[发明专利]一种抗冲切钢管混凝土柱脚结构及其抗冲切能力估算方法

权利要求书

1.一种抗冲切钢管混凝土柱脚结构，包括埋设在混凝土基础(10)内的柱脚底板(7)和柱脚锚栓(9)，所述柱脚锚栓(9)的上端延伸至柱脚底板(7)，其特征在于，还包括焊接在钢管混凝土柱(1)外侧的多个抗冲切环板以及连接在抗冲切环板底部的加劲板(6)，在所述柱脚锚栓(9)的中部设置有锚栓支架8；

位于最上层的抗冲切环板上表面紧贴混凝土基础(10)的面筋下缘，混凝土基础(10)的面筋焊接于最上层抗冲切环板上；所述钢管混凝土柱(1)的纵向钢筋(12)下端延伸至位于中部的抗冲切环板上并弯折焊接于抗冲切环板上。

2.根据权利要求1所述的抗冲切钢管混凝土柱脚结构，其特征在于，所述抗冲切环板包括自上而下沿着钢管混凝土柱(1)设置的第一抗冲切环板(3)、第二抗冲切环板(4)以及第三抗冲切环板(5)，所述第一抗冲切环板(3)、第二抗冲切环板(4)的径向宽度小于第三抗冲切环板(5)的径向宽度。

3.根据权利要求2所述的抗冲切钢管混凝土柱脚结构，其特征在于，所述第一抗冲切环板(3)与第二抗冲切环板(4)之间的间距L1、第二抗冲切环板(4)与第三抗冲切环板(5)之间的间距L2以及第三抗冲切环板(5)与柱脚底板(7)之间的间距L3以及柱脚底板(7)与混凝土基础(10)底部之间的间距L4之间满足：L1＝L2，L1与L2之和为柱纵向钢筋12的直锚长度；L1、L2与L3之和为钢管混凝土柱(1)的矩形钢管(2)柱长边尺寸的2.0倍或者钢管混凝土柱(1)圆形钢管(2)柱直径的2.5倍；L4＝锚栓长度+100mm。

4.根据权利要求2所述的抗冲切钢管混凝土柱脚结构，其特征在于，所述第一抗冲切环板(3)和第二抗冲切环板(4)的径向宽度小于钢管混凝土柱(1)的钢管(2)外侧混凝土层厚度，第三抗冲切环板(5)的径向宽度大于钢管混凝土柱(1)的钢管(2)外侧混凝土层厚度。

5.一种权利要求1～4任一项所述的抗冲切钢管混凝土柱脚结构的抗冲切能力估算方法，其特征在于，在钢管混凝土柱(1)承受压力时，在多个抗冲切环板和的柱脚底板(7)上产生多个层叠的抗冲切面；

各抗冲切环板以及柱脚底板(7)所承受的抗冲切力通过下式计算：

N_a为柱底轴向压力设计值，kN；

N_y为各抗冲切环板及柱脚底板(7)分担的轴力之和，kN；

E_s为钢材弹性模量，MPa；

A_s为钢管(2)柱截面面积，mm²；

E_ci为钢管(2)柱内混凝土弹性模型，MPa；

A_ci为钢管(2)柱内混凝土部分截面面积，mm²；

E_co为钢管(2)柱外混凝土弹性模型，MPa；

A_co为钢管(2)柱外混凝土部分截面面积，mm²；

N_i为第i道抗冲切环板承受的抗冲切力，i＝1-4，kN；

A_i为第i道抗冲切环板面积，i＝1-4，mm²。

6.根据权利要求5所述的抗冲切能力估算方法，其特征在于，包括以下步骤：在钢管混凝土柱(1)承受拉力时，在多个抗冲切环板和柱脚底板(7)上产生多个层叠的抗冲切面；

在承受拉力时，各抗冲切环板以及柱脚底板(7)所承受的抗冲切力通过下式计算：

N_b为柱底轴向拉力设计值，kN；

N_l为各抗冲切环板分担的轴力之和，kN；

A_s为钢管(2)柱截面面积，mm²；

A_s1为钢管(2)柱外钢筋截面面积，mm²；

N_x为第x道抗冲切环板承受的抗冲切力，x＝2-4，kN；

A_x为第x道抗冲切环板面积，x＝2-4，mm²。