柱脚抗剪键计算
门式刚架设计中的柱脚抗剪键设置
钢 结 构 论 坛本栏目由中华钢结构论坛w w w okok o rg协办话题:门式刚架设计中的柱脚抗剪键设置整理人:李志锋(asdf zxc)话题id:58885,84422,66506,107275,39951,117690, 118389,15853,21447,66506,15853,49118,8961 问题的提出老虎:用PKPM设计门式刚架,在画施工图时,经常在错误信息中出现需设抗剪键,此时是否应在基础上设抗剪键。
lflgx:设计一悬臂立柱,用STS工具箱中的 混凝土钢框架节点计算工具计算柱脚,选择的柱脚形式为刚接,为何程序计算后仍提示:需要设置抗剪键。
2 柱脚何时需要设置抗剪键qczl_2003:在铰接柱脚设计中,锚栓通常不能用来承受柱脚底部的水平剪力,而应由柱脚底板与其下部的混凝土或水泥砂浆之间的摩擦力来抵抗,但是当柱脚底部的剪力大于0 4倍的轴力时,需设抗剪连接件。
一般用角钢、槽钢、钢板来作抗剪键。
zshua:无论铰接还是刚接,只要剪力大于摩擦力时均需要设计抗剪键(!钢结构设计规范∀(GB50017-2003)(以下简称 钢规)不允许地脚锚栓抗剪)。
wangxiantie:当剪力较小时,可通过柱底板与混凝土之间的摩擦力抗剪。
但当剪力较大时,摩擦力不足以抵抗柱底剪力,此时需设抗剪键。
lczhou:!门式刚架轻型房屋钢结构技术规程∀(CECS102# 2002∀(以下简称 门规)第7 2 20条及 钢规第8 4 13条均规定:柱脚锚栓不宜用于承受柱脚底部的水平剪力,此水平剪力(Q)可由底板与混凝土基础间的摩擦力(F=0 4N)或设置的抗剪键承受。
所以,判断柱脚是否需设置抗剪键是根据其受力情况确定的,与柱脚的型式(铰接或刚接)无关。
通常单层门式轻型钢结构厂房的柱脚不论刚接或铰接均需设计抗剪键,因为厂房的自重较轻,在风荷载作用下可能会在柱脚产生上拔力及水平剪力,此时如柱脚没有抗剪键,柱脚锚栓为拉弯构件,对于由普通钢筋制成的锚栓是相当不利的。
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
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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；
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 ，
柱脚计算
“箱形柱外露刚接”节点计算书==================================================================== 计算软件：MTS结构设计系列软件 MTSTool v4.6.1.1计算时间：2018年07月17日 13:58:39====================================================================一. 节点基本资料设计依据：《钢结构连接节点设计手册》（第二版）节点类型为：箱形柱外露刚接柱截面：BOX-200*12，材料：Q235柱与底板全截面采用对接焊缝，焊缝等级为：二级，采用引弧板；底板尺寸：L*B= 440 mm×270 mm，厚：T= 20 mm锚栓信息：个数：4采用锚栓：双螺母焊板锚栓库_Q235-M30方形锚栓垫板尺寸(mm)：B*T=70×20底板下混凝土采用C25节点前视图如下：节点下视图如下：二. 荷载信息设计内力：组合工况内力设计值组合工况1 -201.0 10.0 35.0 0.0 8.0 否三. 验算结果一览最大压应力(MPa) 2.61 最大11.9 满足底板厚度(mm) 20.0 最小20.0 满足等强全截面 1 满足板件宽厚比 15.8 最大18.0 满足板件剪应力(MPa) 28.8 最大125 满足焊缝剪应力(MPa) 24.9 最大160 满足焊脚高度(mm) 7.00 最小6.71 满足焊脚高度(mm) 7.00 最大9.60 满足板件宽厚比 4.54 最大14.9 满足板件剪应力(MPa) 0.67 最大180 满足焊缝剪应力(MPa) 0.72 最大200 满足焊脚高度(mm) 7.00 最小6.71 满足焊脚高度(mm) 7.00 最大12.0 满足最大正应力(MPa) 115 最大215 满足2轴剪应力(MPa) 94.6 最大125 满足3轴剪应力(MPa) 21.8 最大125 满足综合应力(MPa) 0 最大160 满足焊脚高度(mm) 6.00 最大6.36 满足焊脚高度(mm) 6.00 最小3.45 满足四. 混凝土承载力验算控制工况：组合工况1，N=(-201) kN；M x=0 kN·m；M y=8 kN·m；柱脚底板X向单向偏压，弯矩为:8 kN·m偏心距：e=8/201 ×10^3=39.801 mm底板计算方向长度：L=440 mm底板垂直计算方向长度：B=270 mm锚栓在计算方向离底板边缘距离：d=50 mme1=L/6=440/6=73.3333 mme2=L/6+d/3=440/6+50/3=90 mme <e1=73.3333，故σc=N*(1+6*e/L)/L/B=201×(1+6×39.801/440)/440/270 ×10^3=2.61019N/mm^2锚栓群承受的拉力：T a=0单个锚栓承受的最大拉力：N ta=0混凝土抗压强度设计值：f c=11.9N/mm^2底板下混凝土最大受压应力：σc=2.61019N/mm^2底板下混凝土最大受压应力设计值：σc11.9N/mm^22.61≤11.9，满足五. 