鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)之鋼結(jié)構(gòu)預(yù)埋件

預(yù)埋件——即預(yù)先安裝(埋藏)在隱蔽工程內(nèi)的構(gòu)件，就是在結(jié)構(gòu)澆筑時(shí)安置的構(gòu)配件。用于砌筑上部結(jié)構(gòu)時(shí)的搭接，以利于外部工程或設(shè)備基礎(chǔ)的安裝固定。預(yù)埋件大多由鋼板、鋼筋制作而成。在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)框架施工時(shí)，比較常用的預(yù)埋構(gòu)件有：預(yù)埋鋼板、預(yù)埋鋼管、預(yù)埋角鋼、預(yù)埋扁鐵以及預(yù)埋螺栓等。尤其是在一些工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)中，往往是混凝土框架結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的混合型結(jié)構(gòu)，而且廠房?jī)?nèi)各類設(shè)備(比如：設(shè)備基礎(chǔ)、通風(fēng)管道、消防管道、電纜橋架、桁車梁、軌道梁等)也會(huì)很多，這樣各種類型的預(yù)埋件都可能會(huì)出預(yù)埋鋼板是在結(jié)構(gòu)中留設(shè)由鋼板和錨固筋的構(gòu)件，用來(lái)連接結(jié)構(gòu)構(gòu)件或非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的固定用途。比如做后工序固定(如門、窗、幕墻、水管、煤氣管等)用的連接件。這個(gè)在混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)連接的部位很多。砼基礎(chǔ)上的預(yù)埋鋼板，后期會(huì)與鋼結(jié)構(gòu)中的鋼柱連接；砼柱上的預(yù)埋板，會(huì)作為桁車梁的支撐連接；砼柱側(cè)面的預(yù)埋板，會(huì)作為支托板來(lái)支撐墻面檁條或焊接柱間支撐及水平支撐的作用；梁板上的預(yù)埋板，會(huì)作為設(shè)備的連接板以及欄桿的連接板使用等。預(yù)埋鋼管在結(jié)構(gòu)中留設(shè)管(常見的是鋼管鑄鐵管或PVC管)用來(lái)穿管或留洞口為設(shè)備服務(wù)的通道。比如在后期穿各種管線用的(如強(qiáng)弱電、給水、通風(fēng)等)。常用于混凝土墻梁上的管道預(yù)留孔。如果在混凝土板中設(shè)置預(yù)埋鋼管，大多數(shù)是為了穿螺栓來(lái)固定相關(guān)設(shè)備的用途，此時(shí)需嚴(yán)格按圖紙要求進(jìn)行埋設(shè)，如果偏差較大，將會(huì)對(duì)后期設(shè)備的安裝造成較大影響。預(yù)埋角鋼在結(jié)構(gòu)中預(yù)埋角鋼，主要用來(lái)后期安裝一些鋼窗時(shí)的焊接連接；有時(shí)也在砼柱的四個(gè)邊角上安裝，用來(lái)對(duì)砼柱的保護(hù)。如果在女兒墻上埋設(shè)角鋼預(yù)埋件，通常用來(lái)做防雷網(wǎng)的連接。預(yù)埋扁鋼結(jié)構(gòu)中埋設(shè)的鍍鋅扁鋼，一般用來(lái)做防雷接地。預(yù)埋螺栓是在結(jié)構(gòu)中，一次把螺栓預(yù)埋在結(jié)構(gòu)里，上部留出的螺栓絲扣用來(lái)固定構(gòu)件，是起到連接固定作用的。常見的是設(shè)備預(yù)留螺栓。除了設(shè)備預(yù)埋螺栓之外，在鋼結(jié)構(gòu)廠房中，基礎(chǔ)中的地腳螺栓就是作為后期鋼柱安裝的連接構(gòu)件，把基礎(chǔ)和鋼柱有效地連接起來(lái)。因此，預(yù)埋螺栓是鋼結(jié)構(gòu)建筑中最常見的預(yù)埋件之一。第一節(jié)預(yù)埋鋼板一、預(yù)埋件(預(yù)埋鋼板)的構(gòu)成預(yù)埋件由錨板、錨筋、焊縫構(gòu)成，預(yù)埋件的設(shè)計(jì)即是解決它們之間的匹配問(wèn)題。