2014 08 No08 ·2014 年第 期 福 建 建 筑 Vol · 194 194 总第 期 Fujian Architecture ＆ Construction 浅析各类钢柱脚形式的设计构造要求 任 海波 ( 710075 ) 北京石油化工工程有限公司西安分公司 陕西西安 : ， 、 ， ， 摘 要 在结构设计中 钢结构在工业 民用结构选型时得到越来越多的使用 钢柱脚作为钢结构的基本构件 其计算牵扯到钢结构和混 。 ， 、 ， 凝土结构的不同受力计算 而现在很多文章对某种柱脚的具体计算有具体的描述和研究 但设计计算时牵扯到的规范 规程中 未有一 、 ， 、 。 ， 个详尽 全面的说明 其相关的构造规定也在一些规范 规定中分布较散 本文就柱脚给出了详尽的叙述 为广大钢结构设计者提供一 ， ， 。 份较全面的柱脚设计参考资料 具体计算不再累述 可参考相关文章 : ; ; ; ; 关键词 柱脚 埋入式 插入式 外包式 外露式 中图分类号:TU392． 1 文献标识码:A 文章编号:1004 － 6135 (2014)08 － 0049 － 03 Analysis of structural design of steel column base form requirement ＲEN Haibo (Beijing Petrochemical Engineering Co. Ltd. Xi＇an Branch ，Xi＇an 710075) Abstract :In structural design ，the steel structure has been used more and more in the selection of industrial or civil construction. Steel column base as a basic component of steel structure ，the calculation involves the calculation of different stress of steel structure and concrete structure. Now a lot of the calculation of a column has a detailed description and research . But in the involveed design calculations of in norms and rules ，it ’s without a detailed and comprehensive ex- planation. The relevant provisions of the construction are scattered too in some specifications and regulations. This paper gives a detailed description of the col- umn base ，provide a more comprehensive column design reference for the steel structure designers ，specific computational not tired ，can refer to the relevant ar- ticle. Keywords :The column base ;Embedded column base ;Insert column base ;encased column base ;open rigid column base E-mail :shixianxingtu@ 163． co ( ) ， 柱脚是钢结构建 构 筑物中 用于将钢柱固定于钢筋混 ; 凝土基础上的结构构件 其作用是将上部结构的作用效应传给 基础或下部支撑结构。 1 柱脚分类 1. 1 ( 1)、 钢柱脚构造形式不同分为外露式柱脚 图 插入式柱 ( 2)、 ( 3)、 ( 4 )。 脚 图 埋入式柱脚 图 外包式柱脚 图 是最常用 。 、 ; 、 的一种分类 其中埋入式 外包式为现浇式柱脚 插入式 外露 。 、 k8凯发天生赢家一触即发， 、凯发K8一触即发 式为装配式柱脚 外露式 外包式柱脚埋深较浅 埋入式 插入 式柱脚埋入深度较深。 1. 2 。 传力方式不同分为铰接柱脚和刚接柱脚 其中铰接柱脚 ， ， ， 只传递竖向力和水平力 不传递弯矩 一般用于轴心受压柱 而 。 ， 、 、 、 偏心受压柱多用刚性柱脚 另外 埋入式 外包式 插入式 外 ; 。 露式均可为刚接柱脚 铰接柱脚一般用外露式 1 露式柱脚 图 外 1. 3 。 柱脚的结构形式不同分为整体式柱脚和分离式柱脚 外 、 。 露式和埋入式 插入式均可采用整体式和分离式 整体式柱脚 。 常用于实腹式柱和截面较小的格构柱 分离式柱脚用于截面 较大的格构柱。 以下就第一种常用分类进行分析。 : (1976． 1 － )， ， 。 作者简介 任海波 男 工程师 收稿日期:2014 － 04 － 15 2 图 插入式柱脚 2014 08 194 · ·50 · 年 期 总第 期 任海波 浅析各类钢柱脚形式的设计构造要求 《 》GB50007 ， 标准 建筑地基基础设计规范 的规定 锚栓端部应 。 24mm ， 按规定设置弯钩和锚板 锚栓的直径不宜小于 且应采 。 用双螺帽 计算有柱间支撑的柱脚锚栓在风荷载作用下的上 ， ， 拔力时 应计入柱间支撑产生的最大竖向分力 不考虑活荷载 ( )、 ， 或雪荷载 积灰荷载和附加荷载的影响 恒荷载分项系数应 1. 0。 。 取 柱脚锚栓不宜用于承受柱脚底部的水平剪力 此水 平剪力可由底板与混凝土基础间的摩擦力或设置抗剪键承受。 ， 。 计算柱脚锚栓的受拉承载力时 应采用螺纹处的有效面积 《 》(GB50011 － 2010)［3］( 《 》) 建筑抗震设计规范 简称 抗规 : 、 :6 、7 规定 多 高层钢结构框架的抗震构造措施 度且高度不超 3 入式柱脚 图 埋 50m ， 过 时可采用外露式 柱脚锚栓不宜小于柱截面塑性屈服 1. 2 。 ， 承载力的 倍 柱脚锚栓不宜用以承受柱底水平剪力 柱底 剪力应由钢底板与基础间的摩擦力或设置抗剪键及其他措施 。 。 承担 柱脚锚栓应可靠锚固 2. 2 埋入式柱脚 、 、 一般由柱底板 锚栓 钢柱埋入部分上部水平加劲肋或隔 、 。 : 板 栓钉及基础附加柱脚钢筋等组成 具体包括 1) : 、 内力传递方式 柱竖向力由柱身与混凝土间的摩擦力 ; 翼缘栓钉及柱底板反力承受 水平剪力及弯矩由与柱翼缘接触 的混凝土侧压力所产生的弯矩来平衡。 2) :a) 计算内容包括 钢柱埋入部分上部水平加劲肋或隔 ;b) ;c) ;d) 板的计算 翼缘栓钉计算 柱脚混凝土承压应力计算 ;e) ;f) 钢柱四周设置的主筋和箍筋的计算 柱脚底板计算 柱脚 4 包式柱脚 图 外 锚栓计算。 2 柱脚对比 3)规范构造要求: 2. 1 外露式柱脚 《 》 : 、 高钢规 规定 多 高层钢框架柱脚宜采用埋入式或外包 、 ( )、 、 、 一般由底板 靴板 靴梁 隔板 加劲肋 锚栓及其支撑托 。 ， ， 式柱脚 埋入式柱脚的埋深 对轻型工字钢柱 不得小于钢柱 ， 。 : 座等组成 分离式柱脚还有加强角钢等 具体包括 ; H ， 截面高度的二倍 对于大截面 型钢柱和箱型柱 不得小于钢 1) : ( )、 、 内力传递方式 柱竖向压力由靴板 靴梁 隔板 加劲 。 ， 柱截面高度的三倍 埋入式柱脚钢柱翼缘的保护层厚度 应符 ; 肋通过底板向下传递至基础或混凝土构件 柱竖向拉力由柱脚 : 、 180mm ; 、 合下列规定 一 对中间柱不得小于 二 对边柱和角柱 ; 锚栓承担 水平剪力由柱脚底板与基础或混凝土构件之间的摩 250mm ; 的外侧不宜小于 埋入式柱脚钢柱的承压翼缘到基础 ， ; 擦力来抵抗 剪力较大时可加抗剪键 柱的弯矩可分解为偏心 ; ， 梁端部的距离由计算确定 埋入式柱脚的钢柱四周 应按下列 、 。 拉 压力进行传递和抵抗 : 、 ; 、 要求设置主筋和箍筋 一 主筋的截面面积应计算确定 二 主 2) :a) ;b) ;c) ; 计算内容包括 底板计算 抗剪计算 锚栓计算 0. 2% ， 4 22 ， 筋的最小含钢率为 其配筋不宜小于 Φ 并在端部设 d) ( )、 、 ;e) 。 靴板 靴梁 隔板 加劲肋计算 焊缝计算 。 35d (d )，当主筋 弯钩 主筋的锚固长度不应小于 为钢筋直径 3)规范构造要求: 200mm ， 16 。 、 的中心距大于 时 应设置Φ 的架立筋 三 箍筋宜为 《 》(JGJ99 － 98 )［2］ ( 《 高层民用钢结构技术规程 简称 高钢 10， 100，; 3 12、 Φ 间距 在埋入部分的顶部应配置不少于 Φ 间距 》) : 。 规 规定 仅传递垂直荷载的铰接柱脚可采用外露式柱脚 50 的加强箍筋。 ; ［1］ 底板尺寸应根据基础混凝土的抗压强度设计值确定 底板出现 《 》(GB50017—2003) ( 《 》) 钢结构设计规范 简称 钢规 规 ， 。 60mm ， 负值时 应由锚栓来承受拉力 当锚栓直径大于 时 可 : 定 埋入式柱脚的混凝土保护层厚度以及外包式柱脚外包混凝 ; 按钢筋混凝土压弯构件中计算钢筋的方法确定锚栓直径 锚栓 土的厚度均不应小于180mm。钢柱的埋入部分和外包部分均 ， ; 和支承托板应连接牢固 后者应能承受锚栓的拉力 锚栓的内 ( )， 宜在柱的翼缘上设置圆柱头焊钉 栓钉 其直径不得小于 。 ， 力应由其与混凝土之间的粘结力传递 当埋深受到限制时 锚 16mm， 200mm 。 水平及竖向中心距不得大于 埋入式柱脚在埋 ; ， 栓应固定在锚板或锚梁上 柱脚底板的水平反力 由底板和基 入部分的顶部应设置水平加劲肋或隔板。 ， 0. 4 。 础混凝土间的摩擦力传递 摩擦系数可取 当水平反力超 《 》 : ， 抗规 规定 单层钢结构厂房抗震构造措施 柱脚应能可 ， :a) 过摩擦力时 可选用下列方法之一加强 底板下部焊接抗剪 ， 、 。 靠传递柱身承载力 宜采用埋入式 插入式或外包式柱脚 实 ;b) 。 键 柱脚外包钢筋混凝土 、 ， ， 腹式钢柱采用埋入式 插入式柱脚的埋入深度 应由计算确定 《 》(CECS 102 : 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 且不得小于钢柱截面高度的2. 5 倍。 2002)［4］( 《 》) : ， 简称 门钢 规定 门钢结构的柱脚 宜采用平板式 2. 3 插入式柱脚 。 ， 。 铰接柱脚 当有必要时 也可采用刚接柱脚 变截面柱下端的 ， 、 、 主要用于单层工业厂房工程 其构造简单 节约钢材 安全 ， 200mm 。 。 宽度应视具体情况确定 但不宜小于 柱脚锚栓应采 可靠 Q235 Q345 。 、 、 用 钢或 钢制作 锚栓的锚固长度应符合现行国家 一般由柱底板 钢柱埋入部分上部水平加劲肋或隔板 预 2014 08 194 · ·51 · 年 期 总第 期 任海波 浅析各类钢柱脚形式的设计构造要求 制 、 。 3)规范构造要求: 杯口 后浇细石混凝土层及基础附加柱脚钢筋等组成 具体 : 《 》 : 、 ， 包括 抗规 规定 对于多 高层钢结构框架 钢结构刚性柱脚 1) : ， 。 ， 内力传递方式 柱竖向力由柱身与二次灌浆层间的粘 宜采用埋入式 也可采用外包式柱脚 对于单层钢结构厂房 ; ， H 剪力及柱底板反力承受 水平剪力及弯矩由通过二次灌浆层对 采用外包式柱脚时 实腹 形截面柱的钢筋混凝土外包高度 。 2. 5 ， 柱翼缘接触的混凝土侧压力所产生的弯矩来平衡 不宜小于 倍的钢结构截面高度 箱型截面柱或圆管截面柱 2) :a) 的钢筋混凝土外包高度不宜小于3. 0 倍的钢结构截面高度或 计算内容包括 钢柱埋入部分上部水平加劲肋或隔板 ;b) ;c) 圆管截面直径。 的确定 插入式柱脚的混凝土承压应力计算 杯口基础杯壁 、 ;d) 。 《 》 : 混凝土局部受压 杯口底板抗冲切计算 柱脚底板计算 高钢规 规定 外包式柱脚的混凝土外包高度与埋入式 3) : 。 规范构造要求 柱脚的埋入深度要求应相同 外包式柱脚的抗震第一阶段设 《 》 : ， ， : 、 ， 钢规 规定 插入式柱脚中 钢柱插入混凝土基础杯口的 计 应符合下列规定 一 在计算平面内 钢柱一侧翼缘上的圆 din ( 1) ， 500mm ， ， 。 最小深度 定可按 表 取用 但不宜小于 亦不宜 柱头栓钉数目 应按规范公式计算 柱轴向的栓钉间距不得大 1 /20。 200mm 。 、 小于吊装时钢柱长度的 于 二 外包式柱脚底部的弯矩全部由外包钢筋混凝 钢柱插入杯口的最小深度 ， 。 ， 土承受 其抗弯承载力应按下式验算 受拉主筋的锚固长度 《 》 。 柱 ( ) 应符合现行国家标准 钢筋混凝土结构设计规范 的规定 截面形式 实腹柱 双肢格构柱 单杯口或双杯口 din 1. 5hc 1. 5dc 0. 5hc 1. 5bc ( dc) 最小插入深度 或 和 或 的较大值 、 ， ， 三 外包混凝土的抗剪承载力 应根据钢柱的型钢截面不同 按 :1 hc ( ) ;dc 。 注 为柱截面高度 长边尺寸 ;bc 为柱截面宽度 为圆管柱的外径 规范公式计算。 2 50mm ， ， 钢柱底端至基础杯口底的距离一般采用 当有柱底板时 可采用 3 选用建议 200mm 。 ， 。 由上可知 外露式柱脚一般多用铰接形式 刚接形式仅用 《 》 : ， 抗规 规定 格构式柱采用插入式柱脚的埋入深度 应由 ， 、 于受外力较小的情况 埋入式 插入式及外包式柱脚在插入深 ， ( ) 计算确定 其最小插入深度不得小于单肢截面高度 或外径 ( 、 )、 、 度 或外包高度 埋入深度 栓钉 钢柱埋入部分上部水平加 2. 5 ， 0. 5 。 的 倍 且不得小于柱总宽度的 倍 、 、 、 劲肋或隔板 柱脚底板尺寸 厚度和抗剪键 柱脚锚栓的确定和 《 》 杯口尺寸按照 建筑地基基础设计规范 中混凝土柱下杯 ， 基础端口混凝土受压计算等方面 规范的构造规定及计算均类 ， 。 口基础构造要求设计 通过计算校核杯口尺寸 ， 似或相同 设计时根据文中所描述的基础及下部钢筋混凝土结 2. 4 外包式柱脚 、 、 。 构形式 埋深 受力大小及施工情况等选择 、 、 外包式柱脚由柱底板 锚栓 钢柱埋入部分上部水平加劲 参 考文献 、 。 : 肋 栓钉及外包柱脚的钢筋混凝土等组成 具体包括 ［1］GB50017—2003 ， ［S］. 钢结构设计规范 1) : ; 内力传递方式 外包钢筋混凝土承受全部弯矩 柱竖向 ［2］JGJ99 － 98 ， ［S］. 高层民用建筑钢结构技术规程 ; 力由柱翼缘栓钉及柱底板传递 水平剪力由底板和混凝土之间 ［3］GB50011 － 2010 ， ［S］. 建筑抗震设计规范 ， ， 的摩擦力抵消一部分 其余由外包钢筋混凝土承担 一般不考 ［4］CECS 102 :2002 ，门式钢架轻型房屋钢结构技术规程［S］. ; ［5］ ( 、 ) ［M］. 虑钢柱与混凝土的抗剪粘结 也可将剩余部分剪力由柱底板抗 钢结构设计手册 上 下册 第四版 ［6］ ， ， . 剪键承担。 但泽义 罗福盛 邓玉孙 钢柱脚与混凝土基础刚接连接设计方法 . ［J］． ，2010 05 . 2) :a) 探讨 钢结构工程研究 钢铁技术 年 期 计算内容包括 钢柱埋入部分上部水平加劲肋或隔 ［7］ ， ， . ［J］. ;b) ;c) 李祖婷 杨婷连 王宁 浅析钢结构柱脚形式 四川建筑科学研 板的确定 翼缘栓钉计算 外包式柱脚的钢筋混凝土配筋 ，2012 05 ． ;d) ;f) 。 究 年 期 计算 柱脚底板和抗剪键的确定 柱脚锚栓的计算 ( 36 ) ， ， ， 上接第 页 动建设美丽景区 建设美丽厦门 直至建设美丽中国 实现伟大 3. 6 。 、 。 中国梦。 事后控制 做好竣工验收 内业资料和竣工结算工作 ， ， ， 参 考文献 深入现场 严格履行职责 重点抓工程量复核签证 把关合同内 ［1］ . 、 ［J］. ， 、 王秀红 旅游产业转型升级的重点 难点及对策研究 河南农 与合同外工程竣工结算 严格按国家和企业规范做好工程竣工 ( ) 。 业，2012 (8)． 结算 建设单位和审核机构审核 和内业资料整理归档工作 ［2］ . . 王建军 吕拉昌 基于公共关系的广州城市旅游品牌塑造研究 4 结论 ［J］. 价格月刊，2011 (03)． 依 、 、 ， 据省 市 区政府相关旅游发展规划 结合旅游景区实 ［3］ . ［J］. ，2008 (12)． 车玲 促进中国旅游业升级转型 发展研究 ， ， ， 际 注重规划策划创新优化 注重单体和群体优化规划设计 创 ［4］ . ［D］. 吴松 旅游景区的品牌形象塑造与传播研究 四川省社会科 ， 4A 新施工技术管理 严格履行国家工程建设规范及 景区标 学院，2008 年． ， ， ， 准 做好景区产品开发 完善景区相关基础配套设施 打造独具 ［5］ . . ［J］. ，2007 (3)． 陈永欣 林树枝 重大项目策划与设计优化 福建建筑 ， ， 特色核心品牌 北辰山景区一期建成后 节约工程投资数百万 ［6］ . . ［J］. 李竞 陆惠民 浅析我国当前工程项目质量控制问题与对策 ， 4A ， 元 美丽厦门北辰山旅游景区获得国家 级景区审批 景区 建筑经济，2009 (s1)． ［7］ . . . ［J］. 、 ， “ 李小卫 邱有山 黎映红 浅谈园林工程施工的控制 现代物 社会效益 经济效益和环境效益获得质的飞跃 实现 建设美 ( ) ”， 、 业 上旬刊 ，2012 (6)． 丽旅游景区与旅游产业转型升级 厦门市优秀旅游城市 美 ， ， 丽厦门品牌进一步夯实 推进旅游战略新兴支柱产业发展 推

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