底板验算1 混凝土反力作用下截面所围区格分布弯矩计算截面所围区格按四边支承板计算，依中心点取混凝土压应力控制工况：组合工况1，最大混凝土压应力：σc=1.69192 N/mm^2长边长度：a3=H-T f=188 mm短边长度：b3=B-T w=188 mm分布弯矩：M strSub=0.048×1.69192×188×188 ×10^-3=2.87036 kN2 混凝土反力作用下边角区格分布弯矩计算边角区格按两边支承板计算，依自由角点取混凝土压应力控制工况：组合工况1，最大混凝土压应力：σc=2.61019 N/mm^2边缘加劲肋到底板边缘长度：a=0.5×(440-190)=125 mmX向加劲肋到底板边缘长度：b=0.5×[270-(1-1)×170]=135 mm跨度：a2=(125^2+135^2)^0.5=183.984 mm区格不规则，按等面积等跨度折算悬挑长度：b2=89.0025 mm分布弯矩：M c2=0.0574003×2.61019×183.984×183.984 ×10^-3=5.0716 kN3 混凝土反力作用下边缘加劲肋内侧区格分布弯矩计算边缘加劲肋内侧区格按三边支承板计算，依跨度中点取混凝土压应力控制工况：组合工况1，最大混凝土压应力：σc=1.69192 N/mm^2跨度：a2=190 mm悬挑长度：b2=0.5×(270-200+12)=41 mm分布弯矩：M c3=0.5×1.69192×41×41 ×10^-3=1.42206 kN4 要求的最小底板厚度计算综上，底板各区格最大分布弯矩值为：M max=5.0716 kN受力要求最小板厚：t min=(6*M max/f)^0.5=(6×5.0716/205 ×10^3)^0.5=12.1835 mm≤20，满足一般要求最小板厚：t n=20 mm≤20，满足柱截面要求最小板厚：t z=12 mm≤20，满足六. 柱对接焊缝验算柱截面与底板采用全对接焊缝，强度满足要求七. X向加劲肋验算加劲肋外伸长度：L b=105 mm反力区面积：S r=min(270，2×105]×105×10^-2=220.5 cm^21 X向加劲肋板件验算控制工况：组合工况1，混凝土压应力：σcm=2.61019 N/mm^2计算区域混凝土反力：F c=2.61019×220.5/10=57.5548 kNX向加劲肋不承担锚栓拉力，取锚栓反力：F a=0 kN板件验算控制剪力：V r=max(F c，F a)=57.5548 kN计算宽度取为上切边到角点距离：b r=126.717 mm板件宽厚比：b r/t r=126.717/8=15.8396≤18，满足扣除切角加劲肋高度：h r=270-20=250 mm板件剪应力：τr=V r/h r/t r=57.5548×10^3/(250×8)=28.7774 Mpa≤125，满足2 X向加劲肋焊缝验算焊缝验算控制剪力和控制工况同板件验算，V r=57.5548 kN角焊缝有效焊脚高度：h e=2×0.7×7=9.8 mm角焊缝计算长度：l w=h r-2*h f=250-2×7=236 mm角焊缝剪应力：τw=V r/(2*0.7*h f*l w)=57.5548/(2×9.8×236)=24.8853 MPa≤160，满足八. 边缘加劲肋验算加劲肋外伸长度：L b=20 mm加劲肋外侧反力区长度：l i=min[0.5×(440-200+10)，20]=20 mm反力区面积：S r={20+min[0.5×(200-10)，20]}×20×10^-2=8 cm^21 边缘加劲肋板件验算控制工况：组合工况1，混凝土压应力：σcm=2.08845 N/mm^2计算区域混凝土反力：F c=2.08845×8/10=1.67076 kN边缘加劲肋验算不承担锚栓拉力，取锚栓反力：F a=0 kN板件验算控制剪力：V r=max(F c，F a)=1.67076 kN计算宽度取为上切边到角点距离：b r=45.4267 mm板件宽厚比：b r/t r=45.4267/10=4.54267≤14.8558，满足扣除切角加劲肋高度：h r=270-20=250 mm板件剪应力：τr=V r/h r/t r=1.67076×10^3/(250×10)=0.668303 Mpa≤180，满足2 边缘加劲肋焊缝验算焊缝验算控制剪力和控制工况同板件验算，V r=1.67076 kN角焊缝有效焊脚高度：h e=2×0.7×7=9.8 mm角焊缝计算长度：l w=h r-2*h f=250-2×7=236 mm角焊缝剪应力：τw=V r/(2*0.7*h f*l w)=1.67076/(2×9.8×236)=0.722396 MPa≤200，满足控制工况：组合工况1，N=(-201) kN；V x=10 kN；V y=35 kN；九. 抗剪键验算1 正应力验算锚栓所承受的拉力为：T a=0 kN柱脚所承受的剪力：V=(V x^2+V y^2)^0.5=(10^2+35^2)^0.5=36.4005 kN柱脚底板的摩擦力：V fb=0.4*(-N+T a)=0.4×(201+0)=80.4 kN抗剪键X向剪力：V sx=V x×(V-V r)/V=10×(36.4005-80.4)/36.4005=(-12.0876) kN 抗剪键Y向剪力：V sy=V y×(V-V r)/V=35×(36.4005-80.4)/36.4005=(-42.3065) kN 抗剪键X向弯矩：M sx=V y×h d=(-42.3065)×50×10^-3=(-2.11533) kN·m抗剪键Y向弯矩：M sy=V x×h