钢结构基础知识之钢结构预埋件

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>20mm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。预埋件分类号表受力使用部位举例受力使用部位举例一轴心受拉拉弯剪42~43(拉弯剪直锚筋)44~47(拉弯剪角钢锚筋)12(柱与吊车梁上翼缘连接)四压弯剪60~62(压剪)66~68(压剪抗震)72~80(压弯剪)90~95(压弯剪抗震)二或构件配篮较密时的受剪连接.(直销筋)63~65(压剪)69~71(压剪抗震)81~89(压弯剪)96~101(压弯剪抗震)16(直锚筋与弯折锚悠)五构适104~105(锚板)17(直锚筋与抗剪钢板)三拉膏剪埋件。24~25(拉弯)26~27(弯剪)107《角钢护边框)107(方形护边框)107(国形护边框)28~29(弯剪)六吊筋用于梁下悬挂单轨吊、梁式吊车，1站(构造)36~41(拉弯剪)109(评图)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。钢板厚度锚固钢筋受拉承载力设计值锚固钢筋最大间距角焊缝高度hf88888888888五、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h不应小于6毫米，并应符合下列要求：HRB33级钢筋：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：h≥0.35d,且不小于6毫米；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。 钢结构基础知识丛书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、劲弯钩直钩弯折U型螺纹钢爪式劲板式折弯钩 钢结构基础知识丛书二、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。丝杆万C40以上微膨胀细石混凝土抗剪键槽钢[10M24预埋螺栓Q345B抗剪键预留孔0固定式预埋螺栓在基础中的埋设方式二、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=L+LL一地脚螺栓外露长度；I一设备底座或支座、支腿底板厚度；I一螺母厚度(地脚螺栓上一般配3颗螺母，底板下部一颗，上部2颗);t为螺距，按下表选用：螺栓规格螺距t(二)地脚螺栓埋入深度I一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。I一基础灌浆层厚度，一般为50mm5埋入深度5不产生拉力的设备、卧式容器产生拉力的卧式换热器和立式容器高耸的塔、容器和振动较大设备因此，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。这样能起到事半那么怎样把单个的螺栓组合在一起呢?(一)工具准备圆管、方管、角钢均可，选用角钢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组装螺栓组的定位钢板的厚度可以微调螺栓地脚螺栓微调螺栓地脚螺栓固定螺母上套板角钢框组装架下套板矩形方管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，最终要预埋件的安装精度要求更高一些。与其他构件的螺栓孔能吻合，因此锚栓式一、安装前的准备工作1.工具及设备：经纬仪、水准仪、全站仪、水平尺、钢尺、线锤、墨斗和拉线等。2.事先应在埋件的钢板上按中心位置用墨斗弹出十字轴线。3.将不同类型的埋件分别放置在需要埋设的部位待用。二、施工程序1、锚筋式预埋件施工工艺(1)埋件的测量放线与定位对于锚筋式埋件，可根据埋件所处的位置确定埋件的测量放线与定位的时间。水平位置上的埋件，可在底模支设好后进行测量放线，并进行埋件的初步定位。竖直方向上的埋件，在钢筋绑扎过程中进行初步的测量放线，钢筋绑扎完成之后侧模支设之前进行定位。为确保锚筋式埋件的就位准确，钢筋绑扎过程中，钢筋的位置要避开锚筋的位置，如有相碰的情况，可微调钢筋的位置。(2)埋件的就位和调整埋件的就位和调整在钢筋绑扎完成后进行，并采用全站仪对所有预埋件中心点的坐标进行复测，采用水准靠尺逐一检查水平度或垂直度，对于水平方向的埋件，可采用电子水准仪对埋件四脚标高进行测量，对大于允许偏差的埋件必须进行调整，埋件埋设的最终精度如下表所示：预埋件允许偏差(mm允许偏差预埋件顶面标高0水平度中心点位置预埋件位置经过精确调整达到上表要求后，采用同混凝土上层主筋焊接或绑扎固定的方式，将预埋件同混凝土内部的钢筋形成整体，确保混凝土浇筑后的预埋件位置。钢筋绑扎完毕后混凝土浇注前应进行复测工作，同时，在混凝土浇筑前和浇筑过程当中应设置专人，加强对预埋件的保护工作，防止因振动棒碰撞预埋件而引起偏移及混凝土污染预埋件。(3)混凝土达到上人强度后进行预埋件表面清理和复测。在混凝土浇筑完成后，达到上人行走强度时，即开始预埋件表面的清理工作，并对预埋件的数量进行清点。同时，采用油漆和墨线对预埋件进行统一编号和中心点标识，然后采用全站仪和电子水准仪对预埋件中心坐标和标高进行测量，并记录在案，移交下一步钢结构埋入段的施工。对于偏差超过要求的预埋件，编制专门的补救方案进行处理，确保上部结构的顺利安装。2、锚栓式预埋件施工工艺(1)预埋件的测量放线和定位(应由土建专业负责),在各埋件平面布置图上，根据给出的预埋件中心点或者与预埋件相关的控制点的尺寸，在预埋件测量放线过程中，利用已经测量完成的控制网测量成果，对施工图中明确标明的坐标点进行放点。然后根据施工图上表示的预埋件同控制点的相对关系，设置预埋件的位置。其中控制点的精度和预埋件周边对应点的精度需达到下表要求：划线误差表(mm允许偏差划线误差控制点坐标埋件边线对控制点埋件中心点位置由于各埋件所处的位置和形式有所不同，所以不同位置的埋件的测量放线和定位工作在时间安排上也有所区别。对于劲性柱底埋件，埋件定位划线工作应在钢筋绑扎校正完之后进行。具体操作时，首先对整个科技馆测量控制网进行复测，并在现场监理工程师确认测量成果后开始布设钢结构工程的二级测量控制网，该测量控制网的布点可以与混凝土测量的二级控制网相统一。对于钢柱柱底埋件，首先根据钢柱柱底埋件平面布置图进行钢柱柱底埋件中心点的测量定位，并将测量点的位置在现场标示出来。然后根据测量点和劲性柱定位轴线方向，在混凝土保护层表面，采用油漆点明显标识确定每个锚栓垂直落点位置，并确保同一根劲性柱下的四个锚栓的连线交叉点与各根劲性柱的中心相重叠。(2)锚栓就位锚栓就位应在钢筋绑扎完成后进行。施工时主要根据混凝土保护层上设置的定位点和划线布置锚栓，由于每个埋件需要布置四只锚栓，因此预埋时可制作钢板套模，以确保四只锚栓间的相对位置的准确性，待锚栓位置符合要求后应用钢筋将其固定。四只锚栓顶部设置对拉母线，母线交叉点通过重力铅锤线与底板保护层上的定位点进行对照，并初步调整该组锚栓的位置。对于锚栓未能直接落于保护层上的，必须在每组锚栓下设置支撑，以保证锚栓的顶部标高。在设置支撑时，应当充分利用混凝土板钢筋绑扎时所必须设置的支撑马凳，当不能借用混凝土钢筋的支撑马凳时，应在锚栓下部设置支撑垫块或和柱箍筋点焊连接。