钢结构柱脚抗剪键设计方法研究
浅议钢结构柱脚抗剪键的设计
浅议钢结构柱脚抗剪键的设计朱 舰 马山积 李卫东(西安体育学院 710068;中国新时代国际工程公司 710054 西安)摘 要:钢结构柱脚抗剪键的设计是困惑钢结构设计人员的一个问题。
本丈提出摩擦力的算法、抗剪键的常用做法及抗剪键漏设后的补救措施。
对设计提出一些建议,供设计参考。
关键词:抗剪键;轴力;措施1.概况钢结构柱脚抗剪键的设计是困惑钢结构设计人员的一个问题,《钢结构设计规范》G B50017—2003第8.4.13条规定,柱脚锚栓不宜用以承受柱脚底部的水平反力,此水平反力由底板与混凝土基础间的摩擦力(摩擦系数可取0.4)或设置抗剪键来承受。
规范中对压力的取值没有明确的规定,一般设计中仅取轴力项,而忽视弯矩的影响,导致设计轻钢结构时均增加抗剪键,施工极其不方便,施工钢柱很难保证规范要求的偏差,本文对压力的取值给出明确的取法。
2.压力的取值对于刚接柱脚,设反力为压力N,剪力V,弯矩M。
按一般的概念,应该是0.4N<V时,则认为柱底摩擦力不足以抵抗水平剪力,此时要加抗剪键(如果不考虑锚栓抗剪)。
但由于有弯矩M的存在,它必将在柱底一部分产生压力,一部分产生拉力,设弯矩产生的压力部分合力为T,弯矩作用产生的拉力直接由锚栓传给基础,在柱底板与基础顶面间其实并不存在拉力区。
压力会产生摩擦力,实际上并不存在的拉力不可能产生与之相反的“负摩擦力”,所以柱底的摩擦力应该是所有压力产生的摩擦力之和,即0.4(N+ T),应该由0.4(N+T)与V来比较以决定是否加抗剪键。
规范V<0.4N(压力),个公式只是个简化公式,也就是由F摩=μN而来,这个N是一般假定过中心,且均匀分布在底板下,此外只有压力N才贡献F摩阻力。
用数学角度来分析,库仑定律(经典的摩擦理论),摩擦力与作用于摩擦面的垂直力成正比例,与外表的接触面积之大小无关。
锚栓可看作混凝土结构中的受拉钢筋,而我们知道在混凝土梁的正截面分析中是不考虑混凝土抗拉的,而钢筋拉力与混凝土受压区的压应力的合力是相等的。
浅议钢结构柱脚抗剪键的设计
浅议钢结构柱脚抗剪键的设计
李海年 刘翔 字 １ ． 黑龙江省纺织工业设计 院 ２ ． 黑龙江省轻 工设计院
１ ５ ０ ０ ０ ０
【 摘要ｌ 在进行建 筑施工过程 中 ， 为了 增 加钢结构柱脚 的抗剪力， 增 柱 脚， 突然 增大的惯性 力对 结构非 常不利 ， 所以在有 起重设备 时各柱下 加柱脚 的稳定性 ， 对钢 结构柱脚进行抗剪键设计是十分必要 的。本文主要 均 宜 设 置 抗 剪 键 。 通过 抗剪键在建筑施 工中的作用和优 点进行分析， 阐述钢结构柱脚抗剪键 ２ ． ３ 柱 间支撑 所处开 间的柱下应设置 抗剪键 。 厂房 的纵向水平力通 设计的重要性 和， 和具体 的施工工艺，旨在为同行提供参考数据 ， 促 进我 过 系杆 传给柱 间支 撑 ， 又通 过柱 脚 传给基 础 ， 柱 间支撑所 处 开间的 柱 脚 承担着厂房大部分 纵 向水平力， 一般较大 ， 此处 为抗剪设 计的薄 弱环 国建 筑 行 业 的发 展 。
３ 抗 剪键 的材 料及构 造 抗 剪键 的材 料有钢板 、 角钢 、 槽钢 、 工字钢 等 ， 为 保证焊 接 的可靠 增加 钢结构 脚的抗 剪力是十分必要 的。
性 不宜选 用Ｑ ２ ３ ５ 沸腾钢 。 在柱 脚施 工中， 抗剪键的设 置通常是在 基础中 预留槽， 待柱安装 后做二次浇 灌和养护 ， 二 次后浇混 凝土采用 比基础混 １ 柱脚 受水 平 力分 析 钢 结构周 围都 被混 凝土所 包容 ， 钢 结构会产生一定 的水平力 ， 水平 凝土 强度等级 高～级 的细石混 凝土 掺少 量的微 膨胀剂 。 因此抗 剪键 是 力从柱 脚 自 下 而上的朝抗 剪键转移。 抗剪键相 当于一个 中转站 ， 把 柱脚 和混凝 土紧密结合在一起 的， 应考虑 抗剪键与混 凝土 的协同工作 ， 留置 传上 来的水平力再传达 给混凝 土 ， 在传递 过程 中， 抗 剪键受 到水平力 的 键槽 时每侧 宽出抗 剪键 不小于３ ０ ａｍ， ｒ 底部 空隙高度 不小于２ ０ ａｍ， ｒ 在 压 迫产生弯 曲现象 。 抗 剪键 的弯曲程 度局盯着混 凝土承受压 力的程 度， 柱脚底板 和基础顶 面之间留有一定 空间， 柱 脚铰接时不宜大 于５ ０ ａｍ， ｒ 抗 剪键 弯曲越 大， 混凝 土受到额压 迫越大 。 钢结 构的坚硬程 度相比混凝 柱脚刚接时不宜大于 ｌ Ｏ Ｏ ｍｍ。 土要大得 多， 水平力先回作用于 钢结构本 身， 因此 ， 钢 结构是第一受 力物 ４ 抗剪 键 的施 工 体， 水平压力越大 ， 钢结 构受到 的压 力越 大， 抗 剪键 的弯曲程 度越大 ， 如 抗剪键 的施 工过 程 中有几个细 节需要 特 别注意 。 首先 是实柱 脚底 果水平压 力的力度超过 了混凝土本 身的荷载 力， 在桂脚和 抗剪键之 间的 板与混 凝土 基础之 间的距 离必须按 照标准 要求进 行预 留。 缝 隙最 好不 混凝 土就会 出现破 裂， 甚至破碎 。 这个时候 ， 抗剪键的作用便会失效 ， 无 要超过 ５ ０ ａｍ。 ｒ 这是 为了保 障脚底板 和混凝 土基础 受到温度 的影响 ， 发 法起 到中转 的效果 ， 对 钢结 构的 整体功 效产生了影 响。 因此 ， 一定 要注 生相应的收缩 或者 膨胀现象 ， 如果 空隙过 小， 可能会对结构 造成挤压 ，
钢结构柱脚抗剪键设计方法研究
万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据钢结构柱脚抗剪键设计方法研究作者：肖南， 何亮， XIAO Nan， HE Liang作者单位：浙江大学,建筑工程学院,浙江,杭州,310027刊名：浙江大学学报(工学版)英文刊名：JOURNAL OF ZHEJIANG UNIVERSITY(ENGINEERING SCIENCE)年，卷(期)：2007,41(1)被引用次数：4次1.Eurocode 3 Design of steel structures(1) 20042.GB 50017-2002.钢结构设计规范 20033.童根树;吴光美钢柱脚单个锚栓的承载力设计[期刊论文]-建筑结构 2004(02)4.童根树;吴光美钢柱脚锚栓设计内力计算方法综述[期刊论文]-建筑结构 2004(06)5.UEDA T;KITIPORNCHAIi S;LING K Experimental investigation of anchor bolts under shear 1988(04)6.KLINGNER R E;MENDONCA J A Shear capacity of short anchor bolts and welded studs:a literature review 1982(05)7.GB 50010-2002.