本發(fā)明涉及一種建筑結(jié)構(gòu)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種鋼管混凝土柱的外包方鋼管嵌固進(jìn)高層地下室的混凝土柱，并最終傳力于下部基礎(chǔ)的連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造結(jié)構(gòu)的帶地下室高層建筑的方鋼管混凝土柱柱底嵌固構(gòu)造方法。

背景技術(shù)：

目前，在我國超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，上部結(jié)構(gòu)的梁、柱普遍采用鋼管混凝土柱和鋼梁結(jié)合的形式。柱的具體結(jié)構(gòu)采用外皮包方鋼管，方鋼管內(nèi)澆筑混凝土。方鋼管混凝土柱的受力性能非常優(yōu)越，有效減小了高層建筑中柱的截面尺寸，也增加了高層建筑的整體剛度。

但是，高層建筑由于設(shè)計規(guī)范對于建筑埋深的要求，其下部結(jié)構(gòu)均帶有多層地下室。從結(jié)構(gòu)受力和節(jié)省造價及工期的角度來說，地下室的梁采用混凝土結(jié)構(gòu)是最理想的選擇。而混凝土梁與方鋼管混凝土柱的連接復(fù)雜，需要在每個梁柱節(jié)點(diǎn)處設(shè)置連接環(huán)板或鋼結(jié)構(gòu)梁托及鋼筋套筒等連接件，由于現(xiàn)場焊接工藝多、對施工精度要求高，相對于混凝土結(jié)構(gòu)大大增加了工期和造價。而且從受力角度來說，地下室的柱也不必要采用方鋼管混凝土柱，采用鋼骨混凝土柱或純混凝土柱就可以滿足要求。鑒于以上實際情況，方鋼管混凝土柱的下部固定就存在以下幾個主要問題：

第一，為了避免上述問題的發(fā)生，將方鋼管柱腳設(shè)置在高層建筑的首層，并且方鋼管不插入到地下室各層，此方案首先難于滿足高層建筑對于埋入式柱腳的構(gòu)造要求，其次由于方鋼管剛接柱腳尺寸超出柱本身很多，大量占用了建筑使用面積，嚴(yán)重影響高層建筑美觀和建筑布局。

第二，如果方鋼管柱腳設(shè)置在下部基礎(chǔ)頂面，那方鋼管鋼柱就要穿越多層地下室，即地下室的柱也要做成方鋼管混凝土柱，這就造成地下室各層的混凝土梁與柱的連接施工難度加大，大大增加了工期和造價。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決了現(xiàn)有常見柱腳節(jié)點(diǎn)所產(chǎn)生的影響首層建筑布局問題和地下室梁柱節(jié)點(diǎn)復(fù)雜的問題，為帶有地下室的方鋼管混凝土高層建筑提供一種方鋼管混凝土柱埋入式柱腳節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造方法。

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：

本發(fā)明的帶地下室高層建筑的方鋼管混凝土柱柱底嵌固構(gòu)造方法，首先，正負(fù)零以上的鋼管混凝土柱在地下一層的高度范圍內(nèi)，在方鋼管內(nèi)增設(shè)十字形加勁肋，并在方鋼管外圍的混凝土柱中增設(shè)豎向鋼筋和箍筋，同時逐漸減少方鋼管每一側(cè)鋼板的截面尺寸，直至地下一層地面標(biāo)高處，方鋼管混凝土柱轉(zhuǎn)變?yōu)殇摴腔炷林?；然后，在地下一層地面?biāo)高處以下的梁柱節(jié)點(diǎn)的高度范圍內(nèi)，進(jìn)一步縮減鋼骨混凝土柱中鋼骨的截面尺寸；最后，在基礎(chǔ)頂面，鋼骨混凝土柱中的鋼骨采用地腳螺栓進(jìn)行錨固。

所述的方鋼管混凝土柱在穿過首層地面后，方鋼管插入地下一層的混凝土柱中，在方鋼管內(nèi)增設(shè)十字形加勁肋，十字形加勁肋分擔(dān)方鋼管傳遞下來的力和彎矩，同時在方鋼管外圍的混凝土柱中增設(shè)豎向鋼筋和箍筋。