如預(yù)埋件受拉、受彎時(shí)，錨板的厚度應(yīng)≥錨筋間距/16;錨筋直徑>20mm時(shí)，錨筋與錨板之間應(yīng)采用穿孔塞焊。二、預(yù)埋件分類預(yù)埋件按受力狀態(tài)可分為兩大類：受力預(yù)埋件、構(gòu)造預(yù)埋件。1.受力預(yù)埋件包括受拉預(yù)埋件(如單軌吊車梁的吊掛、吊車梁制動(dòng)板的連接)、受剪預(yù)埋件(如屋架的連接)、彎剪預(yù)埋件(如鋼牛腿的連接)、拉彎剪預(yù)埋件(如柱間支撐的連接)。2.構(gòu)造預(yù)埋件受力較小，且力的性質(zhì)難以確定的預(yù)埋件。如坑壁、柱角的防護(hù)角鋼，電纜溝側(cè)壁預(yù)埋件，設(shè)備固定所需預(yù)埋件，荷載較小的管線吊掛預(yù)埋件、欄桿預(yù)埋件等。預(yù)埋件分類號(hào)表受力使用部位舉例受力使用部位舉例一軸心受拉拉彎剪42~43(拉彎剪直錨筋)44~47(拉彎剪角鋼錨筋)12(柱與吊車梁上翼緣連接)四壓彎剪60~62(壓剪)66~68(壓剪抗震)72~80(壓彎剪)90~95(壓彎剪抗震)二或構(gòu)件配籃較密時(shí)的受剪連接.(直銷筋)63~65(壓剪)69~71(壓剪抗震)81~89(壓彎剪)96~101(壓彎剪抗震)16(直錨筋與彎折錨悠)五構(gòu)適104~105(錨板)17(直錨筋與抗剪鋼板)三拉膏剪埋件。24~25(拉彎)26~27(彎剪)107《角鋼護(hù)邊框)107(方形護(hù)邊框)107(國(guó)形護(hù)邊框)28~29(彎剪)六吊筋用于梁下懸掛單軌吊、梁式吊車，1站(構(gòu)造)36~41(拉彎剪)109(評(píng)圖)2.彎折錨筋預(yù)埋件，如連接鋼漏斗預(yù)埋件。3.平直錨筋預(yù)埋件，如高低跨的低跨牛腿頂面預(yù)埋件。4.U或L形錨筋預(yù)埋件，僅用于構(gòu)造預(yù)埋件。鋼板厚度錨固鋼筋受拉承載力設(shè)計(jì)值錨固鋼筋最大間距角焊縫高度hf88888888888五、鋼板與錨筋的連接要求1.受力預(yù)埋件的直錨筋和鋼板應(yīng)采用T字型焊接。當(dāng)錨筋直徑小于等于20毫米時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用壓力埋弧焊；當(dāng)錨筋直徑大于20毫米時(shí)，應(yīng)采用穿孔塞焊。如因施工條件限制而必須采用手工焊時(shí)，焊縫高度h不應(yīng)小于6毫米，并應(yīng)符合下列要求：HRB33級(jí)鋼筋：2.當(dāng)采用彎折錨筋和鋼板搭接焊時(shí)，彎折錨筋的彎折角(錨筋與鋼板的夾角)采用15度—20度。并應(yīng)使彎折點(diǎn)避開焊縫，其距離不小于2d和30毫米的較大值。焊縫應(yīng)符合下列要求：焊縫寬度：br≥0.5d,且不小于8毫米；焊縫高度：h≥0.35d,且不小于6毫米；六、預(yù)埋件制作要求1.嚴(yán)格按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求的材質(zhì)、材料的厚度及大小、錨固鋼筋的長(zhǎng)度及直徑等要求進(jìn)行預(yù)埋件的制作與加工。2.設(shè)計(jì)圖中無(wú)具體要求的預(yù)埋件，按預(yù)埋件圖集規(guī)范選用后進(jìn)行制作。3.尺寸較大的預(yù)埋件位于混凝土澆筑面時(shí)，應(yīng)在鋼板中間開設(shè)排氣孔，以保證混凝土澆灌密實(shí)。4.如果預(yù)埋件鋼板尺寸與構(gòu)建模板尺寸相抵觸時(shí)，應(yīng)調(diào)整預(yù)埋件大小，以便預(yù)埋件正常入模。5.當(dāng)預(yù)埋件錨筋長(zhǎng)度超出構(gòu)建表面時(shí)，可以將錨筋的端頭進(jìn)行彎折。6.預(yù)埋件的錨筋凡未注明間距者，均為均勻排列。7.預(yù)埋件錨筋與鋼板邊緣的距離未注明的，邊緣距離C≥3d,且不小于40毫米。