钢结构基础知识之钢结构预埋件.docx
《钢结构基础知识之钢结构预埋件.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢结构基础知识之钢结构预埋件.docx（18页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
钢结构基础知识之钢结构预埋件
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＞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。
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
钢板
厚度
（mm）
锚固钢筋
（HRB335）
受拉承载力
设计值
（KN）
锚固钢筋
最大间距
（mm）
角焊缝
高度hf
（mm）
锚固钢筋长度（mm）
C20
C25
C30
8
4φ12
60
120
8
500
450
400
6φ12
90
80
9φ12
130
80
10
4φ12
60
150
8
500
450
400
4φ14
80
150
10
550
500
450
4φ16
100
150
10
650
550
500
6φ12
90
100
8
500
450
400
6φ14
120
100
10
550
500
450
6φ16
150
100
10
650
550
500
9φ12
140
100
8
500
450
400
9φ14
180
100
10
550
500
450
9φ16
230
100
10
650
550
500
12
4φ12
60
180
8
500
450
400
4φ14
80
180
10
550
500
450
4φ16
100
180
10
650
550
500
4φ18
130
180
12
700
650
600
4φ20
160
180
12
800
700
650
6φ12
90
120
8
500
450
400
6φ14
130
120
10
550
500
450
6φ16
160
120
10
650
550
500
6φ18
200
120
12
700
650
600
9φ12
140
120
8
500
450
400
9φ14
190
120
10
550
500
450
9φ16
240
120
10
650
550
500
9φ18
300
120
12
700
650
600
14
4φ12
70
200
8
500
450
400
4φ14
90
200
10
550
500
450
4φ16
110
200
10
650
550
500
4φ18
140
200
12
700
650
600
4φ20
170
200
12
800
700
650
6φ12
100
140
8
500
450
400
6φ14
130
140
10
550
500
450
6φ16
170
140
10
650
550
500
6φ18
200
140
12
700
650
600
9φ12
150
140
8
500
450
400
9φ14
200
140
10
550
500
450
9φ16
250
140
10
650
550
500
9φ18
310
140
12
700
650
600
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：
螺栓规格
M10
M12
M16
M20
M24
M30
M36
M42
M48
螺距t
1.5
1.75
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
（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。
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
三、施工工艺
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）
项目
允许偏差
预埋件顶面
标高
－3.0
0
水平度
L/1000
中心点位置
±10
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）
项目
允许偏差
划线误差
控制点坐标
2.0
埋件边线对控制点
2.0
埋件中心点位置
2.0
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。
（3）锚栓位置精确调整和固定
在混凝土浇注前，必须对锚栓组的位置进行精确的调整和固定。
施工时，主要采用全站仪对锚栓组的位置进行复测，并采用水平尺（检测尺长300-500mm）控制锚栓的垂直度，防止锚栓倾斜。
为确保后续劲性柱的施工质量，锚栓埋设质量必须符合如下要求：
主控项目：
锚栓顶的水平位置、标高应符合设计要求。
检查数量：
全数检查。
检查方法：
采用经纬仪、水准仪、全站仪、水平尺和钢尺实测。
锚栓位置允许偏差（mm）
项目
允许偏差
锚栓顶
标高
±5.0
锚栓
锚栓中心偏移
5.0
同组锚栓对角线长差
±5.0
锚栓组的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，将锚栓组同混凝土内部的钢筋形成整体，确保混凝土浇筑后的锚栓组位置。
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，特别是锚栓上端。
混凝土浇注后应及时进行复测，对预埋件实际因周边混凝土主筋偏移而出现的位置移动要做好相关的调整工作。
由于该区域的作业工人为非本钢结构专业施工工人，因此必须对混凝土浇筑工作做好必要的交底工作和质量保护思想的教育，确保预埋件的位置和标高不受移动。
（4）支承板的就位和调整
混凝土浇注完毕后开始进行支承板的安装，安装后，采用水准靠尺逐一检查水平度，对不符合要求的，可采用调节螺母进行调节，直到支承板的顶面标高和水平度符合设计要求。
升级会员 