d=(-12.0876)×50×10^-3=(-0.604379) kN·m计算γ：截面塑性发展系数γ2=1.2γ3=1.05验算强度：σ1=((-2.115))/39.7/1.05×10^3-((-0.6044))/16.9/1.2×10^3=(-20.94)N/mm^2σ2=((-2.115))/39.7/1.05×10^3+((-0.6044))/7.8/1.2×10^3=(-115.3)N/mm^2σ3=-((-2.115))/39.7/1.05×10^3-((-0.6044))/16.9/1.2×10^3=80.55N/mm^2σ4=-((-2.115))/39.7/1.05×10^3+((-0.6044))/7.8/1.2×10^3=(-13.82)N/mm^2σmax=115.3 N/mm^2≤215，满足2 2轴剪应力验算控制工况同正应力验算，2轴剪力计算参上τ=(-42.31)×23.5/0.53/198.3×10=(-94.6)N/mm^2τ2=(-94.6) N/mm^2≤125，满足3 3轴剪应力验算控制工况同正应力验算，3轴剪力计算参上τ=(-12.09)×7.833/1.7/25.6×10=(-21.76)N/mm^2τ3=(-21.76) N/mm^2≤125，满足十. 抗剪键角焊缝验算焊缝群分布和尺寸如下图所示：角焊缝焊脚高度：h f=6 mm；有效高度：h e=4.2 mm焊缝受力：N=0kN；V x=0kN；V y=0kN；M x=0kN·m；M y=0kN·m；未直接承受动力荷载，取正面角焊缝强度设计值增大系数βf=1.22 1 焊缝群强度验算轴力下正应力：σN=N/A=0/16.72×10=0 MPa最大综合应力：σmax=max(τy，τx)=0 MPa≤160，满足2 角焊缝构造检查角焊缝连接板最小厚度：T min=5.3 mm构造要求最大焊脚高度：h fmax=1.2*T min=6.36 mm≥6，满足腹板角焊缝连接板最大厚度：T max=5.3 mm构造要求最小腹板焊脚高度：h fmin=1.5*T max^0.5=3.453 mm≤6，满足。
浅谈柱下独立基础抗冲切与抗剪计算
浅谈柱下独立基础抗冲切与抗剪计算
柱下独立基础抗冲切和抗剪计算是基础工程建设中很重要的组成部分。
一、柱下独立基础抗冲切：
1、冲切力是指建筑物受到外力作用而产生的水平作用力，它可以通过基础混凝土和钢筋组合来抗御。
2、对于柱下独立基础的抗冲切计算，结构应满足其自重、水平抗力等要求，可采用二维有限元法或挠度发展法等方法，进行结构抗冲切分析，以验证独立基础的抗冲切性能。
3、如果结构抗冲切性能不达标，需通过加强抗冲切措施来增大抗冲力。
二、柱下独立基础抗剪计算：
1、剪力是指基础受到水平力或垂直力作用时产生的垂直力，可以通过运用抗剪性能、截面尺寸以及钢筋的分布等来抵消。
2、柱下独立基础的抗剪结构应满足抗剪极限状态，为此，需要根据荷载、地基状况以及柱下独立基础截面尺寸和钢筋配等信息来设计和分析独立基础抗剪结构。
3、如果发现抗剪结构抗力不满足要求，应采取改变基础形状，增加钢筋配等抗剪增强措施，以提高基础抗剪力能力。
总结：柱下独立基础抗冲切和抗剪计算在建筑物和结构的安全稳定性方面至关重要，为保证建筑物的健康以及安全稳定，必须采取正确的分析方法来检验建筑物的抗冲切和抗剪能力，并根据需要采取相应的增强抗力措施，以保证柱下独立基础的安全稳定。
(整理)柱脚计算结果
柱脚计算一、GZ1柱脚计算（5-17轴）:查得节点处的最不利内力组为:M=227.51KN ·MN=381.1KN柱底最大剪力为：V=64.34KN ，所对应的轴力为：N=175.6KN,则，柱底板与混凝土柱之间产生的磨擦力为F=0.4N=70.24KN>V=64.34KN,柱底抗剪满足！柱脚计算简图如附图二所示假定砼柱的强度等级为C20，则 fc=10N/mm 2按构造要求，底板尺寸取为:B ×L=310x900则底板所受的最反力为:2291.765.62632max min/10/28.763.09003101048.3046900310106.1756mm N f mm N BL M BL N c =<=±=⨯⨯⨯±⨯⨯=+=-σ经计算，砼柱抗压强度满足!如图所示,经计算,底板各区格所受的反力为:2221/67.4,/29.6mm N mm N ==σσ底板所受的最大弯矩为:1.对三边简支板:b 1=100,a 1=250b 1/a 1=0.40查得β2=0.04392221max 23/2170325091.70439.0mm N a M =⨯⨯==σβ2.对四边支承板b 1=250,a 1=100b 1/a 1=2.5查得α=0.1103222114/693810029.61103.0mm N a M =⨯⨯==ασ3.对四边支承板b 1=500,a 1=125b 1/a 1=4查得β2=0.12502221223/912112567.41250.0mm N a M =⨯⨯==σβ则:mm t mm f M t 25,213002170366max min ==⨯==取 靴梁计算：靴梁所承担的均布线荷载为：q=155×7.91=1226N/mm 2，则：Nql V mm N ql M 2452002001226/1052.24200122621212622=⨯==⨯=⨯⨯== 取-500x12x900，则：2222262/175/3.61500122452005.15.1/300/41500121052.2455mm N f mm N th V mm N f mm N th M V =<=⨯⨯===<=⨯⨯⨯==τσ 靴梁与柱底板采用双面角焊缝：mmh mm t h mmt h f f f 125.7255.15.14.14122.12.1max min min max ===≥=⨯=≤取施焊时不采用引弧板，则焊缝计算长度为：l W =200-10=190mm22/200/8.761902127.02452007.0mm N f mm N l h V w f w f =<=⨯⨯⨯==τ 靴梁与柱翼缘板采用h f =12mm 的单面角焊缝，其焊缝计算长度为：l W =500-10=490mm22/200/60490127.02452007.0mm N f mm N l h V w f w f =<=⨯⨯==τ 柱底板加劲肋计算：柱底板加劲肋所承担的均布线荷载为：q=6.29x100=629N/mm 2则：N ql V mm N ql M 786252506292121/1091.425062981812622=⨯⨯==⨯=⨯⨯== 取-250x10x500则：2222262/175/6.2350010786255.15.1/300/82.9500101091.455mm N f mm N th V mm N f mm N th M V =<=⨯⨯===<=⨯⨯⨯==τσ 底板加劲肋与底板连接时采用h f =8mm 的单面角焊缝，其计算长度为： l W =250-10=240mm22/200/5.5824087.0786257.0mm N f mm N l h V w f w f =<=⨯⨯==τ 底板加劲肋与靴梁连接时采用h f =6mm 的单面角焊缝，其计算长度为： l W =500-10=490mm22/200/2.3849067.0786257.0mm N f mm N l h V w f w f =<=⨯⨯==τ 锚栓计算：受压区计算长度：mm x 48965.691.791.7900=+⨯=底板形心到受压区合力线的距离为：mm a 28734892900=-= 锚栓轴线到受压区合力线的距离为：mm y 6373489100900=--= 则锚栓所受的最大拉力为： KN y Na M N t 399637287106.175105.30436=⨯⨯-⨯=-= 采用2M48-Q235钢锚栓，查得其单个锚栓所能承担的最大拉力为：[N t ]=206.2KN>N t =399/2=200KN锚栓支承加劲肋计算：每个锚栓支承加劲肋所承受的剪力为：V=400/4=100KN取-195x10x400 则：22/175/5.37400101000005.15.1mm N f mm N th V V =<=⨯⨯==τ 锚栓支承加劲肋与靴梁采用h f =6mm 的双面角焊缝连接，其计算长度为： l W =400-10=390mm 则：22222223222/200/4.486.30)22.18.45(/6.30239067.0101007.0/8.45239067.05.971000067.06mm N f mm N mm N l h V mm N l h Ve w f f f f w f f w f f =<=+=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⨯⨯⨯⨯===⨯⨯⨯⨯⨯==τβστσ 锚栓支承加劲肋与顶板的连接采用h f =6mm 双面角焊缝，其计算长度为： l W =195-10=185mm 则：22/200/4.64218567.01000007.0mm N f mm N l h V w f w f =<=⨯⨯⨯==τ 锚栓支承垫板的计算：mm N Qa M ∙⨯=+⨯⨯==4105.152)556(22004141 采用-100x25x160则：22432/300/24452082.1105.152;520825)50100(61mm N f mm N W M mm W n n =<==⨯⨯===⨯-⨯=γσ经计算，柱脚安全二、GZ1柱脚计算（4轴）:查得节点处的最不利内力组为:M=376.32KN ·MN=109.53KN柱底最大剪力为：V=64.34KN ，所对应的轴力为：N=175.6KN,则，柱底板与混凝土柱之间产生的磨擦力为F=0.4N=70.24KN>V=64.34KN,柱底抗剪满足！柱脚计算简图如附图三所示假定砼柱的强度等级为C20，则 fc=10N/mm 2 按构造要求，底板尺寸取为:B ×L=310x900则底板所受的最反力为:2238.960.82632max min/10/99.839.09003101032.37669003101053.1096mm N f mm N BL M BL N c =<=±=⨯⨯⨯±⨯⨯=+=-σ经计算，砼柱抗压强度满足!如图所示,经计算,底板各区格所受的反力为:2221/38.5,/38.7mm N mm N ==σσ底板所受的最大弯矩为:1.对三边简支板:b 1=100,a 1=250b 1/a 1=0.40查得β2=0.04392221max 23/2573625038.90439.0mm N a M =⨯⨯==σβ2.对四边支承板b 1=250,a 1=100b 1/a 1=2.5查得α=0.1103222114/814010038.71103.0mm N a M =⨯⨯==ασ3.对四边支承板b 1=500,a 1=125b 1/a 1=4查得β2=0.12502221223/1050812538.51250.0mm N a M =⨯⨯==σβ则:mm t mm f M t 25,233002573666max min ==⨯==取 靴梁计算：靴梁所承担的均布线荷载为：q=155×9.38=1454N/mm 2，则：Nql V mm N ql M 2908002001454/101.29200145421212622=⨯==⨯=⨯⨯== 取-500x12x900，则：2222262/175/7.72500122908005.15.1/300/4950012101.2955mm N f mm N th V mm N f mm N th M V =<=⨯⨯===<=⨯⨯⨯==τσ 靴梁与柱底板采用双面角焊缝：mmh mm t h mmt h f f f 125.7255.15.14.14122.12.1max min min max ===≥=⨯=≤取施焊时不采用引弧板，则焊缝计算长度为：l W =200-10=190mm22/200/1.911902127.02908007.0mm N f mm N l h V w f w f =<=⨯⨯⨯==τ 靴梁与柱翼缘板采用h f =12mm 的单面角焊缝，其焊缝计算长度为：l W =500-10=490mm22/200/71490127.02908007.0mm N f mm N l h V w f w f =<=⨯⨯==τ 柱底板加劲肋计算：柱底板加劲肋所承担的均布线荷载为：q=7.38x100=738N/mm 2 则：N ql V mm N ql M 922502507382121/1077.525073881812622=⨯⨯==⨯=⨯⨯== 取-250x10x500则：2222262/175/2850010922505.15.1/300/54.11500101077.555mm N f mm N th V mm N f mm N th M V =<=⨯⨯===<=⨯⨯⨯==τσ 底板加劲肋与底板连接时采用h f =8mm 的单面角焊缝，其计算长度为： l W =250-10=240mm22/200/6924087.0922507.0mm N f mm N l h V w f w f =<=⨯⨯==τ 底板加劲肋与靴梁连接时采用h f =6mm 的单面角焊缝，其计算长度为： l W =500-10=490mm22/200/4549067.0922507.0mm N f mm N l h V w f w f =<=⨯⨯==τ 锚栓计算：受压区计算长度：mm x 4706.838.938.9900=+⨯=底板形心到受压区合力线的距离为：mm a 29334702900=-= 锚栓轴线到受压区合力线的距离为：mm y 6433470100900=--= 则锚栓所受的最大拉力为： KN y Na M N t 5356432931053.1091032.37636=⨯⨯-⨯=-= 采用2M56-Q235钢锚栓，查得其单个锚栓所能承担的最大拉力为：[N t ]=284.2KN>N t =535/2=267.5KN锚栓支承加劲肋计算：每个锚栓支承加劲肋所承受的剪力为：V=535/4=134KN取-195x10x400 则：22/175/3.50400101340005.15.1mm N f mm N th V V =<=⨯⨯==τ 锚栓支承加劲肋与靴梁采用h f =6mm 的双面角焊缝连接，其计算长度为： l W =400-10=390mm 则：22222223222/200/6541)22.161(/41239067.0101347.0/61239067.05.9713400067.06mm N f mm N mm N l h V mm N l h Ve w f f f f w f f w f f =<=+=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⨯⨯⨯⨯===⨯⨯⨯⨯⨯==τβστσ 锚栓支承加劲肋与顶板的连接采用h f =8mm 双面角焊缝，其计算长度为： l W =195-10=185mm 则：22/200/22.86218587.01340007.0mm N f mm N l h V w f w f =<=⨯⨯⨯==τ 锚栓支承垫板的计算：mm N Qa M ∙⨯=+⨯⨯==4105.224)562(22684141 采用-160x25x160则：22432/300/176106252.1105.224;1062525)58160(61mm N f mm N W M mm W n n =<==⨯⨯===⨯-⨯=γσ经计算，柱脚安全三、GZ2柱脚计算:查得节点处的最不利内力组为:M=340.63KN ·MN=594.54KN柱脚计算简图如附图四所示假定砼柱的强度等级为C20，则 fc=10N/mm 2按构造要求，底板尺寸取为:B ×L=360x1050则底板所受的最反力为:2272.658.32632max min/10/15.557.110503601063.34061050360105.5946mm N f mm N BL M BL N c =<=±=⨯⨯⨯±⨯⨯=+=-σ经计算，砼柱抗压强度满足!如图所示,经计算,底板各区格所受的反力为:2221/76.4,/74.5mm N mm N ==σσ底板所受的最大弯矩为:1.对三边简支板:b 1=100,a 1=300b 1/a 1=0.330查得β2=0.03552221max 23/4.2147030072.60355.0mm N a M =⨯⨯==σβ2.对四边支承板b 1=300,a 1=100b 1/a 1=3.0查得α=0.1189222114/682510074.51189.0mm N a M =⨯⨯==ασ3.对四边支承板b 1=650,a 1=150b 1/a 1=4.3查得β2=0.12502221223/1338815076.41250.0mm N a M =⨯⨯==σβ则:mm t mm f M t 25,213004.2147066max min ==⨯==取 靴梁计算：靴梁所承担的均布线荷载为：q=180×6.72=1210N/mm 2，则：Nql V mm N ql M 2420002001210/102.24200121021212622=⨯==⨯=⨯⨯== 取-500x12x1050，则：2222262/175/61500122420005.15.1/300/4050012102.2455mm N f mm N th V mm N f mm N th M V =<=⨯⨯===<=⨯⨯⨯==τσ 靴梁与柱底板采用双面角焊缝：mmh mm t h mmt h f f f 125.7255.15.14.14122.12.1max min min max ===≥=⨯=≤取施焊时不采用引弧板，则焊缝计算长度为：l