钢柱脚锚栓的设计方法

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钢结构柱脚锚栓设计公式的分析与改进

形式，因此柱脚锚栓的设计计算是钢结构设计中的重要一环。
础顶面的应力为线￣５）－－布，如图１所示。
本文对目前锚栓设计中常用的几种计算方法进行了总结并提出笔者的建议计算方法。由于《钢结构设计规范》（ＧＢ５ｏ０１７ —
２００３）建议设计中不考虑柱脚锚栓的抗剪能力，笔者仅就锚栓
（４）
式中，６为柱脚底板宽度；ｄ为柱脚底板的长度；为锚栓中心线到受压区底板边的最大距离，ｄｏ－－－－－ｄ－ｃ；为混凝土基础受压区长度； Ⅳ 、分别为柱脚的轴力和弯矩；Ｏ＇ｍｉ为最小压应力或拉应力。由公式（４）可得锚栓拉力
ｍｅｈｏｄｉｔｓｆｏｕｎｄａｎｄｐｒｏｖｅｄｔｏｂｅｂｅｔｔｅｒｈａｔｎｏｔｈｅｒｍｅｔｈｏｄｓｂｙｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｅｘａｍｐｌｅｓｎｔｉｈｉｓａｒｔｉｃｌｅபைடு நூலகம்．
【摘要】对钢柱脚锚栓计算方法进行了总结，提出了更符合实际受力情况的锚栓计算方法，并通过算例与其它计算方法进行了比较，证明所提出的方法比其它方法有更好的计算结果。【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｅｃｌａｃｌｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｎａｎｃｈｏｒｂｏｌｔｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎａｔｈｔｅｓｔｅｅｌｃｏｌｕｔｒｍｂａｓｅａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ａｎｅｗｋｉｎｄｏｆｃｌａｃｕｌａｉｔｏｎ

钢骨柱柱脚的预埋方案

钢骨柱柱脚螺栓的预埋施工方案一、钢骨柱柱脚螺栓的预埋1、螺栓的加工（1）项目施工部门根据图纸和施工进度安排进场时间。

（2）项目质量部门对预埋件的加工精度进行验收，根据钢构要求，螺丝丝扣加长50mm。

2、预埋件的测量定位控制线应单独设置，每个埋件的控制线都应从结构控制轴线单独引测，在已浇筑的混凝土或已固定的钢筋表面做好控制标记。

3、预埋件在安装前做好中心定位标记，便于安装时的测量校正。

4、预埋件锚筋与结构主筋位置发生冲突时，可以适当调整锚筋位置，保证埋件安装位置。

当预埋螺杆与主筋位置发生冲突时，尽量调整主筋位置，保证螺杆按设计位置就位。

5、柱脚预埋螺栓固定（1）根据场地坐标控制点在单体周围设置控制桩位。

（2）从单体控制桩拉麻线进行初定位，钢筋工程施工的同时安放预埋螺栓。

预埋螺栓采用3mm厚定位钢板进行定位，3mm定位钢板和预埋钢板尺寸相同，钻相同的螺孔直径d=35mm，定位钢板底面及侧面隔离剂，标高教所浇砼顶板高5mm，四周和板筋焊接牢固，螺栓根部加设L50×5角钢与底板钢筋电焊固定，调整好水平和垂直度后与钢筋进行点焊连接。

（3）在钢筋工程结束后，对模板进行初步加固，然后将梁钢筋固定，具体方法为纵横轴方向互相焊接固定，确保不位移。

（4）采用经纬仪对螺栓位置进行精确坐标定位。

（5）采用水准仪对螺栓位置进行精确水准定位，水准控制点来自场内水准控制点。

（6）螺栓和模板加固后，对螺栓进行校核。

（7）对螺栓进行复核，发现不合格的重复上述校核和加固工作。

（8）螺栓定位控制精度2mm。

（9）在浇捣砼时同分包方、监理办理验收手续，防止单面下料、单面振捣，合理安排砼的浇捣流程，使其对钢筋的影响减少到最少。

同时，必须对锚栓顶部螺丝扣用塑料布包紧、包严，以免砼污染丝扣。

地下室钢骨柱锚栓的埋置是本工程的重点之一，它直接影响到钢骨柱的安装，必须保证其安装的精度，以减小钢骨柱安装时的困难。

因此，得定位钢板螺孔改为d=35mm以提高精度。

柱脚锚栓计算方法

柱脚锚栓计算方法邓柏林(中国石化洛阳石油化工工程公司，河南洛阳 471003)摘要:针对石油化工装置中柱脚锚栓的受力情况进行了分析，提出了四种受力情况，是否考虑锚栓与混凝土基础弹性性质的压弯受力状态及有无受压区的拉弯受力状态，并详细推导每种状态下柱脚锚栓受拉力的计算过程，以期指导相关设计工作。

关键词:柱脚锚栓，压弯受力状态，拉弯受力状态中图分类号:T U323． 1文献标识码:A解得:引言在石油化工装置中，钢构架、钢管架、钢楼梯间等都是常见的构筑物，钢柱与混凝土基础短柱之间都靠锚栓来连接，柱脚锚栓占整个钢材量的比重非常小，但作用却非常重要，设计中需认真对待。