混凝土结构设计规范 20028.舒士霖钢筋混凝土结构 19969.唐锦春;孙炳楠;郭鼎康计算结构力学 19891.刘西金露出型钢柱脚抗剪性能试验及其计算方法研究[学位论文]20082.王晓星.何敏宜.Wang Xiaoxing.He Minyi抗剪键的设计与施工[期刊论文]-钢结构2009,24(11)3.杨建水平荷载下埋入式钢柱脚基础段受力性能研究[学位论文]20094.隋庆海.SUI Qing-hai外露式钢柱脚节点连接设计的几个问题刍议[期刊论文]-建筑钢结构进展2005,7(2)1.王晓星.何敏宜抗剪键的设计与施工[期刊论文]-钢结构 2009(11)2.肖南.李莎.赵文争钢结构柱脚抗剪键抗剪承载力计算[期刊论文]-建筑结构学报 2010(7)3.肖南.顾强强钢柱脚抗剪键埋深的对偶函数积分变换解法[期刊论文]-浙江大学学报（工学版） 2009(2)4.李维平.刘西金露出型钢柱脚抗剪承载力计算方法探讨[期刊论文]-中国科技信息 2009(3)本文链接：/Periodical_zjdxxb-gx200701033.aspx。
钢结构柱脚抗剪键设计方法研究
钢结构柱脚抗剪键设计方法研究钢结构柱脚抗剪键设计方法研究【摘要】本文主要围绕着钢结构柱脚的抗剪键展开论述，分析了钢结构柱脚的抗剪键设计的主要方法，提出了设计的一些有效的对策和措施，希望能够有效提高钢结构柱脚的抗剪键设计效果。
【关键词】钢结构；柱脚；抗剪键；设计一、前言随着我国建筑行业的快速发展，钢结构建筑数量不断增多，钢结构建筑中，柱脚抗剪键起到了非常重要的作用，因此，必须要重视钢结构柱脚的抗剪键的设计工作。
二、柱脚水平反力的传递方法和机理1、利用柱脚底板与基础}昆凝土问的摩擦力。
这种方法简单直观，易于理解，其前提条件是柱脚压力必须足够大以便能够提供足够的摩擦力来传递柱脚水平反力至基础。
但在某些情况下柱脚出现拉力的时候，例如柱问支撑位置处的柱脚，由于通常会同时存在比较大的拉力和水平力，单纯依靠这种方法是不可行的。
无论摩擦系数如何取值，问题的关键都是不能过高地估算柱脚的垂直反力。
国外有文献建议，为安全起见，在计算垂直反力时，永久荷载所贡献的部分要折减25％。
2、设置剪力键。
当柱脚垂直反力引起的摩擦力不足以抵抗柱脚底板水平反力的时候，常用的办法是在柱脚底板底面焊接剪力键，剪力键可以采用钢板或者型钢。
这时剪力键承担的是扣除摩擦力以后的柱脚水平反力部分，但由于剪力键的刚度很大，并且为计算方便起见，一般都假定柱脚水平反力全部由剪力键传递。
这种方法需要在基础中设置预留坑或孔，大型柱脚底板还要开设灌浆孔，施工相对困难，二次灌浆不容易密实。
3、利用地脚螺栓的承压、抗剪。
利用锚栓传递水平反力。
通常有两个途径：（一）锚栓与柱脚底板问的摩擦力，其大小取决于锚栓与柱脚底板间夹紧力大小；（二）锚栓承压、受剪，这时锚栓处于类似于高强螺栓承压型连接中螺栓的受力状态。
在拧紧螺母的时候锚栓可能会获得一定的预拉力(即使锚栓没有被拧紧，由于锚栓在柱脚水平反力作用下向外剪切外围混凝土的时候，此部分混凝土趋于上翘从而顶紧底板，相当于提供了预拉力)，但在实际工程中，这种夹紧力在大多数情况下不是一直存在的。
钢结构柱脚抗剪承载力计算分析及设计
关 键 词 :钢柱脚,抗 剪 键 ，承载力,摩擦力
中图分类号:TU312
文献标识码:A
〇 引言 近 年 来 ，我公司承担的化工、热 电 、石 化 等 工 程 设 计 中 ，钢框
架及轻型门式刚架的应用十分普遍。在这类结构设计中 均 涉 及 到 柱 脚 抗 剪 承 载 力 计 算 的 问 题 ，图 纸 审 查 机 构 也 会 要 求 设 计 人 提 供柱脚抗剪承载力的计算书。然 而 ，国内现有的设计规范及计算 软 件 对 柱 脚 抗 剪 承 载 力 设 计 方 面 表 达 比 较 模 糊 ，给 结 构 设 计 人 员 带 来 很 多 困惑。
栓更不能承受剪力。但 对 于 没 有 靴 梁 的 锚 栓 ，国 外 有 两 种 意 见 ， 一 种 认 为 可 以 承 受 剪 力 ，另 一 种 则 不 考 虑 （见 G.BALLI0 ，F.M. MAZZOLANI著 《钢 结 构 理 论 与 设 计 》，冶 金 部 建 筑 研 究 总 院 译 ， 1985年 1 2 月 ）。另 外 ，在 我 国 亦 有 资 料 建 议 ，在抗震设计中可用 半经验半理论的方法适当考虑外露式钢柱脚（不 管 有 无 靴 梁 ）受 压侧锚栓的抗剪作用。
铰接柱脚： ■Na
(a + />) + n 2A ec2/ ( a + b ) (3)
锚栓
钢柱
柱脚底板
基！ _顶标局
二次灌浆层
"X 基础短柱
\ …l………
nV !
n
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B
b )铰接柱脚详图 图1 柱脚详图
2 钢柱脚抗剪承载力性能分析
本文将钢柱脚抗剪性能的分析分三个方面来展开，分 别 是 ：
1)
摩擦力；
钢结构柱脚抗剪键设计探讨
钢结构柱脚抗剪键设计探讨作者：魏鹏来源：《中国科技纵横》2014年第10期【摘要】柱脚受剪破坏发生在混凝土基础中，不易发现且难以采取加固措施，所以在设计过程中提前做好柱脚的抗剪设计就显得非常重要。
【关键词】钢柱脚抗剪键二次灌浆钢结构设计中，结构上部荷载通过钢柱柱脚传递到基础，因此柱脚的设计能否可靠地传递上部荷载在整个结构的设计中起着至关重要的作用。
通常来说，柱脚的剪力可由以下几种方式来承担：①柱底板与混凝土基础见得摩擦力；②锚栓的栓杆抗剪；③柱脚底板的抗剪键；④柱外包混凝土。
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）第8.4.13条明确规定：柱脚锚栓不宜用以承受柱脚底部的水平反力，此水平反力由底板与混凝土基础间的摩擦力（摩擦系数可取0.4）或设置抗剪键承受。
而柱脚受剪破坏发生在混凝土基础中，不易发现且难以采取加固措施，所以在设计过程中提前做好柱脚的抗剪设计就显得非常重要。
1 柱脚压力的取值通常情况下，对于刚接柱脚，在设计过程中都仅仅考虑了柱脚的竖向力N而没有考虑弯矩M的作用。
其实，由于M的存在，将会使钢柱底一部分产生拉力T拉，一部分产生压力T 压，前者直接通过柱脚锚栓传给基础（锚栓看作为混凝土基础中的受拉钢筋），后者将会和竖向力N形成合力，增大钢柱底板与混凝土接触面上的摩擦力，所以此时公式中的摩擦力0.4N 可以考虑为0.4（N+T压）。