所述的方鋼管插入地下一層的混凝土柱3米的第一距離后，方鋼管每一側(cè)鋼板水平截面的長度按1:4的比例逐漸減小，直至方鋼管再插入地下一層混凝土柱1.4米的第二距離后，即在地下一層地面標(biāo)高處以上，方鋼管混凝土柱中的方鋼管在地下一層高度范圍內(nèi)逐步由鋼骨替代，方鋼管混凝土柱轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂惺中武摴堑匿摴腔炷林?/p>

所述的鋼骨混凝土柱在地下一層地面標(biāo)高處以下的地下二層頂板梁柱節(jié)點(diǎn)的高度范圍內(nèi)，鋼骨翼緣斜向向內(nèi)收進(jìn)，鋼骨每組相對的兩個側(cè)面間的距離均縮減0.2米。

所述的鋼骨混凝土柱的鋼骨在混凝土柱中一直插入到基礎(chǔ)頂面，鋼骨的底面采用地腳螺栓固定在基礎(chǔ)頂面。

所述的地下各層梁柱節(jié)點(diǎn)處，即混凝土框架梁與鋼骨混凝土柱連接處，混凝土框架梁的梁主筋通過鋼筋套筒與鋼骨混凝土柱的鋼骨翼緣或腹板連接或焊接。

本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

本發(fā)明的方鋼管混凝土柱柱底嵌固構(gòu)造傳力明確、施工難度低、經(jīng)濟(jì)效益顯著，在保證受力的基礎(chǔ)上，簡化了施工方法并保障了高層建筑功能的實現(xiàn)，適用于帶有地下室高層建筑的各種方鋼管混凝土柱與下部基礎(chǔ)的連接，使鋼骨混凝土柱與混凝土框架梁的連接節(jié)點(diǎn)按一般勁性混凝土結(jié)構(gòu)的梁柱現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)設(shè)計一起澆筑即可，鋼骨在基礎(chǔ)頂面采用螺栓，在鋼骨翼緣邊界范圍內(nèi)固定即可，可以省略柱底靴梁或大量柱腳加勁肋，不用增大柱腳尺寸，使柱腳完全包裹在混凝土柱里，安裝簡便，節(jié)省了建筑使用面積。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)示意圖；

圖2為圖1中A部的剖視圖；

圖3為圖1中B部的剖視圖；

圖4為圖1中C部的剖視圖；

圖5為圖1中C部的鋼骨的剖視圖；

圖6為圖1中D部的剖視圖；

圖7為圖1中D部的鋼骨的剖視圖；

圖8為圖1中E部的剖視圖；

圖9為圖1中E部的鋼骨的剖視圖。

其中：1：方鋼管 2：十字形加勁肋

3：豎向鋼筋 4：箍筋

5：鋼板 6：鋼骨

7：地腳螺栓 8：翼緣

9：腹板 10：梁主筋

11：鋼筋套筒

a：地下一層 b：地下一層地面標(biāo)高處

c：首層地面 d：初始距離

e：地下二層頂板梁柱節(jié)點(diǎn) f：最終距離

g：基礎(chǔ)頂面 h：第一距離

i：第二距離。

具體實施方式

以下參照附圖及實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。

如圖1-9所示，本發(fā)明的帶地下室高層建筑的方鋼管混凝土柱柱底嵌固構(gòu)造方法，首先，正負(fù)零以上的鋼管混凝土柱在地下一層a的高度范圍內(nèi)，在方鋼管1內(nèi)增設(shè)十字形加勁肋2，并在方鋼管1外圍的混凝土柱中增設(shè)豎向鋼筋3和箍筋4，同時逐漸減少方鋼管1每一側(cè)鋼板5的截面尺寸，直至地下一層地面標(biāo)高處b，方鋼管混凝土柱轉(zhuǎn)變?yōu)殇摴腔炷林?，縮減后的方鋼管1轉(zhuǎn)變?yōu)殇摴?翼緣8，十字形加勁肋2轉(zhuǎn)變?yōu)殇摴?腹板9；然后，在地下一層地面標(biāo)高處b以下的梁柱節(jié)點(diǎn)的高度范圍內(nèi)，進(jìn)一步縮減鋼骨混凝土柱中鋼骨6的截面尺寸；最后，在基礎(chǔ)頂面，鋼骨混凝土柱中的鋼骨6采用地腳螺栓7進(jìn)行錨固。

