[發明專利]具有復合構造的鋼-固廢混凝土組合承臺及其施工方法

有效

• 申請號: 202110974330.0
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113833005B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 王玉銀;陳學鵬;張歡;耿悅
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: E02D27/14
• 分類號: E02D27/14;E02D27/12;E02D15/02;E02D5/38
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 韓麗娜

本發明提出一種具有復合構造的鋼?固廢混凝土組合承臺及其施工方法，采用六塊鋼板形成閉合箱體，以提高承臺最外層的抗拉強度和抗裂能力，大幅提高承臺的承載力和剛度；在柱腳和樁體之間設置抗剪桁架，通過斜向布置的多根型鋼實現集中荷載的有效傳遞；在相鄰鋼管混凝土樁之間設置受力協調桁架以增強各鋼管混凝土樁之間的整體協調性，抗剪桁架和受力協調桁架均極大增加了鋼管與承臺的界面黏結程度，在鋼管與鋼板連接處設置若干加強連接板以增加二者的連接程度，整個組合承臺的整體性得到大幅提升。承臺箱體中采用固廢取代率低于30％的固廢混凝土，可緩解大體積混凝土收縮帶來的不利影響，并對固廢混凝土的工程應用和推廣起到示范性作用。

技術領域

本發明涉及一種具有復合構造的鋼-固廢混凝土組合承臺及其施工方法，屬于鋼-混凝土組合結構技術領域。

背景技術

承臺是連接上部結構和基礎樁體的重要節點，一方面需要可靠傳遞由豎向構件傳來的軸力、剪力和彎矩，另一方面需要將這些荷載分配并傳遞給不同樁體，承臺的可靠性直接關乎結構的安全性，一旦破壞，可能導致整個結構發生坍塌。對于鋼管混凝土柱而言，工程中最常用的做法是將其埋入鋼筋混凝土承臺中，在鋼管外側設置抗剪栓釘以提高界面的機械咬合力，但仍會出現局部受壓破壞、上表面鋼筋屈服、局部剪切破壞、柱底剪切破壞、整體沖切破壞等破壞模式。如何提高承臺的剛度和承載力，將荷載從柱腳有效地傳遞至樁體，對工程設計提出了更高的要求。進一步地，若在承臺中使用部分摻入固廢的混凝土，對于固廢混凝土的應用和推廣具有重要意義。

發明內容

本發明是為增大承臺的承載力和剛度、實現集中荷載的有效傳遞和增強承臺中各部分的連接程度而設計的，采用六塊鋼板形成閉合箱體，以提高承臺最外層的抗拉強度和抗裂能力，形成鋼板約束混凝土，大幅提高承臺的承載力和剛度；在柱腳和樁體之間設置抗剪桁架，通過斜向布置的多根型鋼實現集中荷載的有效傳遞；在相鄰鋼管混凝土樁之間設置受力協調桁架以增強各鋼管混凝土樁之間的整體協調性，抗剪桁架和受力協調桁架均極大增加了鋼管與承臺的界面黏結程度，在鋼管與鋼板連接處設置若干加強連接板以增加二者的連接程度，整個組合承臺的整體性得到大幅提升。

本發明提出一種具有復合構造的鋼-固廢混凝土組合承臺，包括封閉箱體、鋼管混凝土柱、四個鋼管混凝土樁、抗剪桁架、受力協調桁架和固廢混凝土，四個鋼管混凝土樁別位于組合承臺的四個角部，所述鋼管混凝土柱貫穿封閉箱體的頂板，四個鋼管混凝土樁貫穿封閉箱體的底板，在鋼管混凝土柱和鋼管混凝土樁間設置抗剪桁架，在相鄰兩個鋼管混凝土樁之間設置受力協調桁架，封閉箱體的其它位置由固廢混凝土或鋼筋-固廢混凝土密實填充。

優選地，所述封閉箱體由上鋼板、四個側鋼板和下鋼板圍成。

優選地，所述上鋼板和側鋼板上開設若干澆筑孔和透氣孔。

優選地，所述鋼管混凝土柱和鋼管混凝土樁分別穿過上鋼板和下鋼板，在交接處焊接固定并設置若干加強連接板。

優選地，所述加強連接板厚度不低于所連接圓鋼管厚度的一半，所述加強連接板高度不低于所連接圓鋼管半徑的一半。

優選地，所述鋼管混凝土柱包括鋼筋籠、混凝土和圓鋼管，所述圓鋼管內縱向插有鋼筋籠，并澆筑有混凝土，所述鋼管混凝土柱與鋼管混凝土樁的結構相同。

優選地，所述鋼管混凝土樁沿高度方向部分或全部采用鋼管混凝土。

優選地，所述抗剪桁架由兩個豎向型鋼和若干斜向型鋼組成，兩個豎向型鋼間設置若干斜向型鋼。

優選地，所述抗剪桁架由若干豎向型鋼和若干橫向型鋼組成一個長方形框或者兩個正方形框，框架內設置若干斜向型鋼。

優選地，所述受力協調桁架包括兩個豎向型鋼、兩個橫向型鋼和若干斜向支撐型鋼，兩個豎向型鋼和橫向型鋼組成桁架框，桁架框內設置若干斜向支撐型鋼。