而在混凝土梁的正截面承载力计算分析中是不考虑混凝土抗拉的，所以根据力的平衡，在弯矩M作用下，作为受拉钢筋考虑的锚栓T拉=混凝土受压区的压应力T压，所以最终的结果将是通过比较0.4（N+T拉）与V来判断抗剪键的设置与否。
设计过程中将会有以下几种情况：①M=0，N>0，锚栓拉力T拉=0，接触面间的摩擦力f=0.4N；②M>0，N>0，但底板没有受拉区（小偏心），锚栓拉力T拉=0，接触面间的摩擦力f=0.4N；③M>0，N>0，底板存在受拉区（大偏心），锚栓拉力T拉>0，接触面间的摩擦力f=0.4（N+T拉）。
浅议钢结构柱脚抗剪键的设计
浅议钢 结构 柱脚抗剪键 的设 计
刘 劫
（ 大庆市城 乡规划编制研究 中心 ， 黑龙江 大庆 １ ６ ３ ０ ０ ０ ） 摘 要： 铜结构建筑物是 当前最为常见的一种建筑物 结构形 式， 钢柱脚是连接钢 结构 与混凝土之间的重要媒介 ， 主要承担 着上部 结 构所带来的承栽力 ， 因此钢柱脚 的设计合理与否直接 关 系到上部结构是否能够将 内力传递于此。钢结构柱脚抗 剪键的设计是 当前钢结构 设计者极其 重视的 问题 。本 文就钢结构柱脚抗 剪键 的设计进行分析 ， 以供 相关技术人 员参考。 关键词 ： 钢 结构 ； 钢柱脚 ； 抗剪键 ； 设计 推导出来 的抗剪键设计公式 ，抗剪键的设计埋深为 ５ ４ ｍ ｍ。而按 非 目前 ， 由于钢结构具有质轻 、 刚度 大 、 承载力好等优点而受到业 线性设计 ， 推导出来的抗剪键设计公式 ， 抗剪键 的设计 埋深为最 小 界人士 的认可与青 睐 ， 也 正因为钢结构质轻 ， 导致在工程设计 过程 值为 ４ ２ ０ ａ ｒ ｍ， 最 大值 为 ４ ８ ５ ｍ ｍ， 通过 以上论述 ， 可以看 出 ， 基 于线性 中， 钢结构柱脚极容易受 到水平荷载的作用 ， 从 而产 生较 大的建立 。 理论计算得到 的抗剪键埋 深和基于非线性理论得 出的抗剪键埋 深 为 了使其具有抗 剪能力 ，越来越多 的设计者 开始 对钢柱脚进行 研 相差很大 ， 按线性理论计算的抗剪键埋深较小 ， 偏于不安全 ， 所以在 究， 目前 已有 了一定 的成绩 ， 柱脚锚栓是提 高结构抗剪能力 的重要 实际工程应用 中应该按非线性理论进行计算 ， 从而得出抗剪键的设 措施 ， 针对于此 ， 技术人员还提 出了相应 的设计公式来对其 进行合 计埋深应该取值为 ４ ５ ０ ｍｍ。 理分析 ， 但是从我 国现行 的规 定制度来看 ， 柱脚锚栓并不 能够用于 ５ 抗 剪 键 设计 技 术 抗剪的分析当中， 因此我们只能够在其 中设置抗剪键或者是增加底 抗剪键 的设置还需要在基础 中设置预 留槽 ， 大型柱脚地 板还需 板与混凝 土之间的摩擦力来提高其抗剪能力 。 要设 置灌浆孑 Ｌ ， 所以施工 比较困难 ， 二次灌浆不容易密室 ， 养护工作 ２ 在 水 平 力 作 用 下钢 柱 脚 的 影 响 不容易开展 ， 为 了让抗剪键承受更 大的水平剪力 ， 必须要求施 工单 般来说 ， 我们在对钢柱脚进行施 工时 ， 会在基础短柱 的顶部 位确保施工质量 ， 即灌浆时要把灌浆材 料充满预 留槽 ， 从而保 证抗 预 留相应 的沟槽 ， 等 到柱 安装 完成之后 ， 我们需要在预 留的沟槽 中 剪键 与混凝土之 间的有效传力 ， 也可以在柱脚底板上 开设 ８ ０ ｍ ｍ的 设计抗剪键 ， 然后在采用灌浆材料来灌注沟槽 ， 此时 ， 抗剪键与混凝 排气孔 ， 方便排气 ， 从而提高整个 系统 的抗剪能力。 为了让抗剪键更 土之间就会 紧密 的联 系 ， 我们 在考虑钢柱脚 的抗剪能力 时 ， 还需要 好地承担水平荷载 ， 抗剪键应该尽 量宽而短 ， 在满 足安装要求 的基 将混凝土的性 能与作用考虑在其 中。 础上二次灌浆层 的厚度应 该尽量薄 ， 这样一来 ， 无 论从施工 角度和 在水平力作用下 ， 底板会将水 平力直接传递 给抗 剪键 ， 最后再 设计角度都 比较经济且合理。 由抗剪键传递给周边 的混凝土 ， 此 时， 如果剪力过大 ， 那么抗剪键就 源于抗剪 键与混凝 土是不可分割 的整体 ， 所 以应该 考虑抗剪键 会逐渐弯曲 ， 并将其压力 直接传递给混凝土。 也就是说 ， 由于混凝土 和混凝土 的协 同工作 ， 为 了保证 这两者的有效协 同工作 ， 应该 在抗 的强度 小于钢材的强度 ， 在受到过大 的水平作用力 的影响时 ， 那么 剪键与柱脚底板之问进行相应的衔接 ， 从而避免 了抗剪键先于混凝 柱脚就会出现裂缝 ， 最终导致 建筑 的底板 以及抗剪键周边 的混凝土 土 遭 到破 坏 。 出现变形 的情况 ， 此 时抗 剪键的强度也就 明显 降低 ， 最终 造成坍塌 确定 了抗 剪键 的理论埋 深之后 ，还需要考 虑柱脚的受力状态 ， 等不 良后果 。因此在对钢柱脚进行施工的过程中 ， 施工人员首先需 并且 以此为依据进行 相应地调整 ， 当柱脚处于压剪状态 时 ， 源于双 要考虑到其埋设深度 ， 这样才 能够从根本上避免上述情况的发生。 向压力作用于混凝土上 ， 所 以其抗压强度的提高会增加抗剪键 的抗 除此之外 ， 施工人员还应该 注意到的是 ， 抗 剪 键 的抗 剪 能 力 主 剪键性能 ， 这时可以适 当地缩小抗剪键 的设计埋深 。 反之 ， 当柱脚处 要取决于钢柱脚 的拉剪状态 ， 因此 ， 如果钢柱脚受到剪力的作 用 ， 那 于拉剪状态 时，其抗压强度的减 弱则会 降低抗 剪键 的抗 剪性 能 ， 可 么不可避免的也会 受到一定 的拉力作用 ， 这 就对抗剪键 的设置提 出 以适当地放大抗剪键 的设计埋深。另外 ， 抗剪键 的设计埋深还与抗 了更高 的要求。 剪键的截面有效 回转半径 、 抗剪键与混凝土相对刚度 的抵抗惯性矩 ３ 柱 脚 水 平 反 力 的 传 递 方式 以及抗剪键承担 的剪力大小 等诸多 因素有关。 当前我 国严禁 采用柱脚锚栓来提高其抗剪能力 ， 因此我们 可以 显然 由于地震时的情况较为复杂 ， 再加上荷 载组合情况的变化 采用设 置抗 剪键或者增加地 面与混 凝土之间 的摩擦力 来提高其抗 系数较大 ，这样在计算 的过程中不可能考虑周 全所 有的受力 状态 ， 剪能力 。其 中在施 工过程 中， 通过增加底板 与混凝土之 间的摩擦力 更别提进行详 细计算 了，所 以施 工人员应 该根 据 自身的实践 经验 ， 是最 简单的一种方法 ， 但是在施工之前 ， 我们需要确保 钢柱脚具有 对 一 些 重 要 的 构架 设 置 柱 脚 抗 剪 键 。 