8.在構(gòu)件或工藝安裝前后，預(yù)埋件外露部分按施工圖要求涂防銹漆。 鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)叢書第二節(jié)預(yù)埋螺栓預(yù)埋螺栓，也稱地腳螺栓。預(yù)埋螺栓是預(yù)埋件的一個(gè)種類，就是在設(shè)備基礎(chǔ)上提前把地腳螺栓預(yù)埋在混凝土基礎(chǔ)之中，待混凝土凝固之后用來(lái)固定基礎(chǔ)上部的其它構(gòu)件或設(shè)備。地腳螺栓，一般用HPB235或HPB300光圓鋼筋加工成一頭帶絲牙一頭帶彎鉤的螺絲桿件。常用于鐵路、公路、電力企業(yè)、工廠、礦山、橋梁、塔吊、大跨度鋼結(jié)構(gòu)和大型建筑等基礎(chǔ)設(shè)施。具有制作簡(jiǎn)便、安裝方便等特點(diǎn)，且擁有較地腳螺栓的埋深和彎鉤都是為了保證螺栓與基礎(chǔ)的摩擦力，不至于使螺常見的錨固類型有：彎鉤型、直鉤型、彎折型、U型、螺紋鋼、爪式、勁彎鉤直鉤彎折U型螺紋鋼爪式勁板式折彎鉤 鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)叢書二、地腳螺栓的埋設(shè)形式地腳螺栓一般在基礎(chǔ)混凝土澆筑前進(jìn)行埋設(shè)，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求確定埋設(shè)位置。地腳螺栓分外露部分和埋入部分，當(dāng)螺栓安裝完成后，需將外露部分(即絲牙部分)用膠帶包裹嚴(yán)實(shí)，防止混凝土澆筑時(shí)對(duì)絲牙部位造成破壞。絲桿萬(wàn)C40以上微膨脹細(xì)石混凝土抗剪鍵槽鋼[10M24預(yù)埋螺栓Q345B抗剪鍵預(yù)留孔0固定式預(yù)埋螺栓在基礎(chǔ)中的埋設(shè)方式二、地腳螺栓尺寸的確定地腳螺栓的長(zhǎng)度=地腳螺栓外露長(zhǎng)度+地腳螺栓埋入深度公式：L=L+LL一地腳螺栓外露長(zhǎng)度；I一設(shè)備底座或支座、支腿底板厚度；I一螺母厚度(地腳螺栓上一般配3顆螺母，底板下部一顆，上部2顆);t為螺距，按下表選用：螺栓規(guī)格螺距t(二)地腳螺栓埋入深度I一埋入混凝土基礎(chǔ)中的深度，由設(shè)備專業(yè)提出，土建專業(yè)核定。一般可參照下表選用。I一基礎(chǔ)灌漿層厚度，一般為50mm5埋入深度5不產(chǎn)生拉力的設(shè)備、臥式容器產(chǎn)生拉力的臥式換熱器和立式容器高聳的塔、容器和振動(dòng)較大設(shè)備因此，從上圖可以看出地腳螺栓埋入深度與螺栓直徑的關(guān)系：不產(chǎn)生拉力為：15d;產(chǎn)生拉力為：25d;特殊的為：30d。二、地腳螺栓的組裝加工好的地腳螺栓都是單根的，在實(shí)際施工中，一個(gè)基礎(chǔ)中可能要預(yù)埋許多地腳螺栓，一般有：4根、6根、8根、12根不等。如果采用單根預(yù)埋，不僅浪費(fèi)時(shí)間，而且間距、標(biāo)高、垂直度等都不能得到準(zhǔn)確控制。因此，在施工前，常常把一個(gè)基礎(chǔ)中所需要的螺栓事先組成一個(gè)“螺栓組”,然后再將整個(gè)螺栓組一起預(yù)埋到基礎(chǔ)之中。這樣能起到事半那么怎樣把單個(gè)的螺栓組合在一起呢?(一)工具準(zhǔn)備圓管、方管、角鋼均可，選用角鋼2.定位鋼板：組裝螺栓組的定位鋼板的尺寸大小及孔距都必須與設(shè)計(jì)的支座底板完全一組裝螺栓組的定位鋼板的厚度可以微調(diào)螺栓地腳螺栓微調(diào)螺栓地腳螺栓固定螺母上套板角鋼框組裝架下套板矩形方管一組定位鋼板數(shù)量為2塊，上下各一塊，以便控制螺栓的垂直度。