W =200-10=190mm22/200/761902127.02420007.0mm N f mm N l h V w f w f =<=⨯⨯⨯==τ 靴梁与柱翼缘板采用h f =12mm 的单面角焊缝，其焊缝计算长度为：l W =500-10=490mm22/200/59490127.02420007.0mm N f mm N l h V w f w f =<=⨯⨯==τ 柱底板加劲肋计算：柱底板加劲肋所承担的均布线荷载为：q=5.74x100=574N/mm 2 则：N ql V mm N ql M 861003005742121/1046.630057481812622=⨯⨯==⨯=⨯⨯== 取-300x10x500则：2222262/175/83.2550010861005.15.1/300/92.12500101046.655mm N f mm N th V mm N f mm N th M V =<=⨯⨯===<=⨯⨯⨯==τσ 底板加劲肋与底板连接时采用h f =8mm 的单面角焊缝，其计算长度为： l W =300-10=290mm22/200/5329087.0861007.0mm N f mm N l h V w f w f =<=⨯⨯==τ 底板加劲肋与靴梁连接时采用h f =6mm 的单面角焊缝，其计算长度为： l W =500-10=490mm22/200/4249067.0861007.0mm N f mm N l h V w f w f =<=⨯⨯==τ 锚栓计算：受压区计算长度：mm x 68558.372.672.61050=+⨯=底板形心到受压区合力线的距离为：mm a 297368521050=-= 锚栓轴线到受压区合力线的距离为：mm y 72236851001050=--= 则锚栓所受的最大拉力为： KN y Na M N t 2277222971054.5941063.34036=⨯⨯-⨯=-= 采用2M42-Q235钢锚栓，查得其单个锚栓所能承担的最大拉力为：[N t ]=156.9KN>N t =227/2=114KN锚栓支承加劲肋计算：每个锚栓支承加劲肋所承受的剪力为：V=227/4=57KN取-190x10x400 则：22/175/2140010570005.15.1mm N f mm N th V V =<=⨯⨯==τ 锚栓支承加劲肋与靴梁采用h f =6mm 的双面角焊缝连接，其计算长度为： l W =400-10=390mm 则：22222223222/200/2717)22.125(/17239067.010577.0/25239067.0955700067.06mm N f mm N mm N l h V mm N l h Ve w f f f f w f f w f f =<=+=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⨯⨯⨯⨯===⨯⨯⨯⨯⨯==τβστσ 锚栓支承加劲肋与顶板的连接采用h f =6mm 双面角焊缝，其计算长度为： l W =190-10=180mm 则：22/200/38218067.0570007.0mm N f mm N l h V w f w f =<=⨯⨯⨯==τ 锚栓支承垫板的计算：mm N Qa M ∙⨯=+⨯⨯==41023.81)552(21144141 采用-100x25x160则：22432/300/11658332.11023.81;583325)44100(61mm N f mm N W M mm W n n =<==⨯⨯===⨯-⨯=γσ经计算，柱脚安全三、GZ3,3a,4,4a 柱脚计算:查得节点处的最不利内力组为:M=539.34KN ·MN=800.2KN柱脚计算简图如附图五所示假定砼柱的强度等级为C20，则 fc=10N/mm 2 按构造要求，底板尺寸取为:B ×L=380x1050则底板所受的最反力为:2273.971.52632max min/10/72.701.210503801034.53961050380102.8006mm N f mm N BL M BL N c =<=±=⨯⨯⨯±⨯⨯=+=-σ经计算，砼柱抗压强度满足!如图所示,经计算,底板各区格所受的反力为: 2221/79.6,/26.8mm N mm N ==σσ底板所受的最大弯矩为:1.对三边简支板:b 1=100,a 1=320b 1/a 1=0.32查得β2=0.03062221max 23/3048832073.90306.0mm N a M =⨯⨯==σβ2.对四边支承板b 1=320,a 1=100b 1/a 1=3.2查得α=0.1201222114/992010026.81201.0mm N a M =⨯⨯==ασ3.对四边支承板b 1=650,a 1=160b 1/a 1=4.1查得β2=0.12502221223/2172816079.61250.0mm N a M =⨯⨯==σβ 则:mm t mm f M t 32,1.252903048866max min ==⨯==取 靴梁计算：靴梁所承担的均布线荷载为：q=190×9.73=1849N/mm 2，则：Nql V mm N ql M 3698002001849/1037200184921212622=⨯==⨯=⨯⨯== 取-500x12x1050，则：2222262/175/5.92500123698005.15.1/300/6250012103755mm N f mm N th V mm N f mm N th M V =<=⨯⨯===<=⨯⨯⨯==τσ 靴梁与柱底板采用双面角焊缝：mmh mm t h mmt h f f f 125.7255.15.14.14122.12.1max min min max ===≥=⨯=≤取施焊时不采用引弧板，则焊缝计算长度为：l W =200-10=190mm22/200/1161902127.03698007.0mm N f mm N l h V w f w f =<=⨯⨯⨯==τ 靴梁与柱翼缘板采用h f =12mm 的单面角焊缝，其焊缝计算长度为：l W =500-10=490mm22/200/90490127.03698007.0mm N f mm N l h V w f w f =<=⨯⨯==τ 柱底板加劲肋计算：柱底板加劲肋所承担的均布线荷载为：q=8.26x100=826N/mm 2 则：N ql V mm N ql M 1321603208262121/106.1032082681812622=⨯⨯==⨯=⨯⨯== 取-320x10x500则：2222262/175/40500101321605.15.1/300/2.2150010106.1055mm N f mm N th V mm N f mm N th M V =<=⨯⨯===<=⨯⨯⨯==τσ 底板加劲肋与底板连接时采用h f =8mm 的单面角焊缝，其计算长度为：l W =320-10=310mm22/200/7631087.01321607.0mm N f mm N l h V w f w f =<=⨯⨯==τ底板加劲肋与靴梁连接时采用h f =6mm 的单面角焊缝，其计算长度为： l W =500-10=490mm22/200/2.6449067.07.0mm N f mm N l h w f w f =<=⨯⨯==τ锚栓计算： 受压区计算长度：mm x 66271.573.973.91050=+⨯=底板形心到受压区合力线的距离为：mm a 304366221050=-= 锚栓轴线到受压区合力线的距离为：mm y 72936621001050=--= 则锚栓所受的最大拉力为：KN y Na M N t 406729304102.8001034.53936=⨯⨯-⨯=-= 采用2M52-Q235钢锚栓，查得其单个锚栓所能承担的最大拉力为：[N t ]=246.1KN>N t =406/2=203KN锚栓支承加劲肋计算：每个锚栓支承加劲肋所承受的剪力为：V=406/4=102KN取-188x10x400 则：22/175/38400101020005.15.1mm N f mm N th V V =<=⨯⨯==τ 锚栓支承加劲肋与靴梁采用h f =6mm 的双面角焊缝连接，其计算长度为： l W =400-10=390mm 则：22222223222/200/4831)22.145(/31239067.0101027.0/45239067.0941*******.06mm N f mm N mm N l h V mm N l h Ve w f f f f w f f w f f =<=+=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⨯⨯⨯⨯===⨯⨯⨯⨯⨯==τβστσ锚栓支承加劲肋与顶板的连接采用h f =6mm 双面角焊缝，其计算长度为：l W =190-10=180mm 则：22/200/68217867.07.0mm N f mm N l h w f w f =<=⨯⨯⨯==τ锚栓支承垫板的计算：mm N Qa M ∙⨯=+⨯⨯==41033.157)557(22034141采用-100x32x160则：22432/295/16778512.11033.157;785132)54100(61mm N f mm N W M mm W n n =<==⨯⨯===⨯-⨯=γσ经计算，柱脚安全。
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
浅议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作者：郭永宏杜娟金明祯来源：《城市建设理论研究》2013年第01期摘要：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。
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。
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。
柱脚抗剪件计算
说明：洋红色字体为需要输入的数据，黄色背景为输出结果。
柱底截面最不利组合的内力：柱底x向剪力V x =404.00kN 柱底y向剪力V y =520.00kN 对应剪力工况的柱底反力N=2050.00kN (压力为正)柱底剪力合力V=658.50kN0.4N=820.00kN≥V ，可不计算抗剪键。
抗剪键截面规格：高度h=300mm 翼缘宽度b=300mm 腹板厚度t w =10mm 翼缘厚度t=15mm 抗剪键长度L=150mm材料属性：钢材等级Q 345(可选Q235,Q345)抗拉、抗压和抗弯强度f=310N/mm 2抗剪强度f v =180N/mm 2端面承压强度f ce =400N/mm 2角焊缝抗剪强度设计值f f w =200N/mm 2基础混凝土强度等级C 35(可选C20~C 45)轴心抗压强度f c =16.7N/mm 2轴心抗拉强度f t =1.57N/mm 2牛腿截面参数：截面塑性发展系数γx = 1.05柱脚抗剪键计算(焊接H型钢)截面面积A=117.00cm2截面惯性矩I x=19932.75cm4I y=6752.25cm4截面抵抗矩W x=1328.85cm3W y=450.15cm3中和轴以上截面面积距S xmax=732.38cm3腹板边缘处至中和轴距离y1=135.00mm 翼缘对形心轴的面积矩S x'=641.25cm3A.混凝土局部承压计算：局部承压面积A lx =bL=45000mm 2A ly =hL=45000mm 2混凝土局部受压时的强度提高系数1.732混凝土局部受压承载力1.35 βc βl f c A lx =1757.21kN ≥404.00kN 1.35 βc βl f c A ly =1757.21kN≥520.00kN混凝土局部承压满足要求。