虽 然 利用 抗 剪 键 传 递水 平 力 ， 较 大的压力 ， 这 样才能够承受建立与拉力 ， 因此这一方 式并不能够 构造简单 ， 受力明确 ， 有效方便 ， 与此 同时也会增加设计和施工 的工 将水平 反力 传递到基础部分 当中 ， 无法满 足设 计要 求 ， 因此我们在 作量 ， 但是 ， 为了保证整个工程的施工质量 ， 这种增加又是忽略不计 实际工作中最常用的方法也就是在钢柱脚 的底板设置抗剪键 ， 而我 的 ， 为 了达到提高抗剪键设计 效率的 目的 ， 希望有关部 门制 定相应 们一般会采用方刚或者 Ｈ型钢来作为抗剪键进行设计与施工。 的规 定 和 要 求 。 ４抗剪键的设计方法 结 束 语 过去 ， 施工人员一般会在 钢柱脚底部设置抗 剪键 ， 这样虽然可 在实际工作 中， 钢结构柱脚抗剪键 的设计一 直是设 计人员头疼 以克服基础部分与顶部 之间摩擦力不足 的问题 ， 但是 如果抗剪键埋 的问题 。 通过上述 ， 相信设计人员 已有 了一定的了解 ， 在设计钢结构 设 的深 度不足 ， 东阳会导致柱脚 的水平承 载力 过小 ， 最 终无法提高 柱脚抗剪键的过程 中， 设计人员首先需要分析其水平力作用 以及水 钢结构柱脚的抗剪 能力 。为 了避免这一问题的发生 ， 我们在施工过 平反力 的传 递 ， 然后 在根据实际情况来设置埋设深 度 ， 尽 量避免基 程 中将抗剪键与混凝土两个部分有机 的结合起来 ， 然后根据现行弹 顶之间摩擦力不足的问题 。以此来提高工程 的抗剪能力。 性 以及非线性来 了解混凝 土的应力与应变之 间的关系 ， 最 后再 采取 参考文献 有效 的措施来对抗剪键进行设计 。 ［ １ 慷 介莲． 柱脚锚栓抗剪性能分析 山东建材， ２ ０ ０ ８ （ ５ ） ： ９ ５ — １ ８ ２ ． 设计案例 ： 假设钢结构柱脚的地板设计轴压力是 ２ ５ ｋ Ｎ， 设计剪 【 ２ ］ 黄 崇为， 朱善春， 王大领 ． 『 ］ 式 刚架设计 中柱脚抗剪键 的设 置 科 力是 １ ８ ０ ｋ Ｎ， 基础混凝± 的强度等级为 Ｃ ２ ５ ， 确定抗剪键的尺寸。首 技 创 新 导报 ， ２ ０ ０ ９ （ ３ ） ： ３ ０ — ３ １ ． 先 ，需 要验 算摩 擦 力是 否 满 足钢 结构 的规范 要 求 ，即 ｆ ＝ ２ ５ ０× ［ ３ 】 张昭云． 关于门式轻钢 结构柱底抗 剪键设置 的探讨叽 有 色金 属设 ０ ． ４ ＝ ｌ Ｏ ０ ｋ Ｎ＜Ｖ ＝ Ｉ ８ ０ ｋ Ｎ，也就是指柱 脚地板和混凝土 间的摩擦 力小 计 ， ２ ０ １ ０ （ ２ ） ： ２ ８ — ３ ４ ． 于设计剪力 ， 不 满足规范要求 ， 应该设置抗剪键 。按线性 弹性设计 ，
钢结构房屋柱脚设计的探讨
钢结构房屋柱脚设计的探讨摘要：通过对现有的关于钢柱脚的研究成果的研究可知，钢柱脚对建筑结构具有显著影响。
因此，在后续发展过程中仍需进一步研究钢柱脚的相关理论、形式、试验以及量化设计方法在实际工程中的运用。
近些年来，钢结构的运用范围愈来愈广，关于钢柱脚设计的研究愈来愈倾向于在确保安全的基础上不断提高钢柱脚设计的标准化与规范化。
关键词：柱脚；钢结构；设计；房屋1 抗剪键的设置与要求对于需要承受较高风荷载或需要满足很高抗震设防烈度的区域,通常会在基底中产生很大水平剪力,此时需为柱底板设置抗剪键,从而克服柱底板和混凝土摩擦力过低的问题。
其中，抗剪键的构造应按照“规程”(CECS 102:2002)中的相关要求把水平剪力通过柱底板和混凝土摩擦力或专门利用抗剪键来实现。
对于抗剪键的结构通常是以位于刚架平面上具有较大刚度的工字钢与柱底板面之间以垂直角度进行焊接,同时计算截面和连接焊缝之间的抗剪力。
同时，为基础顶面开设凹坑，从而便于安装过程的插入,接着再实施二次灌浆。
抗剪键需要通过柱底板空隙灌浆的密实度发挥作用,只有确保良好的密实度才能使二次灌浆和混凝土柱底板之间形成协同作用,由此可见，抗剪键除了需要满足合适的截面尺寸与焊缝尺寸,还应选择具有合适密实度的灌浆。
通常以工字钢、角钢、槽钢或钢板来制造抗剪键,并使其长度方向与柱底板之间形成平行排布状态,并使材料与柱底板保持平行，相对于柱底板垂直的状态可以获得较大的抗剪截面并形成大尺寸抗剪焊缝,同时也不必为基础设置凹坑结构。
位于柱底板下的灌浆空隙能够避免抗剪键和基础表面之间的接触,形成空隙结构,确保柱底标高可以获得一定的调整余量,从而使抗剪键发挥作用.确保工程的安全性。
2 柱脚形式及设计方法根据结构内力的不同可以把柱脚分成刚接柱脚与铰接柱脚共两类。
其中，铰接柱脚只可以传递垂直于水平作用载荷，而刚性柱脚除了可以传递上述载荷以外还可以实现弯矩的传递过程。
根据不同的钢结构，可以把刚性柱脚的类型分成外露式、埋入式、外包式三种柱脚。
钢结构柱脚设计探讨
钢结构柱脚随着我国经济建设的快速发展，钢结构在工业及民用建筑房屋中的应用日益广泛。
特别是近年来，随着国家的大力提倡，我国钢结构工程建设得到了空前规模的发展。
柱脚是钢结构的一个重要组成部分，具有固定位置和传力两大作用，对整个结构的安全有重大影响。
然而柱脚设计关键点往往被忽略，计算内容较多、公式复杂、钢结构工程形式多样，柱脚形式多样。
中国著名钢结构建筑本文主要从新建建筑钢柱脚形式的选用、现行新规范对柱脚的相关规定、构造及各种加层钢结构的柱脚节点做法等方面，阐述并整理柱脚设计的相关内容，为设计人员提供一定参考。
1柱脚形式选用现行规范对柱脚形式选用的规定不同类型钢结构工程柱脚查询表对于高层钢结构工程而言，地下室框架柱一般均采用组合结构，如果按照《组合规》第6.5条规定，基础底板厚度较大，柱脚设计和构造偏于严格，造成基础设计的极大浪费和不合理。
结合柱脚受力机理，可主要参考《高钢规》的规定。
对于一些执行规范较严格的地区，设计人员对柱脚的设计也可采用性能化的设计方式，即采用大震下地震组合内力对柱脚进行设计，大震下地震力组合值系数可取1.0，材料的强度采用标准值。
综合以上各规范对钢结构柱脚设计的规定，对于不同类型钢结构工程可选用的柱脚见下表。
新钢标对于柱脚的新规定1. 新钢标明确规定，插入式柱脚可用于多层钢结构框架柱，正式认可了插入式柱脚在民用建筑中的应用。
插入式柱脚之前主要出现在工业建筑的相关内容。
2. 关于抗震性能化设计中对于柱脚的另外一些相关规定，详《钢结构设计标准》(GB50017-2017)第17.2.12条。
3. 新钢标关于外包式柱脚参考了日本的相关规定，受力模式跟之前规范有更新，钢柱弯矩在外包柱脚顶部钢筋位置处最大，底板处约为零，弯矩通过钢柱和混凝土之间的压力传递。
以往受力模式假定是，轴力由钢柱底板传递，弯矩通过栓钉传递给混凝土短柱，受力模式的变化导致对栓钉的设计要求有所不同。
新钢标条文中不再写栓钉的要求，只是在图中表示栓钉为可选项，与高钢规表示“外包部分的钢柱翼缘表面宜设置栓钉”相吻合，即栓钉为构造措施。
钢结构房屋柱脚设计的探讨
钢结构房屋柱脚设计的探讨