所述的方鋼管混凝土柱在穿過首層地面c后，方鋼管1插入地下一層a的混凝土柱中，在方鋼管1內(nèi)增設(shè)十字形加勁肋2，十字形加勁肋2分擔(dān)方鋼管1傳遞下來的力和彎矩，同時在方鋼管1外圍的混凝土柱中增設(shè)豎向鋼筋3和箍筋4。

所述的方鋼管1插入地下一層a的混凝土柱3米的第一距離h后，方鋼管1每一側(cè)鋼板5水平截面的長度按1:4的比例逐漸減小，直至方鋼管1再插入地下一層a混凝土柱1.4米的第二距離i后，即在地下一層地面標(biāo)高處b以上，方鋼管混凝土柱中的方鋼管1在地下一層高度范圍內(nèi)逐步由鋼骨替代，方鋼管混凝土柱轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂惺中武摴堑匿摴腔炷林?/p>

所述的地下一層地面標(biāo)高處b以上的高度范圍內(nèi)，鋼骨1每組相對的兩個側(cè)面間的初始距離d均為1.2米。

所述的鋼骨混凝土柱在地下一層地面標(biāo)高處b以下的地下二層頂板梁柱節(jié)點(diǎn)e的高度范圍內(nèi)，鋼骨翼緣8斜向向內(nèi)收進(jìn)，鋼骨6每組相對的兩個側(cè)面間的最終距離f均縮減為1.0米，即鋼骨6每組相對的兩個側(cè)面間的距離均縮減0.2米。

所述的鋼骨混凝土柱的鋼骨6在混凝土柱中一直插入到基礎(chǔ)頂面g，鋼骨6的底面采用地腳螺栓7固定在基礎(chǔ)頂面g。

所述的地下各層梁柱節(jié)點(diǎn)處，即混凝土框架梁與鋼骨混凝土柱連接處，混凝土框架梁的梁主筋10通過鋼筋套筒11與鋼骨混凝土柱的鋼骨6翼緣8或腹板9連接或焊接。

本發(fā)明方鋼管混凝土柱柱底嵌固構(gòu)造的節(jié)點(diǎn)方式傳力明確、施工難度低、經(jīng)濟(jì)效益顯著，適用于帶有地下室高層建筑的各種方鋼管混凝土柱與下部基礎(chǔ)的連接。

由于鋼骨混凝土柱通過地下多層混凝土柱的埋入式嵌固，通過鋼骨傳到基礎(chǔ)頂面的彎矩和剪力已經(jīng)減小，所以與基礎(chǔ)頂面連接的鋼骨柱腳可以省略柱底靴梁或大量柱腳加勁肋，使柱腳完全包裹在混凝土柱里，節(jié)省了建筑使用面積。

另外，由于在地下各層，方鋼管轉(zhuǎn)變成了鋼骨，并且在地下各層梁高處，框架梁與鋼骨混凝土連接簡便，不用增加鋼托或法蘭盤，框架梁的梁主筋通過鋼筋套筒與鋼骨混凝土柱的鋼骨連接或焊接即可，使鋼骨混凝土柱與混凝土框架梁的連接節(jié)點(diǎn)按一般勁性混凝土結(jié)構(gòu)的梁柱現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)設(shè)計即可。

由于從地下一層地面開始方鋼管內(nèi)增加了十字形加勁肋，使方鋼管中的力和彎矩大部分向十字形鋼骨加勁肋轉(zhuǎn)移，另一些由鋼骨混凝土柱和豎向鋼筋和箍筋承擔(dān)。因此，這種連接方法在保證受力的基礎(chǔ)上，簡化了施工做法并保障了建筑功能的實現(xiàn)。

由于通過多層地下梁與柱的彎矩分配，傳到基礎(chǔ)頂面的彎矩非常小，所以方鋼管在基礎(chǔ)頂面采用螺栓在鋼骨翼緣邊界范圍內(nèi)固定即可，不用增大柱腳以抵抗彎矩，安裝簡便且不影響地下使用空間。