第四章钢结构预埋件。
预埋件——即预先安装(埋藏)在隐蔽工程内的构件,就是在结构浇筑时安置的构配件。用于砌筑上部结构时的搭接,以利于外部工程或设备基础的安装固定。预埋件大多由钢板、钢筋制作而成。
在基础结构框架施工时,比较常用的预埋构件有:预埋钢板、预埋钢管、预埋角钢、预埋扁铁以及预埋螺栓等。
尤其是在一些工业厂房结构中,往往是混凝土框架结构和钢结构的混合型结构,而且厂房内各类设备(比如:设备基础、通风管道、消防管道、电缆桥架、桁车梁、轨道梁等)也会很多,这样各种类型的预埋件都可能会出现。
预埋钢板。是在结构中留设由钢板和锚固筋的构件,用来连接结构构件或非结构构件的固定用途。比如做后工序固定(如门、窗、幕墙、水管、煤气管等)用的连接件。
这个在混凝土结构与钢结构连接的部位很多。
砼基础上的预埋钢板,后期会与钢结构中的钢柱连接;砼柱上的预埋板,会作为桁车梁的支撑连接;砼柱侧面的预埋板,会作为支托板来支撑墙面檩条或焊接柱间支撑及水平支撑的作用;梁板上的预埋板,会作为设备的连接板以及栏杆的连接板使用等。
预埋钢管。在结构中留设管(常见的是钢管铸铁管或pvc管)用来穿管或留洞口为设备服务的通道。比如在后期穿各种管线用的(如强弱电、给水、通风等)。常用于混凝土墙梁上的管道预留孔。
如果在混凝土板中设置预埋钢管,大多数是为了穿螺栓来固定相关设备的用途,此时需严格按图纸要求进行埋设,如果偏差较大,将会对后期设备的安装造成较大影响。
预埋角钢。在结构中预埋角钢,主要用来后期安装一些钢窗时的焊接连接;有时也在砼柱的四个边角上安装,用来对砼柱的保护。
如果在女儿墙上埋设角钢预埋件,通常用来做防雷网的连接。
预埋扁钢。结构中埋设的镀锌扁钢,一般用来做防雷接地。
预埋螺栓。是在结构中,一次把螺栓预埋在结构里,上部留出的螺栓丝扣用来固定构件,是起到连接固定作用的。常见的是设备预留螺栓。
除了设备预埋螺栓之外,在钢结构厂房中,基础中的地脚螺栓就是作为后期钢柱安装的连接构件,把基础和钢柱有效地连接起来。
因此,预埋螺栓是钢结构建筑中最常见的预埋件之一。
第一节预埋钢板。
一、预埋件(预埋钢板)的构成。
预埋件由锚板、锚筋、焊缝构成,预埋件的设计即是解决它们之。
间的匹配问题。如预埋件受拉、受弯时,锚板的厚度应≥锚筋间距/16;
锚筋直径>20 mm 时,锚筋与锚板之间应采用穿孔塞焊。
二、预埋件分类。
预埋件按受力状态可分为两大类:受力预埋件、构造预埋件。
1.受力预埋件。
包括受拉预埋件(如单轨吊车梁的吊挂、吊车梁制动板的连接)、
受剪预埋件(如屋架的连接)、弯剪预埋件(如钢牛腿的连接)、拉弯。
剪预埋件(如柱间支撑的连接)。
2.构造预埋件。
受力较小,且力的性质难以确定的预埋件。如坑壁、柱角的防护。
角钢,电缆沟侧壁预埋件,设备固定所需预埋件,荷载较小的管线吊。
挂预埋件、栏杆预埋件等。
三、锚筋形式。
1.直锚筋预埋件,用于受力预埋件。
2.弯折锚筋预埋件,如连接钢漏斗预埋件。
3.平直锚筋预埋件,如高低跨的低跨牛腿顶面预埋件。
4.u 或l 形锚筋预埋件,仅用于构造预埋件。
四、轴向受拉预埋件各项设计。
五、钢板与锚筋的连接要求。
1.受力预埋件的直锚筋和钢板应采用t字型焊接。当锚筋直径小于等于20毫米时,应优先采用压力埋弧焊;当锚筋直径大于20毫米时,应采用穿孔塞焊。
如因施工条件限制而必须采用手工焊时,焊缝高度hf不应小于6毫米,并应符合下列要求:
hpb235级钢筋:hf≥0.5d
hrb335级钢筋:hf≥0.6d
2.当采用弯折锚筋和钢板搭接焊时,弯折锚筋的弯折角(锚筋与钢板的夹角)采用15度—20度。并应使弯折点避开焊缝,其距离不小于2d和30毫米的较大值。焊缝应符合下列要求:
焊缝宽度:br≥0.5d,且不小于8毫米;
焊缝高度:hf≥0.35d,且不小于6毫米;
焊缝长度:hpb235级钢筋,if≥4d;hrb335级钢筋,if≥5d。
六、预埋件制作要求。
1.严格按图纸设计要求的材质、材料的厚度及大小、锚固钢筋的长度及直径等要求进行预埋件的制作与加工。
2.设计图中无具体要求的预埋件,按预埋件图集规范选用后进行制作。
3.尺寸较大的预埋件位于混凝土浇筑面时,应在钢板中间开设排气孔,以保证混凝土浇灌密实。