(二)組裝步驟1、組裝架制作；2、組裝架盡可能安放平整、穩(wěn)定；3、在地腳螺栓上穿入下套板(即事先制作好的定位鋼圈或鋼板);4、將上套板固定在兩顆螺母中間；5、將螺栓組擺放組裝支架上；6、用水平尺檢查上部定位鋼板的平整度，然后調(diào)整螺栓垂直度；7、檢查完成后將螺母擰緊；8、將下套板以下部位用鋼筋與螺栓牢固焊現(xiàn)場(chǎng)組裝及焊接固定后的“螺栓組”如下圖：第三節(jié)預(yù)埋件安裝前面兩節(jié)已對(duì)預(yù)埋件的類型有了初步的認(rèn)識(shí)，其實(shí)根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同和使用部位不同，預(yù)埋件的構(gòu)造形式也多種多樣。但從總體形式來(lái)分，主要分為兩類：一為錨筋式預(yù)埋件，二為錨栓式預(yù)埋件。錨筋式預(yù)埋件主要由支承板和錨固鋼筋組成(如：預(yù)埋鋼板);錨栓式預(yù)無(wú)論是錨筋式預(yù)埋件，還是錨栓式預(yù)埋件，其安裝工藝大體上是一致的。只是錨栓式預(yù)埋件安裝后，最終要預(yù)埋件的安裝精度要求更高一些。與其他構(gòu)件的螺栓孔能吻合，因此錨栓式一、安裝前的準(zhǔn)備工作1.工具及設(shè)備：經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、全站儀、水平尺、鋼尺、線錘、墨斗和拉線等。2.事先應(yīng)在埋件的鋼板上按中心位置用墨斗彈出十字軸線。3.將不同類型的埋件分別放置在需要埋設(shè)的部位待用。二、施工程序1、錨筋式預(yù)埋件施工工藝(1)埋件的測(cè)量放線與定位對(duì)于錨筋式埋件，可根據(jù)埋件所處的位置確定埋件的測(cè)量放線與定位的時(shí)間。水平位置上的埋件，可在底模支設(shè)好后進(jìn)行測(cè)量放線，并進(jìn)行埋件的初步定位。豎直方向上的埋件，在鋼筋綁扎過(guò)程中進(jìn)行初步的測(cè)量放線，鋼筋綁扎完成之后側(cè)模支設(shè)之前進(jìn)行定位。為確保錨筋式埋件的就位準(zhǔn)確，鋼筋綁扎過(guò)程中，鋼筋的位置要避開錨筋的位置，如有相碰的情況，可微調(diào)鋼筋的位置。(2)埋件的就位和調(diào)整埋件的就位和調(diào)整在鋼筋綁扎完成后進(jìn)行，并采用全站儀對(duì)所有預(yù)埋件中心點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行復(fù)測(cè)，采用水準(zhǔn)靠尺逐一檢查水平度或垂直度，對(duì)于水平方向的埋件，可采用電子水準(zhǔn)儀對(duì)埋件四腳標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，對(duì)大于允許偏差的埋件必須進(jìn)行調(diào)整，埋件埋設(shè)的最終精度如下表所示：預(yù)埋件允許偏差(mm允許偏差預(yù)埋件頂面標(biāo)高0水平度中心點(diǎn)位置預(yù)埋件位置經(jīng)過(guò)精確調(diào)整達(dá)到上表要求后，采用同混凝土上層主筋焊接或綁扎固定的方式，將預(yù)埋件同混凝土內(nèi)部的鋼筋形成整體，確保混凝土澆筑后的預(yù)埋件位置。鋼筋綁扎完畢后混凝土澆注前應(yīng)進(jìn)行復(fù)測(cè)工作，同時(shí)，在混凝土澆筑前和澆筑過(guò)程當(dāng)中應(yīng)設(shè)置專人，加強(qiáng)對(duì)預(yù)埋件的保護(hù)工作，防止因振動(dòng)棒碰撞預(yù)埋件而引起偏移及混凝土污染預(yù)埋件。(3)混凝土達(dá)到上人強(qiáng)度后進(jìn)行預(yù)埋件表面清理和復(fù)測(cè)。在混凝土澆筑完成后，達(dá)到上人行走強(qiáng)度時(shí)，即開始預(yù)埋件表面的清理工作，并對(duì)預(yù)埋件的數(shù)量進(jìn)行清點(diǎn)。同時(shí)，采用油漆和墨線對(duì)預(yù)埋件進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)和中心點(diǎn)標(biāo)識(shí)，然后采用全站儀和電子水準(zhǔn)儀對(duì)預(yù)埋件中心坐標(biāo)和標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，并記錄在案，移交下一步鋼結(jié)構(gòu)埋入段的施工。