要:为使柱底板与混凝土基础之间的调整空隙用无收缩砂填充密实,针对工程实际,提出处理调整空隙时对材料、施工、监理的要求,以保证工程安全。
对规程中抗剪键的设置不够具体等问题,提出抗剪键的设置建议及计算公式。
关键词:轻型钢结构;柱脚;无收缩砂浆;密实;抗剪键
对于建筑物,基础的安全是保证建筑物安全的核心,而如何将柱脚的内力安全有效地传递到基础上是基础设计的关键。
所以对建筑物基础设计、施工、监理都应引起足够的重视。
然而对轻型钢结构房屋柱脚的现场处理存在影响结构安全的不利因素,尤其是柱底板和基础顶面之间的二次找平层处理及柱脚抗剪键的设计,在各地区均较为突出,笔者经过多年的设计和工程的现场实践,提出以下几点想法,愿与业内人士共同探讨。
1 构造要求
钢结构房屋及高层钢结构建筑的基础处理,有一个共同的技术要求:必须严格控制柱基标高,使其结构的安装误差满足规范要求,以保证上部结构标高的准确性。
可是对同一建筑物,混凝土基础顶标高施工验收标准的允许误差远远大于钢结构施工验收标准允许误差,两种不同材料,不同施工工艺的结构形式,统一在同一建筑物上,于是产生了验收标准在同一建筑物上的冲突。
为解决这一冲突,《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ 99-98)中第11、2、6条规定:可采用在柱底板下留有一定空隙,在底板下的地脚螺栓上加一调整螺母的方法精确控制底板标高。
钢结构柱脚抗剪键设计方法研究
钢结构柱脚抗剪键设计方法研究钢结构柱脚抗剪键设计方法研究摘要：在钢结构建筑物中，钢柱柱脚作为上部钢结构和混凝土根底间的重要连接，其担负着将作用在上部结构的荷载传递到根底的作用，因此，柱脚的设计能否可靠地传递上部荷载变得非常重要，那么钢结构柱脚抗剪键的设计就成了钢结构设计人员面临的重要课题。
本文通过分析柱脚所受到的水平力，重点介绍了钢结构柱脚抗剪键设计方法，以便满足钢结构柱脚传递给根底较大水平力的要求。
关键词：钢柱脚；抗剪键；设计方法中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：1.引言随着钢结构形式的开展，钢结构中越来越追求轻质高效的受力形式，但是，目前来说，由于钢结构中所用的钢量比拟少，自重较轻，所以在水平力的作用下，钢结构的柱脚承受着巨大的剪力，许多研究人员提出柱脚锚栓具有一定的抗剪能力，并且提出了用于考虑锚栓抗剪的设计公式，但是我国钢结构标准明确规定柱脚锚栓不能参加抗剪，所以必须通过设置抗剪键或是由地板和混凝土的摩擦力来承当水平力。
2.柱脚受水平力分析在柱脚施工的过程中，根底短柱的顶部会有预留槽，当柱子安装就位后，抗剪键的设置通常是在根底中预留槽，然后用灌浆材料将预留槽以及找平层进行灌满充实，这样一来，抗剪键和混凝土是紧密地结合在一起的，在分析柱脚承受的剪力时，应该考虑混凝土的作用。
柱脚的水平力通过底板传递给抗剪键，抗剪键再把产生的剪力传递给其周围的混凝土，强大的剪力使得抗剪键变得弯曲，无形中就给混凝土造成了压力，如此一来，假设水平力比拟大时，由于混凝土抗压的强度比钢材的抗压强度要小很多，所以，极易产生斜裂缝，这些裂缝使得在底板和抗剪键处的混凝土发生变形甚至完全破碎，直接导致了抗剪键的刚度减小，从而有发生整体坍塌的可能。
所以，在柱脚的施工时，应该确定抗剪键的埋设深度，以确保混凝土到达破坏时的承载力大于柱脚承受的水平力。
另外，还需要注意抗剪键的抗剪性能是由柱脚处于处于压剪或拉剪的状态所决定的，所以，柱脚在承受较大剪力的同时也承受着较大的拉力，相对来说，也提高了对抗剪键设置的要求。
浅议钢结构柱脚抗剪键的设计
钢 结构厂房柱 脚抗剪 键具备 的抗 剪性 能与钢 材材料 特征 、 基础混凝 土强度 等级 、 沿 剪力方 向计 算长度 及剪 力大 小等诸 多 因素 有关 。 通过 对大 量实例 的计
算并分析总结 ， 得出抗剪键的理论设计埋深一般为３ ０ ０ ＂ ６ ０ ０ ｍｍ， 但这个理论埋 深 并不是 绝对 的 ， 设 计人 员还应 根据柱 脚的 不 同受力 状 态进行 调整 ， 处 于拉剪 状态 时 ， 抗 剪键 的埋 深可 适当 放大 ， 处 于压 剪状 态 时 ， 抗剪 键 的埋深 可适 当 减
小。
为了保证抗剪键与基础பைடு நூலகம்凝土的有效协同工作， 抗剪键与底板间应有可靠
的连接 ， 以防止 抗剪 键首 先失 效破 坏 。 基础 预 留槽 内的混 凝土 应浇 注密 实 、 高
取。
在不同的建筑工程 中， 其建筑结构柱脚的受压受拉状态也就存在着一定的 差异。 通常情况下， 柱脚结构的受力状态有很多种 ， 其中当柱脚结构处于压剪状 态时 ， 那 么混凝 土结构 的抗压 强度 就会增 强 ， 使 得建筑 混凝 土结构 的受 力情 况 变得越来越复杂， 因此我们导致人们在柱脚受水平力分析的过程中， 存在着许 多的问题。 而如果柱脚结构在受到拉剪状态影响时， 那么其逐渐抗剪键的抗剪 能力就会出现下降的情况。 因此我们使得柱脚结构的抗剪能力得到进一步的提 升， 我们在对 其抗剪 键进行设计 的过程 中 ， 就要对 其设置 位置 、 质 量 以及钢筋参 数等方面进行合理的控制， 从而使得柱脚混凝土结构在保障自身质量的同时， 也有效 的提高 了工程施工 的效益 ， 从而整个钢 结构建 筑的稳 定性 和可靠 性得 到
１引富
部分 纵 向水平 力 ， 一般 较 大 ， 此处 为抗 剪设 计 的薄弱 环节 ， 设 计 人员 应特 别注
钢结构柱脚的抗剪机理及其设计
的摩擦系数¨ ： 当柱脚底板埋置于混凝土 内， ２① Ｊ 顶
面与混凝 土平 齐 ［ 图 １ ａ 所 示 ］ 如 （） 时取 为 ０９； ． ② 柱 脚底板 底 面 与 混 凝 土 顶 面 平 齐 ［ 图 １ ｂ 所 如 （）
（ ） 置剪力 键 。当柱 脚 垂 直 反 力 引 起 的摩 ２设 擦力 不足 以抵 抗 柱 脚 底 板 水 平 反 力 的时 候 ， 常用
混 凝 土基 础 Ｃ３ ５
Ｍ ａ同样满足要求 。较 之 Ｈ ０ Ｐ， Ｗ１０×１０× ８ ０ ６× ，
图 ４ 计算 简图示 意
最 大弯 曲正应 力 减 小 了约 ２ ％ ， 钢 材 用 量 基 本 ４ 但
式 ， ｌ （ ．５Ｌ￣ Ａ ≥ １３ｔｔ Ｚ） 式 中 ： Ａ —— 混凝 土局 部受 压净 面积 ， ｍｍ ； 柱脚水 平反力 ，Ｎ； ｋ
一
般都 比较 大 （ 栓 直 径 加 ４ｍ 。这 导 致 了在 锚 ｍ）
柱 脚水 平反 力作 用下 ， 当柱 脚发 生 滑 移 时 ， 所有 锚 栓 是不 可 能 同 时 达 到 承 压 、 剪状 态 的 。为 解 决 受
这 一 问题 ， 以采 用一 块 开孔 较 小 的垫板 ， 和柱 可 并
