格构式轴压构件柱脚示范例题

【例4-6】 试设计轴心受压格构柱的柱脚，柱的截面尺寸如图4-38所示。轴线压力设计值N ＝2275kN ，柱的自重为5kN ，基础混凝土强度等级为C15，钢材为Q235钢。焊条为E43系列。

【解】采用如图4-37(b)所示的柱脚构造型式。柱脚的具体构造和

尺寸见图4-38。

(1)底板计算

对于C15混凝土，考虑了局部承压的有利作用后抗压强度设计值：

2N/mm 3.8=c f 。底板所需的净面积

c

f N A /=2223cm 2747mm 274700)N/mm 3.8/(10kN 2280==⨯=。

底板宽度cm 48cm 92cm 12cm 2822＝＝＝⨯+⨯+++c t b B

所需底板的长度cm 2.5748/cm 2247==L ，取 cm 58=L ，

可以满足其毛面积的要求，安装孔两个，每个孔边取40，削弱面积

取4040⨯。

底板所承受的均布压力 ()223

N/mm 28.810

cm 4cm 4258cm 4810kN 2280=⨯⨯⨯-⨯⨯=cm q <2N/mm 3.8=c f 四边支承部分板的弯矩：07.1cm 28/cm 30/==a b ，查表4-6得到053.0=α。 24qa M α==m N 405.34mm N 34405)mm 280(N/mm 28.8053.02⋅=⋅=⨯⨯

三边支承部分板的弯矩：5.0cm 28/cm 14/11==a b ，查表4-7 ，得到058.0=β。 213qa M β==m N 651.37mm N 37651)mm 280(N/mm 28.8058.02⋅=⋅=⨯⨯

悬臂部分板的弯矩：

2112

1qc M ==m N 534.33mm N 33534)mm 90(N/mm 28.85.02⋅=⋅=⨯⨯ 经过比较知板的最大弯矩为3M ，取钢材的抗弯强度设计值2N/mm 205=f ，得mm 2.33)N/mm 205(10m N 651.376/623max =⨯⋅⨯==f M t ，用mm 34，厚度未超过40mm ，所用f 值无误。

(2)靴梁计算

靴梁与柱身连接的焊脚尺寸用mm 10=f h 。

靴梁高度根据焊缝长度f l 确定。

图4-38 例4-6附图

23

N /m m

160mm 107.0410kN 22807.04⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=w f f f f h N l cm 9.50mm 9.508==

靴梁高度取cm 52，厚度取cm 0.1。

两块靴梁板承受的线荷载为

kN/m 4.3974N/mm 4.3974mm 480N/mm 28.82==⨯=qB

承受的最大弯矩 m kN 95.38)m 14.0(kN/m 4.39742

12122⋅=⨯⨯==qBl M 。22326

N/mm 215N/mm 21.4310

)cm 52(cm 1210m kN 95.386<=⨯⨯⨯⨯⋅⨯==W M σ 剪力 。kN 4.556N 556416mm 140kN/m 4.3974==⨯==qBl V

2223

N/mm 125N/mm 25.8010

cm 152210kN 42.5565.125.1<=⨯⨯⨯⨯⨯==cm h V δτ 靴梁板与底板的连接焊缝和柱身与底板的连接焊缝传递全部柱的压力，焊缝的总长度应为。

cm 218)cm 1cm 28(2)cm 1cm 14(4)cm 2cm 58(2=-⨯+-⨯+-⨯=∑w l 所需的焊脚尺寸为

mm 65.7N/mm 160mm 21807.022.110kN 22807.022.12

3

=⨯⨯⨯⨯=⨯=∑f w w f f l N h 用8mm 。 柱脚与基础的连接按构造用直径为20mm 的锚栓两个。