锚栓一方面起到固定钢柱位置的作用，另一方面当柱脚板底存在有零压力区，即柱脚板底有一部分与混凝土基础脱开时，还要承担脱开区域的拉力。

锚栓承受拉力的计算是设计中经常遇到的问题，经查阅相关书籍，并结合实际工程设计经验，对柱脚锚栓承受拉力的计算方法分四种情况总结如下。

1 压弯受力状态，不考虑锚栓与混凝土基础的弹性性质如图 1 所示，底板与混凝土基础顶面间的应力分布为线性变化，F 为受压区反力的合力，虚线箭头所代表的力 T 为假定受拉区应力的合力，位于假定受拉区的形心处。

设底板宽度为 b ，合力 T 的计算公式推导如下:0 σm ax( 3)x = × d σmax － σm i n设计中一般都采用式( 3) ，由式( 1) 和式( 3) 联合即可求得受拉区合力 T 。

当锚栓正好位于假定受拉区的形心位置时，即可由式( 1) ，式 ( 3) 求得锚栓所受拉力。

但实际锚栓所处的位置一般不是正好位于假定受拉区形心处，而是位于形心偏左边的某个位置，见图中假定受拉区的实线箭头，实际的 c 值偏小，而 d － c 值偏大，即实际的拉力对压区形心的力臂比拉区形心处的要长。

因此，在设计中仍采用求拉区形心处拉力的式( 1) ，式( 3) 是偏于安全的。

钢结构刚性固定柱脚的3个方法

钢结构刚性固定柱脚的3个方法一、钢柱柱脚形式的分类（1）刚性固定柱脚：1）埋入式柱脚；2）外包式柱脚；3）插入式柱脚。

（2）铰接柱脚：外露式柱脚。

二、埋入式柱脚1、基本概念埋入式柱脚是指将钢柱底端直接埋入混凝土基础筏板、地基梁或地下室墙体内的一种刚性连接的柱脚。

其特点是埋入相对自身绝对刚性的基础中而形成刚性固定柱脚节点。

这种柱脚构造可靠，常用于高层钢结构框架柱的柱脚。

2、埋入式柱脚的受力特点（1）柱的轴向压力N，由钢柱的柱脚底板直接传递给钢筋混凝土基础；柱的轴向拉力，则是通过柱脚底板悬出部分将其上部混凝土的反向压力传递给基础，或经由锚栓（底脚螺栓）直接传给基础。

（2）柱的弯矩M有2种传递方式：1）均由H形钢柱翼缘上的抗剪圆柱头焊钉传递给基础，在实际工程设计中大多采用该方法；2）依靠钢筋混凝土对钢柱翼缘的侧向承压力所产生的抵抗拒来传递给基础。

（3）柱脚顶部的水平剪力V由钢柱翼缘与基础混凝土侧向承压力来传递。

（4）钢柱翼缘与基础混凝土在侧向承压应力状态下，由于钢柱翼缘与混凝土摩擦而产生的抵抗力，设计时不考虑。

（5）钢柱翼缘与基础混凝土之间的粘结作用设计时不考虑。

（6）在确定埋入钢柱周边对称配置的垂直纵向钢筋面积时，不考虑由钢柱承担的弯矩。

3、埋入式柱脚一般构造要求及部分细部设计计算（1）埋入式柱脚的钢柱埋入基础的深度一般可以在以下范围内采用（h c为钢柱截面的高度或管径）：1）轻型工字钢截面柱：H=（2.0~2.5）h c；2）圆管形截面柱和箱形截面钢柱：H=（2.5~3.0）h c。

（2）埋入式柱脚，在钢柱埋入部分的顶部，应设置水平加劲肋或横隔板；对H形截面柱，其水平加劲肋外伸宽度的宽厚比应不大于9（235/f ay）½，对于箱型截面柱，其内部横隔板的宽厚比应不大于30（235/f ay）½。

（3）埋入式柱脚在钢柱的埋入部分，应设置圆柱头抗剪栓钉，栓钉的数量和布置，应按计算要求确定。

柱脚锚栓计算

Annex 2:Form of Submission for JCPL Best Practice(Submit your contribution (Annex 2 form and soft copy of the proposal) via email to kmd@)Author (s)/作者: 徐丽惠Originator:Dept/部门: 设计部Title of Submission /题目: 钢结构柱脚锚栓计算方法A. Types of Submission /类型: ( ✓ Please tick 1 of the submission type /请选择其中一项)B. Category/专业分目:( ✓ Can tick more than 1 field/可多选)☐Research Papers/研究报告❑Design Resources & Details/设计资源及细节✓Procedures/过程❑Forms & templates/表格及样本❑Others/其它By Discipline:✓Architectural❑Civil❑Structural❑Mechanical❑Electrical❑Quantity Surveying❑Masterplanning☐Others: FacilityManagementBy ProjectPhases:☐BusinessDevelopment❑Design &Documentation❑Authority Submission❑Construction❑Post Construction❑Others_____________C. Synopsis/ 摘要:关于钢结构柱脚锚栓的计算方法D.Keywords/关键词:柱脚锚栓计算方法E. Contents/内容:见附件F. Date of Submission/上交日期: 8／10／２００３G. Signature of Originator/作者签名:徐丽惠钢结构柱脚锚栓计算方法设计部结构工程师徐丽惠裕廊国际顾问（苏州）有限公司苏州工业园区215021关键词：柱脚锚栓计算方法一、前言钢结构柱脚锚栓的计算方法在我国1974年的《钢结构设计规范》（T J17-74）第78条中有明确规定，但在修订后的《钢结构设计规范》（G BJ17-88）中，取消了这一条，为什么呢？我认为有两个原因：（一），考虑到这是一个普通的力学计算问题，不必在规范中作出明确的规定；（二），对于钢结构柱脚锚栓计算方法较多，拘于一种计算显然不合适。

