332、定位凸起；340、斜榫凹槽；341、水平定位部；342、定位凹陷；400、螺孔；500、高强螺栓；600、加劲肋。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
如图1-6所示，根据本申请的一些实施例中，一种自锁紧结构柱脚系统及其施工方法，包括：柱脚底板100，插接于柱脚底板100的钢柱200，用于连接柱脚底板100和钢柱200的榫卯构件300；榫卯构件300包括相互卡合连接的榫头310和榫槽320，榫头310设置于钢柱200的下端，包括腹板311、设置于腹板311两侧的翼缘板312和设置于翼缘板312之间、腹板311侧面的榫板330，榫板330包括上下设置的水平限位部331和定位凸起332，定位凸起332的两个侧面由上到下相向倾斜，榫槽320包括两个背向对称设置的C型钢结构321，两个C型钢结构321之间留有空隙，空隙内、C型钢结构321的内侧设置有斜榫凹槽340，斜榫凹槽340包括相邻设置的水平定位部341和定位凹陷342，定位凹陷342的两个侧面由上到下相向倾斜，水平限位部331和定位凸起332分别与水平定位部341和定位凹陷342对应贴合设置。
在此需要说明的是，榫板330和斜榫凹槽340的厚度一致，定位凸起332的两个侧面和底面分别与定位凹陷342的两个侧面和底面贴合，完成定位。
根据本申请的一些实施例中，钢柱200的下端面设置有限位凸起210，包括两端的平整部、中间的凸起部212、平整部和凸起部212之间的过渡部；柱脚底板100的上表面设置有定位凹陷342，包括两端的平整部、中间的凹陷部112、平整部和凹陷部112之间的过渡部，限位凸起210和定位凹陷342处处贴合。
根据本申请的一些实施例中，C型钢结构321的侧板外表面和翼缘板312的内表面贴合设置，侧板和翼缘板312的相对位置竖向设置有多个螺孔400，螺孔400内穿设有高强螺栓500，C型钢结构321的背板之间穿设有多个高强螺栓500。
根据本申请的一些实施例中，定位凸起332和定位凹陷342的两个侧面的倾斜角度一致。
根据本申请的一些实施例中，定位凸起332和定位凹陷342的两个侧面由上到下倾斜，在下端相交成一条直线或形成定位底面，定位底面为平面或曲面。
根据本申请的一些实施例中，C型钢结构321的侧板外表面、柱脚底板100的上表面之间焊接有加劲肋600。
根据本申请的一些实施例中，翼缘板312相对于加劲肋600的位置设置有插接槽313，插接槽313的深度与加劲肋600的高度一致，插接槽313的底面抵触于加劲肋600的顶面。
根据本申请的一些实施例中，榫板330对称设置于腹板311两侧，斜榫凹槽340设于两侧C型钢结构321背板上，榫板330和斜榫凹槽340的厚度一致，空隙厚度与封堵板的厚度一致，斜榫凹槽340之间的空隙厚度与腹板311的厚度一致。
根据本申请的一些实施例中，榫板330对称设置于腹板311单侧，斜榫凹槽340设于单侧C型钢结构321背板上，榫板330和斜榫凹槽340的厚度一致，空隙厚度与封堵板厚度之和一致，斜榫凹槽340与另侧C型钢结构321背板间距与腹板311的厚度一致。
根据本申请的一些实施例中，所述施工方法包括如下步骤：
S1、制作榫头310和榫槽320：先确定原材料的钢号及规格，然后依次进行放样、编号、切割、矫正及成型，制作出所需规格的榫板330和斜榫凹槽340，再将榫板330和斜榫凹槽340分别固定在横梁两端和两个C型钢结构321的空隙间、C型钢结构321的内侧壁上；
S2、钢构件与连接件连接：将斜榫凹槽340的待连接端焊接于榫槽320的空隙内，并在焊接结束后彻底清除焊缝及其两侧焊渣、飞溅和焊瘤等；
S3、超声波探伤：生产加工过程中每个焊接环节完成后，运用超声波探伤技术对所有焊缝进行检测，保证焊接质量良好；
S4、构件运输：将生产加工检测完成的构件包装完整后从厂房运至施工现场；
S5、榫卯连接：通过吊装操作将榫头310自榫槽320上端开口插入榫槽320底部，使其位置卡定，且榫板330和斜榫凹槽340相互扣合紧密，水平限位部331和定位凸起332分别与水平定位部341和定位凹陷342沿榫板330和斜榫凹槽340对应接触，相互卡和；
S6、螺栓连接：通过采用高强螺栓500将榫卯构件300连接，进一步限制榫头310在榫槽320内滑动，确保连接牢靠。
综上，本发明涉及建筑施工技术领域，公开了一种自锁紧结构柱脚系统及其施工方法，包括：柱脚底板，插接于柱脚底板的钢柱，用于连接柱脚底板和钢柱的榫卯构件；榫卯构件包括相互卡合连接的榫头和榫槽，榫头设置于钢柱的下端，包括腹板、设置于腹板两侧的翼缘板和设置于翼缘板之间、腹板侧面的榫板，榫板包括上下设置的水平限位部和定位凸起，定位凸起的两个侧面由上到下相向倾斜，榫槽包括两个背向对称设置的C型钢结构，两个C型钢结构之间留有空隙，空隙内、C型钢结构的内侧设置有斜榫凹槽，斜榫凹槽包括相邻设置的水平定位部和定位凹陷，定位凹陷的两个侧面由上到下相向倾斜，水平限位部和定位凸起分别与水平定位部和定位凹陷对应贴合设置，具有便于安装、结构简单、施工费用低的优点。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
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