钢结构厂房钢柱地脚螺栓常见偏差处理

钢结构厂房钢柱地脚螺栓常见偏差处理

钢结构厂房钢柱地脚螺栓常见问题体现为以下三种情况：

（1）地脚螺栓在基础内锚固长度不够；

（2）地脚螺栓标高有偏差，外露长度不足；

（3）地脚螺栓平面定位有偏差。

结合多年设计及施工配合经验，将实践中使用过的一些厂房柱脚连接偏差的处理方法总结如下。

1 地脚螺栓在基础内锚固长度不够的解决方案

GB 50906—2013机械工业厂房结构设计规范第7.4.2条规定如下：“露出式柱脚基础……柱脚锚栓在基础中的埋置应满足锚固要求，埋入长度不应小于其直径的25倍”，当柱脚锚栓埋置深度小于其直径的25倍时，则不满足规范要求。建议采用以下方案进行处理：

1)对于没有吊车的门式钢架厂房的柱脚多按铰接支承设计，此时根据计算，如果柱脚使用中并不承受拉力，且柱脚锚栓锚固长度不小于15d时，柱脚锚栓可不做处理。理由如下：地脚螺栓在基础内的锚固长度，设计院大多是根据《钢结构设计手册》或《混凝土结构构造手册》的有关钢锚栓选用表按20d～25d(d为锚筋的直径)设计的。而参照GB 50010—2010混凝土结构设计规范第9.7.4条“预埋件锚筋中心至锚板边缘的距离不应小于2d和20 mm”时，“受剪和受压直锚筋的锚固长度不应小于15d”的规定，对于构造锚栓只要锚固长度不小于15d就不用修改，但要做好安装过程中钢柱的稳定保护工作。

2)当为刚接柱脚时，锚栓需承受柱脚弯矩和轴力组合作用下产生的拉力，并兼做安装过程固定用。应按照《混凝土结构设计规范》第8.3.1条的规定精确计算锚固长度。若仍不满足，则可根据地脚螺栓实际应力比按照GB 50010—2010混凝土结构设计规范第3.2.4条“当纵向受力钢筋的实际配筋面积大于其设计计算面积时，修正系数取设计计算面积与实际配筋面积的比值，但对有抗震设防要求及直接承受动力荷载的结构构件，不应考虑此项修正”进行锚固长度折减。

3)按照前两种方法处理仍不能满足时，可根据《混凝土结构设计规范》第8.3.1条“当锚固钢筋的保护层厚度不大于5d时，锚固长度范围内应配置横向构造钢筋”的规定，只要柱脚底板和基础顶面之间采用灌浆料填实空间的宽度大于5倍地脚螺栓的直径时，可将基础灌浆层厚度计入总锚固长度。由于GB 50906—2013机械工业厂房结构设计规范第7.4.3条规定“露出式柱脚基础……：地脚锚栓中心至基础顶面边缘的距离，宜大于地脚锚栓直径的5倍，且应大于150 mm。”所以一般情况下灌浆层厚度均可计入总锚固长度，见图1。

4)当采用前三种方案螺栓的锚固长度仍不能满足要求时，可将基础短柱周边钢筋的保护层局部凿开，通过连接钢筋将短柱纵筋与柱脚直接焊接连接在一起。锚固长度偏差较小时，连接钢筋可直接与钢柱柱脚底板焊接；锚固长度偏差较大时，连接钢筋应与钢柱柱脚加劲肋焊接，扩大钢筋与柱脚底板的夹角，以获得较好的受力性能。需连接钢筋的具体根数应通过需要补充的锚固力计算确定，见图2。

5)如以上4种方法未能解决螺栓的锚固长度问题时，则只能将基础短柱拆除，重新埋设地脚螺栓，此时应注意不能为了满足锚固长度将基础最上面一级台阶拆除，否则将会造成施工冷缝，影响结构安全。实践中可以采用将L型锚栓改为带锚板的形式，以减小螺栓的锚固长度，同时也避免了拆除基础最上面的一级台阶。

2 地脚螺栓标高有偏差、外露长度不足的解决方案

GB 50755—2012钢结构工程施工规范第11.3.2条中地脚螺栓(锚栓)的允许螺栓露出长度是+30 mm和-0 mm。CECS 102∶2012 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程第8.2.7条中地脚螺栓(锚栓)的允许偏差为+10 mm和-0 mm。超出则不能满足规范要求。建议采用以下方案进行处理：

1)当螺栓外露长度的标高偏差为10 mm以内，但安装时仍能保证其丝扣有两个螺帽的长度时可不做处理。

2)当螺栓外露长度偏低大于10 mm，但安装时拧紧一个螺帽后的外露丝扣长度大于10 mm时，可在将螺母紧固后，用尖锤或钢冲在螺栓靠近螺母上平面的螺纹处进行对称点铆3处～4处，使螺栓上的螺纹被铆成乱丝呈凹陷，阻止螺母无法旋转起到永久防松的效果。

3)当螺栓外露长度偏低较多时，需要把螺栓割掉用同直径螺栓将其接长，当螺栓直径不大于36 mm时，两侧加焊帮条钢筋即可；当螺栓直径大于36 mm时需呈品字形加焊三条帮条钢筋，帮条钢筋的截面面积不宜小于原螺栓截面面积的 1.3倍，并不宜小于φ16 mm，焊缝长度按螺栓全截面受拉所需的焊缝受剪承载力确定，见图3。

4)当螺栓外露长度偏低较多(>100 mm) 时,如果有加工条件也可采用比原地脚螺栓直径大1倍的铁件加工成内丝扣套在原螺栓上接长。

5)如果地脚螺栓过高时，可将高出部分割去重新套螺纹即可。

3 地脚螺栓平面定位有偏差的解决方案

CECS 102∶2012门式刚架轻型房屋钢结构技术规程第8.2.7 条中地脚螺栓(锚栓)的允许中心偏差为不大于5 mm。GB 50755—2012钢结构工程施工规范第11.3.2条中地脚螺栓(锚栓)的允许螺栓中心偏移也是不大于5 mm。建议采用以下方案进行处理：

1)一般情况下偏差不大于10 mm时，可以调整底板的螺栓孔位置，即扩孔扩为长圆孔来调整。此时螺栓孔垫板和平垫圈也应根据扩孔大小适当加厚，使垫圈、垫板能保证提供给螺母足够的承压力。

2)地脚螺栓中心偏差大于10 mm、不大于1倍螺栓直径，且地脚螺栓直径不大于36 mm时，可以采用弯曲螺栓方式；当地脚螺栓直径大于36 mm时，采用弯曲螺栓方式时必须在弯曲部位焊上锚固钢板，锚固钢板焊缝应通过计算决定，如图4所示。弯曲螺栓施工时应注意以下三点：a.螺栓弯曲时应按6∶1的比例进行，并将弯曲部分埋入混凝土中，基础表面距第一个弯点大于100 mm。b.采用氧—乙炔焰加热弯曲螺栓时，温度应控制在700 ℃～800 ℃范围内；施工应考虑防雨措施以防发生淬火作用；采取措施隔绝火焰的影响，以免烧到混凝土面和露出的钢筋上。c.螺栓弯曲应在混凝土强度达到75%以上时方可进行。必要时可凿除地脚螺栓周围部分混凝土形成局部操作坑，待施工完毕后用高强度细石混凝土灌实。