[發明專利]一種抗沖切鋼管混凝土柱腳結構及其抗沖切能力估算方法

在審

• 申請號: 202110044279.3
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112861216A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 劉鋒;吳琨;李丹莎;王世斌;潘映兵;陶倍林;龍婷
• 申請（專利權）人: 中國建筑西北設計研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/17;G06F30/20;E04C3/34;E02D27/42;G06F119/14
• 代理公司: 西安佩騰特知識產權代理事務所(普通合伙) 61226
• 代理人: 曹宇飛

1.一種抗沖切鋼管混凝土柱腳結構，包括埋設在混凝土基礎(10)內的柱腳底板(7)和柱腳錨栓(9)，所述柱腳錨栓(9)的上端延伸至柱腳底板(7)，其特征在于，還包括焊接在鋼管混凝土柱(1)外側的多個抗沖切環板以及連接在抗沖切環板底部的加勁板(6)，在所述柱腳錨栓(9)的中部設置有錨栓支架8；

位于最上層的抗沖切環板上表面緊貼混凝土基礎(10)的面筋下緣，混凝土基礎(10)的面筋焊接于最上層抗沖切環板上；所述鋼管混凝土柱(1)的縱向鋼筋(12)下端延伸至位于中部的抗沖切環板上并彎折焊接于抗沖切環板上。

2.根據權利要求1所述的抗沖切鋼管混凝土柱腳結構，其特征在于，所述抗沖切環板包括自上而下沿著鋼管混凝土柱(1)設置的第一抗沖切環板(3)、第二抗沖切環板(4)以及第三抗沖切環板(5)，所述第一抗沖切環板(3)、第二抗沖切環板(4)的徑向寬度小于第三抗沖切環板(5)的徑向寬度。

3.根據權利要求2所述的抗沖切鋼管混凝土柱腳結構，其特征在于，所述第一抗沖切環板(3)與第二抗沖切環板(4)之間的間距L1、第二抗沖切環板(4)與第三抗沖切環板(5)之間的間距L2以及第三抗沖切環板(5)與柱腳底板(7)之間的間距L3以及柱腳底板(7)與混凝土基礎(10)底部之間的間距L4之間滿足：L1＝L2，L1與L2之和為柱縱向鋼筋12的直錨長度；L1、L2與L3之和為鋼管混凝土柱(1)的矩形鋼管(2)柱長邊尺寸的2.0倍或者鋼管混凝土柱(1)圓形鋼管(2)柱直徑的2.5倍；L4＝錨栓長度+100mm。

4.根據權利要求2所述的抗沖切鋼管混凝土柱腳結構，其特征在于，所述第一抗沖切環板(3)和第二抗沖切環板(4)的徑向寬度小于鋼管混凝土柱(1)的鋼管(2)外側混凝土層厚度，第三抗沖切環板(5)的徑向寬度大于鋼管混凝土柱(1)的鋼管(2)外側混凝土層厚度。

5.一種權利要求1～4任一項所述的抗沖切鋼管混凝土柱腳結構的抗沖切能力估算方法，其特征在于，在鋼管混凝土柱(1)承受壓力時，在多個抗沖切環板和的柱腳底板(7)上產生多個層疊的抗沖切面；

各抗沖切環板以及柱腳底板(7)所承受的抗沖切力通過下式計算：

N_a為柱底軸向壓力設計值，kN；

N_y為各抗沖切環板及柱腳底板(7)分擔的軸力之和，kN；

E_s為鋼材彈性模量，MPa；

A_s為鋼管(2)柱截面面積，mm²；

E_ci為鋼管(2)柱內混凝土彈性模型，MPa；

A_ci為鋼管(2)柱內混凝土部分截面面積，mm²；

E_co為鋼管(2)柱外混凝土彈性模型，MPa；

A_co為鋼管(2)柱外混凝土部分截面面積，mm²；

N_i為第i道抗沖切環板承受的抗沖切力，i＝1-4，kN；

A_i為第i道抗沖切環板面積，i＝1-4，mm²。

6.根據權利要求5所述的抗沖切能力估算方法，其特征在于，包括以下步驟：在鋼管混凝土柱(1)承受拉力時，在多個抗沖切環板和柱腳底板(7)上產生多個層疊的抗沖切面；

在承受拉力時，各抗沖切環板以及柱腳底板(7)所承受的抗沖切力通過下式計算：

N_b為柱底軸向拉力設計值，kN；

N_l為各抗沖切環板分擔的軸力之和，kN；

A_s為鋼管(2)柱截面面積，mm²；

A_s1為鋼管(2)柱外鋼筋截面面積，mm²；

N_x為第x道抗沖切環板承受的抗沖切力，x＝2-4，kN；

A_x為第x道抗沖切環板面積，x＝2-4，mm²。