B.抗剪键强度计算：弯矩M x =V x L/2=30.3kN•m M y =V y L/2=39kN•m 抗弯强度21.72N/mm 272.20N/mm 2σ=σx +σy =93.91N/mm 2≤310.00N/mm 2抗剪强度τx ＝V x /(t w h w )=149.63N/mm 2τy ＝V y /(2tb)=57.78N/mm 2x向复合应力259.90N/mm 2≤341.00N/mm 2y向复合应力137.24N/mm 2≤341.00N/mm 2抗剪键强度满足要求。
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。
立柱抗剪计算1
显竖隐横玻璃幕墙设计计算书设计：校对：审核：批准：二〇一一年六月一日基本参数1.1幕墙所在地区：惠东巽寮(凯兴酒店配套办公楼)1.2地面粗糙度分类等级：幕墙属于外围护构件，按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)A类：指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B类：指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；C类：指有密集建筑群的城市市区；D类：指有密集建筑群且房屋较高的城市市区；依照上面分类标准，本工程按B类地形考虑。
1.3抗震烈度：根据国家规范《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008版)，地震基本烈度为8度，地震动峰值加速度为0.2g，水平地震影响系数最大值为：αmax=0.16。
2 幕墙承受荷载计算2.1风荷载标准值的计算方法：幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规范(GB50009-2001 2006年版)计算：wk =βgzμzμs1w……7.1.1-2[GB50009-2001 2006年版]上式中：wk：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa)；Z：计算点标高：10m；βgz：瞬时风压的阵风系数；根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算)：βgz =K(1+2μf)其中K为地面粗糙度调整系数，μf为脉动系数A类场地：βgz =0.92×(1+2μf) 其中：μf=0.387×(Z/10)-0.12B类场地：βgz =0.89×(1+2μf) 其中：μf=0.5(Z/10)-0.16C类场地：βgz =0.85×(1+2μf) 其中：μf=0.734(Z/10)-0.22D类场地：βgz =0.80×(1+2μf) 其中：μf=1.2248(Z/10)-0.3对于B类地形，10m高度处瞬时风压的阵风系数：βgz=0.89×(1+2×(0.5(Z/10)-0.16))=1.78μz：风压高度变化系数；根据不同场地类型,按以下公式计算：A类场地：μz=1.379×(Z/10)0.24当Z>300m时，取Z=300m，当Z<5m时，取Z=5m；B类场地：μz=(Z/10)0.32当Z>350m时，取Z=350m，当Z<10m时，取Z=10m；C类场地：μz=0.616×(Z/10)0.44当Z>400m时，取Z=400m，当Z<15m时，取Z=15m；D类场地：μz=0.318×(Z/10)0.60当Z>450m时，取Z=450m，当Z<30m时，取Z=30m；对于B类地形，10m高度处风压高度变化系数：μz=1.000×(Z/10)0.32=1μs1：局部风压体型系数；按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)第7.3.3条：验算围护构件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数μs1：一、外表面1. 正压区按表7.3.1采用；2. 负压区—对墙面，取-1.0—对墙角边，取-1.8二、内表面对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。
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柱脚抗剪键计算
1. 简介
柱脚抗剪键是一种用于支撑建筑物结构或部件的结构元素，它的功能是阻止结构或部件受剪力的发展，同时加强结构的整体性能。
它金屶柱脚抗剪键的计算公式已成为国际计算标准。
2. 金屶柱脚抗剪键的计算公式
实际应力f = σ/γm
其中，σ是剪心所受的应力；γm是材料的抗剪强度系数；f 是实际应力。
金屶柱脚抗剪键的计算公式为：
A = Ar + Aa
其中，A是柱脚抗剪键的尺寸，Ar是柱脚抗剪键的最小尺寸，Aa是柱脚抗剪键的增加尺寸。
3. 尺寸计算公式
A = Ar + Aa
Ar= f b h1+ 2f h2
其中， Ar是柱脚抗剪键的最小尺寸；
f是实际应力；b是柱脚抗剪键宽度；h1是柱脚抗剪键高度，h2是柱脚抗剪键宽度；Aa是柱脚抗剪键的增加尺寸。
Aa= f (b/2+ h2/2)
其中，Aa是柱脚抗剪键的增加尺寸；f是实际应力；b是柱脚抗剪键的宽度；h2是柱脚抗剪键的宽度。