图 １ 柱脚底板与基础 的关系
１ 一钢柱 ；一柱脚底板 ；～混凝 土基础 ；～二次灌浆层 ２ ３ ４
工结构的设 计工作 ， 已发表 论文 １ 。联 系电话 ：１ ． 篇 ００
８ ８ ７ ７ Ｅ ｍａ ｌ ｗ ｎ ｑ ｎ ｓ ｉ ｓ ｏ ｅ ． ｏ ４ ７ ９ ２： － ｉ ： ａ ｇ ｕ ． ｅ ＠ ｉ ｐ ｃ ｃ ｍ ｎ
２ 剪 力键 的设计 方法
实际工程设计 中， 普遍采用剪力键来传递柱
浅析钢结构柱脚设计要点
浅析钢结构柱脚设计要点浅析钢结构柱脚设计要点柱脚的构造使柱⾝的内⼒可靠的传给基础，并和基础有牢固的连接。
柱脚的连接形式有铰接和刚接两种形式，铰接柱脚不承受弯矩，只承受轴向压⼒和⽔平剪⼒，剪⼒通常由底板和基础表⾯的摩擦⼒传递，当此摩擦⼒不⾜以承受⽔平剪⼒时，应在柱脚底板下设置抗剪键，抗剪键可⽤⽅钢、短T 字钢和H 型钢做成。
刚接柱脚承受弯矩，轴向压⼒和⽔平剪⼒。
本⽂简述柱脚底板区格划分及计算，阐述其施⼯时需要注意的问题和施⼯控制重点，并对柱脚施⼯时出现的问题，提出具体处理⽅法。
1 柱脚计算1.1柱脚底板⾯积计算底板截⾯尺⼨决定于基础材料的抗压能⼒，柱脚底板和基础接触⾯为作⽤⼒与反作⽤⼒，基础对底板的压应⼒可近似认为是均匀的，柱脚底板所需净⾯积A n （柱脚底板长乘宽，减去锚栓孔⾯积）为： A n ≥ N 为柱承受轴向压⼒；c f 为基础混凝⼟的抗压强度设计值；c β为混凝⼟局部承压时的强度提⾼系数，c f 、c β均按设计规范取值。
1.2 柱脚底板厚度计算底板的厚度由板的抗弯强度决定，底板可视为⼀个⽀撑在靴梁、隔板和柱端的平板，承受基础传来的均匀反⼒，靴梁、隔板和柱端⾯均可视为底板的⽀撑边，并将底板分割成不同的区格，其中有四边⽀撑、三边⽀撑、两相邻边⽀撑和⼀边⽀撑等区格。
在均匀分布的基础反⼒作⽤下，各区格板单位宽度上的最⼤弯矩为：1.2.1 四边⽀撑区格板：2qa M α=q 为作⽤于底板单位⾯积上的压应⼒，q=N/ A n ；a 为四边⽀撑短边长度；α为系数，根据长边b 与短边a 之⽐按表⼀取值表1 α值1.2.2 .三边⽀撑区格和两相邻边⽀撑区格：M=βqa 12a 1为三边⽀撑区格⾃由长度，两相邻边⽀撑区格为对⾓线长度；β为系数，b/a 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 3.0 ≥4.0 α 0.048 0.055 0.063 0.069 0.075 0.081 0.086 0.091 0.095 0.099 0.101 0.119 0.125CC f N β根据b 1/a 1取值，对三边⽀撑区格b 1为垂直于⾃由边的宽度；对两相邻边⽀撑区格，b 1为内⾓顶点⾄对⾓线的垂直距离（见图1）。
钢结构柱脚抗剪键设置
钢结构柱脚抗剪键在现今的钢结构柱脚设计中，在剪力超过柱脚与混凝土间摩擦力时设抗剪键。
它通常用较厚的槽钢或工字钢垂直焊接在柱脚底面的水平钢板上，并埋在砼基础内预留的抗剪槽中，一般用微膨胀混凝土二次浇灌。
抗剪键[1]的首要作用是抵抗柱底剪力，防止柱底板与基础砼顶面之间出现滑移。
不允许锚栓抗剪，是因锚栓与底板孔配合间隙大，起不到限制位移的作用，故用不用抗剪键要看柱脚接点能不能和需不需要限制位移。
抗剪件截面选取可以计算截面腹板抗剪确定，如果抗剪件与埋板是角焊缝，则计算角焊缝至于埋件的埋深，一般取两倍的截面高度就可以，如果要计算的话，可以把抗剪件按照承受剪力和分布的混凝土承载力的弯矩平衡计算，即：VxH=0.5xbxfcxHx2xH/3，H=3V/(bxfc)[2]，其中假定混凝土应力应变是线性关系。
文案编辑词条B 添加义项?文案，原指放书的桌子，后来指在桌子上写字的人。
现在指的是公司或企业中从事文字工作的职位，就是以文字来表现已经制定的创意策略。
文案它不同于设计师用画面或其他手段的表现手法，它是一个与广告创意先后相继的表现的过程、发展的过程、深化的过程，多存在于广告公司，企业宣传，新闻策划等。
基本信息中文名称文案外文名称Copy目录1发展历程2主要工作3分类构成4基本要求5工作范围6文案写法7实际应用折叠编辑本段发展历程汉字"文案"(wén àn)是指古代官衙中掌管档案、负责起草文书的幕友,亦指官署中的公文、书信等;在现代，文案的称呼主要用在商业领域，其意义与中国古代所说的文案是有区别的。
在中国古代，文案亦作" 文按"。
公文案卷。
《北堂书钞》卷六八引《汉杂事》:"先是公府掾多不视事，但以文案为务。
"《晋书·桓温传》:"机务不可停废，常行文按宜为限日。
" 唐戴叔伦《答崔载华》诗:"文案日成堆，愁眉拽不开。
钢结构柱脚的抗震设计要点分析建筑工程论文
钢结构柱脚的抗震设计要点分析建筑工程论文钢结构柱脚的抗震设计要点分析建筑工程论文摘要：柱脚是钢结构中上部主体结构与基础连接的重要节点，文章对铜结构的埋入式和外包式柱脚的抗震设计进行分析。
关键词：钢结构柱脚；埋入式；外包式1.通常钢结构的柱脚形式有外包式柱脚，埋入式柱脚及外露式柱脚3种外包式柱脚指将钢柱脚外面用钢筋混凝土包住的柱脚，埋入式柱脚是把钢柱固定在混凝土的基础梁上柱脚，而外露式柱脚是在混凝土基础表面固定钢柱的柱脚，其也是最常用的钢结构柱脚。
钢结构柱脚，反力特别大，因此设计规划时一般采用固定柱脚。
在此类情况下，采用外露式柱脚不仅会导致底板既大又厚，消耗大量钢材，更重要的是难以确保柱脚被完全固定。
外包式柱脚和埋入式柱脚钢结构固定式柱脚的很好的选择，通常抗震设计也用这两类柱脚。
2.埋入式柱脚抗震设计埋入式柱脚的特点，是将钢柱以一定深度埋置在混凝土基础梁中，埋人部分的钢柱表面虽然焊有栓钉，但根据研究，在这种形式的柱脚中栓钉的作用不大，内力的传递主要依靠混凝土对钢柱翼缘的.承压力，柱的轴向压力可由柱脚底板传给混凝土，柱的轴向拉力可由柱脚底板伸出部分对混凝土的承压作用传给混凝土，或由锚栓传给基础。
埋入式柱脚的支配因素是埋入深度。
试验表明，对于轻型工字形柱，埋深与柱截面高度之比不得小于2，对于大截面的宽翼缘H形柱和箱形柱，埋深与截面高度之比不得小3，且同时应满足下式要求：d>=（6M/bf*fc）0.5d-柱脚埋深；M-柱脚全截面屈服时的极限弯矩；bf-柱在受弯方向截面翼缘的宽度；fc-基础混凝土轴心受压强度设计值。
2.1柱脚轴向压力由柱脚底板直接传给基础，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2010验算柱脚底板下混凝土的局部承压，承压面积为底板面积。
2.2埋入式柱脚应验算在轴力和弯矩作用下基础混凝土的侧向抗弯极限承载力，埋入式柱脚的极限受弯承载力不应小于钢柱全塑性抗弯承载力；与极限受弯承载力对应的剪力不应大于钢柱的全塑性抗剪承载力。