4.如果预埋件钢板尺寸与构建模板尺寸相抵触时,应调整预埋件大小,以便预埋件正常入模。
5.当预埋件锚筋长度超出构建表面时,可以将锚筋的端头进行弯折。
6.预埋件的锚筋凡未注明间距者,均为均匀排列。
7.预埋件锚筋与钢板边缘的距离未注明的,边缘距离c≥3d,且不小于40毫米。
8.在构件或工艺安装前后,预埋件外露部分按施工图要求涂防锈漆。
第二节预埋螺栓。
预埋螺栓,也称地脚螺栓。预埋螺栓是预埋件的一个种类,就是在设备基础上提前把地脚螺栓预埋在混凝土基础之中,待混凝土凝固之后用来固定基础上部的其它构件或设备。
地脚螺栓,一般用hpb235或hpb300光圆钢筋加工成一头带丝牙一头带弯钩的螺丝杆件。常用于铁路、公路、电力企业、工厂、矿山、桥梁、塔吊、大跨度钢结构和大型建筑等基础设施。具有制作简便、安装方便等特点,且拥有较强的稳固性。
一、地脚螺栓底部的锚固类型。
地脚螺栓的埋深和弯钩都是为了保证螺栓与基础的摩擦力,不至于使螺栓发生拔出破坏,影响结构安全。
常见的锚固类型有:弯钩型、直钩型、弯折型、u型、螺纹钢、爪式、劲板型、折弯钩型。如下图所示:
二、地脚螺栓的埋设形式。
地脚螺栓一般在基础混凝土浇筑前进行埋设,应按设计要求确定埋设位置。地脚螺栓分外露部分和埋入部分,当螺栓安装完成后,需将外露部分(即丝牙部分)用胶带包裹严实,防止混凝土浇筑时对丝牙部位造成破坏。丝杆的埋入部分,一般要比基础浇筑面高出50mm,以便二次灌浆。
地脚螺栓埋设形式如下图所示:
二、地脚螺栓尺寸的确定。
地脚螺栓的长度=地脚螺栓外露长度+地脚螺栓埋入深度。
公式:l=l1+l2
一)地脚螺栓外露长度。
l1=i1+i2+i3+i4 (mm)
其中:l1—地脚螺栓外露长度;
i1—设备底座或支座、
支腿底板厚度;
i2—垫圈厚度;
i3—螺母厚度(地脚螺栓上一般配3颗螺母,底板下部一颗,上部2颗);
i4—高出螺母面的长度,一般为2t—3t。
t为螺距,按下表选用:
二)地脚螺栓埋入深度。
l2=i5+i6 (mm)其中:
l2—地脚螺埋入深度;
i5—埋入混凝土基础中的深度,由设备专业提出,土建专业核定。一般可参照下表选用。
i6—基础灌浆层厚度,一般为50mm。
因此,从上图可以看出地脚螺栓埋入深度与螺栓直径的关系:
不产生拉力为:15d;产生拉力为:25d;特殊的为:30d。
二、地脚螺栓的组装。
加工好的地脚螺栓都是单根的,在实际施工中,一个基础中可能要预埋许多地脚螺栓,一般有:4根、6根、8根、12根不等。如果采用单根预埋,不仅浪费时间,而且间距、标高、垂直度等都不能得到准确控制。
因此,在施工前,常常把一个基础中所需要的螺栓事先组成一个“螺栓组”,然后再将整个螺栓组一起预埋到基础之中。这样能起到事半功倍的效果。
那么怎样把单个的螺栓组合在一起呢?
一)工具准备。
1.组装架材料:
圆管、方管、角钢均可,选用角钢。
最为合适。2.定位钢板:
组装螺栓组的定位钢板的尺寸大小。
及孔距都必须与设计的支座底板完全一。
样,因为螺栓组最终要与之结合。
组装螺栓组的定位钢板的厚度可以。
稍薄一些,因为它不会用于工程中。
一组定位钢板数量为2块,上下各一块,以便控制螺栓的垂直度。
二)组装步骤。
1、组装架制作;
2、组装架尽可能安放平整、稳定;
3、在地脚螺栓上穿入下套板(即事先制作好的定位钢圈或钢板);
4、将上套板固定在两颗螺母中间;
5、将螺栓组摆放组装支架上;
6、用水平尺检查上部定位钢板的平整度,然后调整螺栓垂直度;
7、检查完成后将螺母拧紧;
8、将下套板以下部位用钢筋与螺栓牢固焊接。
现场组装及焊接固定后的“螺栓组”如下图:
第三节预埋件安装。
前面两节已对预埋件的类型有了初步的认识,其实根据结构的不同和使用部位不同,预埋件的构造形式也多种多样。但从总体形式来分,主要分为两类:一为锚筋式预埋件,二为锚栓式预埋件。
锚筋式预埋件主要由支承板和锚固钢筋组成(如:预埋钢板);锚栓式预埋件主要由锚固螺栓和支承板组成,(如:预埋螺栓)。
无论是锚筋式预埋件,还是锚栓式预埋件,其安装工艺大体上是一致的。
只是锚栓式预埋件安装后,最终要与其他构件的螺栓孔能吻合,因此锚栓式预埋件的安装精度要求更高一些。
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