[发明专利]一种大型钢结构构件与混凝土构件的连接结构及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大型钢结构构件与混凝土构件的连接结构及施工方法。

背景技术

在工程结构中，有时需要将大型钢结构构件和混凝土构件连接在一起。如在船用设备陆 上试验设施中，有时需要将船体结构放置在陆地上开展试验工作，而这种船体结构通常具有 尺度大、刚度高、安装要求高的特点。这就带来船体结构与地基或混凝土建筑结构之间如何 连接的问题。这种像船体一样的钢结构构件置于陆地上时，需考虑风、雪、地震等环境因素 的影响，尤其是地震的因素；船体这样的钢结构构件为板架式，较一般钢结构构件具有更大 的刚度，这虽然对整体强度有好处，但也为控制温度应力带来了麻烦，且在某些情况下约束 反力会过大；受气温和阳光辐射的影响，这样的钢结构构件和混凝土构件连接时，温度应力 的影响较一般钢结构构件更加显著。这就对我们提出了新的课题：如何把像船体一样的钢结 构构件与混凝土构件连接，才能既适应陆地上的安装使用环境，也充分考虑到钢结构构件本 身的构造特点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、连接牢固、合理的钢结构构件与混凝 土构件的连接结构及施工方法。

本发明所采用的技术方案是：一种大型钢结构构件与混凝土构件的连接结构，包括有混 凝土构件和钢结构构件，混凝土构件内预埋有地脚螺栓，地脚螺栓的上端穿过预埋在混凝土 构件表面的块状钢板后伸出混凝土构件表面；钢结构构件的底部设有与钢板相配的底板，底 板上设有沿钢结构构件纵向方向的腰圆孔，该腰圆孔与地脚螺栓相对应；地脚螺栓穿过腰圆 孔后，由螺母固定。

为了确保对整个结构的支撑和局部强度，在钢结构构件壁面上设加强筋，所述的加强筋 为水平设置在壁面上的水平构件和竖直设在壁面上的垂向扶强材，垂向扶强材的下端与底板 连接。

为了得到更好的效果，可在底板与钢板之间敷设有聚四氟乙烯垫板，将垂向扶强材与底 板连接的端部加宽，或在垂向扶强材与底板连接的地方设置肘板。

为了确保更加牢固的连接，在地脚螺栓的下端设有弯钩或螺栓头，弯钩或螺栓头与混凝 土构件内的钢筋连接。

为了使大型钢结构构件与混凝土构件更好的连接，所述的混凝土构件间隔或连续对应设 置在钢结构构件的两侧或四周。

本发明还涉及一种大型钢结构构件与混凝土构件的连接结构的施工方法，包括如下步骤：

步骤1、根据施工要求，在钢结构构件的底部两侧或四周焊接多块底板，每块底板与钢 结构构件壁面的下端焊接；在底板上设有沿钢结构构件纵向方向的腰圆孔，腰圆孔的尺寸根 据钢结构构件所在区域，综合考虑年气温变化和太阳辐射强度引起的钢结构构件温升影响， 通过热分析计算确定；

步骤2、根据腰圆孔的位置确定地脚螺栓的安装位置，根据地脚螺栓的位置在块状钢板 上设孔，地脚螺栓的上端从钢板上的孔穿出，将地脚螺栓与钢板焊接，然后用混凝土浇筑， 将地脚螺栓预埋在混凝土构件内，将钢板预埋在混凝土构件表面；

步骤3、将钢结构构件与混凝土构件进行连接，将步骤1中的底板上的腰圆孔套在步骤2 的地脚螺栓上，由螺母固定；底板位于钢板上。

为了使钢结构构件与混凝土构件连接得更好，进一步的方案是，在步骤3中钢结构的壁 面上设加强筋，加强筋的下端与底板焊接固定。

为了使钢结构构件与混凝土构件连接得更好，再进一步的方案是，所述的加强筋为水平 设置在壁面上的水平构件和竖直设在壁面上的垂向扶强材，垂向扶强材的下端与底板连接。

为了使钢结构构件与混凝土构件连接得更好，再进一步的方案是，步骤2中的混凝土构 件内预埋有钢筋，地脚螺栓的下端设有弯钩或螺栓头，弯钩或螺栓头与钢筋连接；所述的混 凝土构件间隔或连续对应设置在钢结构构件的两侧或四周。

为了更加易于通过滑动释放温度变化带来的变形，步骤3中，在钢板与底板之间敷设聚 四氟乙烯垫板。

本发明的原理为：本连接结构采用钢结构构件直接与设在混凝土构件中的预埋件焊接或 预应力地脚螺栓连接的方式进行连接，能够同时承受纵向、横向和垂向的载荷，可以作为整 个大型钢结构的主要受力界面。底板上设有腰圆孔，可以对整个钢结构的垂向载荷进行支持， 根据温度应力的分析，释放掉主要热胀冷缩方向上的水平位移约束。