钢结构柱脚抗剪键的设计与施工
浅议钢结构柱脚抗剪键的设计与施工摘要：抗剪键的设计是柱脚设计的重要组成部分,本文对抗剪键设置的条件及抗剪键的受力特点进行了分析,对抗剪键的材料和施工做了系统的阐述，供设计及施工人员参考。
关键词：轻钢结构；柱脚设计；抗剪键abstract：shear key column design is an important part of the design, the article on the shear keys to set the conditions and shear bond stress distribution characteristics are analyzed, on the shear bond materials and construction described,for the design and construction of reference.keywords: light steel structure；column base design；shear key中图分类号：tu392.5文献标识码：a文章编号：2095-2104（2012）1引言近年来，随着钢结构在我国的迅猛发展，尤其轻钢结构因其自身施工速度快、建筑造型美观、造价低廉等优点在各领域的广泛应用，怎样设计才能使得结构形式安全可靠、用钢量最省、社会经济效益比较突出成为设计人员讨论的热门话题。
而在工业厂房钢结构设计中，柱脚起着将上部荷载传递到基础的重要作用,因此在整个设计过程中，钢结构柱脚设计能否可靠地传递上部荷载就变得十分重要。
一般来说钢结构柱脚分为铰接和刚接两种形式，两种柱脚均要承受水平力。
而《钢结构设计规范》明确规定，柱脚锚栓不宜用于承受柱脚底部的水平反力，此水平反力由底板与混凝土基础间的摩擦力承受或者设置抗剪键来承受，所以在设计中通常不考虑锚栓抗剪部分。
另外柱脚受剪破坏发生在混凝土基础中，不易发现且通常难以采取加固措施，因此，钢结构抗剪键的设计在整个钢结构设计中非常重要。
钢结构柱脚设计与研究综述
钢结构柱脚设计与研究综述摘要：本文总结了现阶段国内钢柱脚的设计方法，介绍了其基本构造、优缺点及相关的计算过程，给出其适用范围，最后结合国内钢柱脚的研究情况提出研究重点及其面临的难题，总结钢柱脚研究的发展趋势。
关键词：钢柱脚外露式柱脚埋入式柱脚外包式柱脚有限元模拟引言在钢结构中，柱脚是上部结构与基础连接的重要部分，是决定其整个结构体系承载能力的一个重要因素，柱脚是否合理不仅关系到整个建筑的安全性，还对建筑结构的受力性能、施工及整个工程造价产生重大影响。
目前国内由于规范涉及钢柱脚的内容较少，规定也不够详细，并且对钢柱脚研究并不多，实际在进行设计过程中，人为的做了一些假定，设计模型也比较简化，使得钢柱脚的设计因人而异，没有形成统一的标准化设计，同时有的设计偏于保守，在一定程度上造成了浪费。
本文即在这种情况下，总结一下国内目前钢柱脚的设计方法和研究现状，最后提出一些柱脚研究的建议。
1.柱脚形式及设计方法柱脚按结构的内力，可大体分为铰接柱脚和刚接柱脚两大类。
铰接柱脚仅能传递水平力和垂直力，刚性柱脚除了传递水平力和垂直力外，还能传递弯矩[1]。
在钢结构设计中，刚性柱脚的形式通常又分为：1）外露式柱脚2）埋入式柱脚3）外包式柱脚在刚性柱脚设计中，在保证结构安全可靠的前提下，应根据柱脚的受力状况，并结合工程实际，考虑造价与工期的前提下，合理选用柱脚形式，设计柱脚，以产生最大的综合效益。
1.1外露式柱脚外露式柱脚是将钢柱用锚栓固定在混凝土基础表面的柱脚。
基本构造主要由底板、加劲肋、锚栓及锚栓支承托座等组成。
外露式柱脚采用锚栓连接柱子和基础，构造简单，施工方便快捷。
外露式刚性固定柱脚[2]的计算设计内容主要包括：底板下混凝土的受压应力的计算；锚栓的受拉验算；水平抗剪计算；底板厚度计算等。
设计是在假定混凝土线弹性、底板刚性的平截面等基础上，建立偏心压力，锚栓拉力以及底板混凝线性压应力合力的平衡体系，进而进行设计求解，其中最主要是求得混凝土受压区的长度。
钢柱脚H型钢抗剪键设计方法
钢柱脚H型钢抗剪键设计方法
卢家森
【期刊名称】《结构工程师》
【年(卷),期】2015(031)006
【摘要】抗剪键是钢结构柱脚设计中经常被采用的抵抗水平剪力的重要构件,它的可靠性直接影响到整个结构的安全性,所以在设计中至关重要.虽然现行《钢结构设计规范》规定可以设置抗剪键抵抗柱脚底部的水平反力,但并没有明确规定抗剪键的设计方法,特别是被广泛采用的H型钢抗剪件.提出了H型钢抗剪键的分析模型,推导了相关的设计公式,并通过理论分析和试验的对比,验证了本文提出设计方法的可靠性.
【总页数】5页(P7-11)
【作者】卢家森
【作者单位】上海市城市建设设计研究总院,上海200125
【正文语种】中文
【相关文献】
1.钢结构柱脚抗剪键设计探讨 [J], 魏鹏
2.钢结构柱脚抗剪键设计方法研究 [J], 肖南;何亮
3.浅谈钢结构柱脚抗剪键的设计 [J], 于滨洁
4.露出型钢柱脚低多层钢框架结构动力响应机理 [J], 包恩和;王天成;孙凌云
5.露出型钢柱脚强度对低多层规则钢框架抗震性能的影响 [J], 包恩和;李风勇;李丽;苏锡政
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抗压强度设计值 ;ε0 为混凝土轴心受压极限压应变
(一般取 0. 002) [8] ; b 为抗剪键的宽度 ; l 为基础混凝
土沿受力方向的计算长度 ,一般取 3 b 与抗剪键到基
础边缘距离两者中的较小值[7] .
式 (2) 可简化为
d4 y d x4
+
k1
d2 y d x2
-
k2 y = 0.
(3)
剪 ,水平力应由底板和混凝土之间的摩擦力或设置 抗剪键来承担[2] . 对于这条规定有两个问题值得思 考 :一是柱脚锚栓不能参加抗剪的问题 ,许多研究工 作都提出柱脚锚栓是具有一定抗剪能力的 ,国外甚 至有只能抗剪而不能抗拉的锚栓 ,并提出了一些用 于考虑锚栓抗剪的设计公式[326] ;二是若需设置抗剪 键 ,该如何设置的问题 ,我国规范和欧洲规范都没有 给出具体的设计公式 ,对这方面的研究工作也很少 , 在实际设计工作中常常是凭工程经验确定的.
y (0) = 0 , y″(0) = 0 , y ( h) =δ= εl 0 , y′( h) = 0 , 可解得
C1 = - μδ(eμh + e - μh ) /τ, C2 = 0 C3 = - λδco s (λh) /τ, C4 =λδco s (λh) /τ τ=μ(eμh + e - μh ) sin (λh) +λ(e - μh - eμh ) co s (λh) .