對(duì)于偏差超過(guò)要求的預(yù)埋件，編制專門的補(bǔ)救方案進(jìn)行處理，確保上部結(jié)構(gòu)的順利安裝。2、錨栓式預(yù)埋件施工工藝(1)預(yù)埋件的測(cè)量放線和定位(應(yīng)由土建專業(yè)負(fù)責(zé)),在各埋件平面布置圖上，根據(jù)給出的預(yù)埋件中心點(diǎn)或者與預(yù)埋件相關(guān)的控制點(diǎn)的尺寸，在預(yù)埋件測(cè)量放線過(guò)程中，利用已經(jīng)測(cè)量完成的控制網(wǎng)測(cè)量成果，對(duì)施工圖中明確標(biāo)明的坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行放點(diǎn)。然后根據(jù)施工圖上表示的預(yù)埋件同控制點(diǎn)的相對(duì)關(guān)系，設(shè)置預(yù)埋件的位置。其中控制點(diǎn)的精度和預(yù)埋件周邊對(duì)應(yīng)點(diǎn)的精度需達(dá)到下表要求：劃線誤差表(mm允許偏差劃線誤差控制點(diǎn)坐標(biāo)埋件邊線對(duì)控制點(diǎn)埋件中心點(diǎn)位置由于各埋件所處的位置和形式有所不同，所以不同位置的埋件的測(cè)量放線和定位工作在時(shí)間安排上也有所區(qū)別。對(duì)于勁性柱底埋件，埋件定位劃線工作應(yīng)在鋼筋綁扎校正完之后進(jìn)行。具體操作時(shí)，首先對(duì)整個(gè)科技館測(cè)量控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測(cè)，并在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師確認(rèn)測(cè)量成果后開始布設(shè)鋼結(jié)構(gòu)工程的二級(jí)測(cè)量控制網(wǎng)，該測(cè)量控制網(wǎng)的布點(diǎn)可以與混凝土測(cè)量的二級(jí)控制網(wǎng)相統(tǒng)一。對(duì)于鋼柱柱底埋件，首先根據(jù)鋼柱柱底埋件平面布置圖進(jìn)行鋼柱柱底埋件中心點(diǎn)的測(cè)量定位，并將測(cè)量點(diǎn)的位置在現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)示出來(lái)。然后根據(jù)測(cè)量點(diǎn)和勁性柱定位軸線方向，在混凝土保護(hù)層表面，采用油漆點(diǎn)明顯標(biāo)識(shí)確定每個(gè)錨栓垂直落點(diǎn)位置，并確保同一根勁性柱下的四個(gè)錨栓的連線交叉點(diǎn)與各根勁性柱的中心相重疊。(2)錨栓就位錨栓就位應(yīng)在鋼筋綁扎完成后進(jìn)行。施工時(shí)主要根據(jù)混凝土保護(hù)層上設(shè)置的定位點(diǎn)和劃線布置錨栓，由于每個(gè)埋件需要布置四只錨栓，因此預(yù)埋時(shí)可制作鋼板套模，以確保四只錨栓間的相對(duì)位置的準(zhǔn)確性，待錨栓位置符合要求后應(yīng)用鋼筋將其固定。四只錨栓頂部設(shè)置對(duì)拉母線，母線交叉點(diǎn)通過(guò)重力鉛錘線與底板保護(hù)層上的定位點(diǎn)進(jìn)行對(duì)照，并初步調(diào)整該組錨栓的位置。對(duì)于錨栓未能直接落于保護(hù)層上的，必須在每組錨栓下設(shè)置支撐，以保證錨栓的頂部標(biāo)高。在設(shè)置支撐時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分利用混凝土板鋼筋綁扎時(shí)所必須設(shè)置的支撐馬凳，當(dāng)不能借用混凝土鋼筋的支撐馬凳時(shí)，應(yīng)在錨栓下部設(shè)置支撐墊塊或和柱箍筋點(diǎn)焊連接。