EI
d4 y d x4
+
E I d2 p1 k′A G d x2
=
fcb
εl 0
y
.
(2)
式中 : E I 为抗剪键的抗弯刚度 ; G 为剪切模量 ; k’A
为有效剪切面积 ,其中 k’为截面有效剪切系数 (与断
面形状有关 ,矩形截面取 1. 2 ; H 型或工字型截面近
似取 k’ = A / A1 , A1 为腹板面积) ; f c 为混凝土轴心
图 1 钢柱脚抗剪键 Fig. 1 Shear co nnector of steel column base
作 ,增强了抗剪键的抗剪能力. 在剪力作用下 ,破坏 可能发生在抗剪键中 ,或发生在混凝土中 ,合理设置 的抗剪键应能保证混凝土的破坏先于其本身材料的 破坏 ,因为钢材的剪切破坏是发生在基础混凝土中 , 不容易发现 ,且难以采取加固措施.
2 抗剪键设计协调方程
2. 1 计算模型 抗剪键的计算模型可等价于一悬臂梁 ,底板支
点 A 在剪力作用下发生变位δ,全梁发生弯剪变形 , 在梁中将出现一反弯点 O ,该点以下承受与剪力方 向一致的压应力作用 ,不能提供抗剪能力. 反弯点是 梁上压应力变号的位置 ,在该点上无压应力也无变 位 ,因为有变位就会承受混凝土的压应力 ,这与该点 上无压应力是相矛盾的. 在反弯点处截断 ,则该点到 基础顶面的距离就是待求抗剪键的理论埋深 h ,如 图 2 所示 ,图中 N 表示电力 ,V 表示剪力.
必须指出 ,处于受压或受拉状态的柱脚抗剪键 的抗剪性能是不同的. 当柱脚处于压剪状态时 ,由于 混凝土处于双向受压状态 ,其抗压强度值的提高会 增强抗剪键的抗剪能力 ;反之 ,处于拉剪状态时则会 降低它的抗剪能力. 因此 ,柱脚在承受较大剪力的同 时还承受着拉力 ,对抗剪键的设置要求还应严格些. 如果基础混凝土中配了钢筋 ,由于钢筋参与抗剪工
图 2 抗剪键的理论埋深 图 3 混凝土应力2应变曲线 Fig. 2 Theoretical lengt h Fig. 3 Co ncrete of shear connector st ress2st rain curves
2. 2 线性弹性设计
如图 4 ,以反弯点 O 为原点建立坐标系. 取抗剪
收稿日期 : 2005 12 13.
浙江大学学报 (工学版) 网址 : www. journals. zju. edu. cn/ eng
基金项目 :国家自然科学基金重点资助项目 (50638050) .
作者简介 : 肖南 (1965 - ) ,男 ,江西南康人 ,博士 ,副教授 ,主要从事大跨度空间结构的研究. E2mail : sholran @zju. edu. cn
基础混凝土受压发生变形 ,混凝土压应力分布 形式的不同 ,计算公式也不同. 本文考虑普通强度混 凝土应力2应变关系处于上升阶段 ,按《混凝土结构 设计规范》( GB5001022002) 给出的混凝土应力2应变 关系曲线 ,考虑线性弹性设计 ,假定其按三角形分 布 ;当考虑非线性性能时 ,采用简化的抛物线形曲 线[7] . 混凝土应力2应变关系如图 3 所示 ,线性弹性 设计时取直线 ①,非线性设计时取曲线 ②.
第 41 卷第 1 期 2007 年 1 月
浙 江 大 学 学 报 (工学版)
Jo urnal of Zhejiang U niversity ( Engineering Science)
Vol . 41 No . 1 J an. 2007
钢结构柱脚抗剪键设计方法研究
肖 南 ,何 亮
(浙江大学 建筑工程学院 ,浙江 杭州 310027)
键为计算单元 ,混凝土应变εc = y/ l , 抗剪键承受的 分布力为
p1 ( x)
=σc b =
f c bεε0c
=
fcb
εl 0
y
.
(1)
由于抗剪键为短梁 , 可建 立考虑 剪切 变形 的
Timo shenko 梁的微分方程如下 :
第1期
肖南 ,等 : 钢结构柱脚抗剪键设计方法研究
183
图 4 抗剪键计算模型 Fig. 4 Calculating model of shear connecto r
摘 要 : 为确定钢结构柱脚中抗剪键的设计难题 ,考虑抗剪键与混凝土的协同作用效应 ,基于 Timo shenko 梁理 论 ,分别按混凝土应力2应变关系的线弹性和非线性模型推导了抗剪键设计埋深的微分方程. 对非线性模型的微分 方程采用 Galerkin 法简化为代数方程 ,通过数值计算得到了抗剪键的理论埋深值 ,并建立了可供实际应用的计算 表格. 计算结果表明 ,按线弹性理论计算的抗剪键埋深偏小 ,偏于不安全. 抗剪键的设计埋深主要与抗剪键的截面 有效回转半径 、考虑抗剪键与混凝土相对刚度的抵抗惯性矩及抗剪键承担的剪力大小等 3 个因素有关. 关键词 : 钢柱脚 ;抗剪键 ;协同作用 ; Timo shenko 梁 ;计算表格 中图分类号 : TU391 文献标识码 : A 文章编号 : 1008 973X(2007) 01 0181 06
式 (3) 的通解为
y = C1 sin (λx) + C2 co s (λx) + C3 eμx + C4 e - μx . (4)
式中 :k1
=
fcb
k′A Gεl 0
, k2
=
fc b
EIεl 0
λ, =
( k1 +
k21 + 4k2 ) / 2 ,
μ= ( - k1 + k21 + 4 k2 ) / 2 . 由如下边界条件 :
Design method of shear connector in steel column base
XIAO Nan , H E Liang
( Col le ge of Ci vi l En gi neeri n g an d A rchitect u re , Zhej i an g U ni versit y , H an gz hou 310027 , Chi na)
钢பைடு நூலகம்构建筑物中 ,钢柱脚起着将上部荷载传递 到基础的作用. 因此柱脚的设计能否可靠地传递上 部荷载变得十分重要. 柱脚的连接一般有铰接和刚 接两种形式 ,刚接的柱脚不仅承受竖向力和水平力 , 还承受弯矩的作用.
欧洲钢结构规范指出 :若没有设置特别的抗剪 构件 ,则必须验算锚栓或底板摩擦力具有足够抵抗 剪力 作 用 的 能 力[1] . 我 国《钢 结 构 设 计 规 范 》 ( GB5001722003) 明确规定 : 柱脚 锚栓 不能 参加 抗
Abstract : The synergistic effect s bet ween shear co nnector and co ncrete in steel column base were co nsid2 ered for determinatio n of shear co nnector lengt h. Based o n t he Timo shenko beam t heory , t wo differential equatio ns for calculating t he shear co nnector lengt h were deduced co nsidering linear and no nlinear co ncrete st ress2st rain relatio nship s respectively. The differential equatio n of t he no nlinear model was simplified into an algebraic equatio n by t he Galerkin met ho d , and design tables fo r rapid determinatio n of t he shear co n2 necto r lengt h were set up by numerical calculatio n. The analytical result s showed t hat t he shear connector length with linear model is shorter than that of nonlinear model and unsafe in practice. The determination of the shear connector length mainly depends on it s effective inertial radius , the inertial moment reflecting the shear con2 nector2to2concrete stiffness ratio , and the magnitude of the shear force in column base. Key words : steel column base ; shear co nnector ; synergistic effect ; Timo shenko 2beam ; design table