钢柱脚锚栓设计内力计算方法综述

510
1 888
1 718
1 618. 8
125. 9
675
1 436
675
- 93
375. 5
1 108
585. 2
- 122
185
1 032
286
260
1 250
1 539
1 250
349. 6
1 555
1 382
1 093. 5
17. 8
708
1 360
852
[ 1 ]指出的我国对锚栓设计强度取值偏低的因素 ,我国设计的锚栓普遍偏大。
一、引言
文[ 1 ]介绍了国内外单个锚栓承载力的各种计算方法 ,这里进一步介绍在柱脚内力作用下单个锚栓受到的剪力 N v 和拉力 N t 的计算。各种方法采用的是不同的基础混凝土压应力分布曲线。按照弹性设计
时 ,倾向采用三角形分布 ,考虑弹塑性性能时 ,采用抛
物线图形 (σ= a x ) ,极限状态下也可以采用矩形分
程式 :
λh0 R = N ( e + h0 - 0 . 5 h)
(1)
或
λh0 Z = M - N (0 . 5 h - c)
( 1a)
R = N+Z
(2)
式中 , R 为混凝土压应力合力 , e = M/ N , h0 为锚栓至压力最大侧底板边的距离 ,λh0 为锚栓至压应力图形
重心的距离 ( 图 1) , h 为底板长度。必须建立第三个方
力 ,计算结果见表 1 。由表中数值可见 ,在弯矩较小时
各种方法计算结果差别很大 ,我国手册允许的两种计
算方法差别也非常大 ,我国简化方法求得的锚栓拉力

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。

钢结构柱头柱脚设计(2024)

结构在地震作用下的整体安全性。
18
05
案例分析：某高层建筑钢结构柱头柱脚设计实例
2024/1/29
19
工程概况及设计要求
2024/1/29
工程概况
本案例为一栋高层建筑，采用钢结构框架体系，建筑高度约150 米，共40层。
设计要求
根据建筑功能、荷载条件、抗震设防烈度等因素，确定合理的柱头柱脚设计方案，确保结构安全、经济、适用。
审查要点
在审查施工图纸时，应重点关注以下几个方面：是否符合设计要求和相关规范标准；各构件之间的连接是否可靠；是否存在施工难度和安全隐患；是否满足经济性要求等。
23
06
总结与展望
2024/1/29
24
研究成果总结
01
钢结构柱头柱脚设计理论体系的完善
通过深入研究，完善了钢结构柱头柱脚设计的理论体系，为实际工程应
连接方式的创新
所提出的新型连接方式在传力机制、构造措施等方面具有创新性，为钢结构柱头柱脚设计提供了
新的思路和方法。
2024/1/29
设计方法的优化
通过引入先进的优化算法和设计理念，对钢结构柱头柱脚设计方法进行了优化，提高了设计效率和准确性。
多学科交叉融合
本研究涉及结构工程、力学、材料科学等多个学科领域，通过多学科交叉融合，推动了钢结构柱头柱脚设计的创新发展。
2024/1/29
方案二
采用外包式柱脚，在柱脚外部设置钢筋混凝土外包层，通过钢筋连接件与基础连接，具有施工简便、造价较低等优点，但抗震性能相对较差。
选择结果
综合考虑各方面因素，最终选择方案三作为柱脚设计方案。
22
施工图纸绘制和审查要点

钢结构厂房柱脚设计要点

钢结构厂房柱脚设计要点钢结构厂房柱脚设计要点钢结构厂房柱脚应能可靠传递柱身承载力，宜采用埋入式、插入式或外包式柱脚，6、7度时也可采用外露式柱脚。

震害表明，外露式柱脚破坏的特征是锚栓剪断、拉断或拔出，由于柱脚锚栓破坏，使钢结构倾斜，严重者导致厂房坍塌。

外包式柱脚表现为顶部箍筋不足的破坏。

厂房钢柱可划分为两类，其一是单肢柱，即通常所称的实腹柱（包括钢管、轧制或焊接H型钢）；其二则是格构柱。

两类钢柱的受力状态不同，其柱脚设计也应区别对待。

一、实腹柱（单肢柱）实腹柱刚接柱脚，承受弯矩、剪力和轴力的共同作用。

一般情况下，首先应考虑柱脚的承载力不小于柱截面塑性屈服承载力的1.2倍。

即满足下式要求：M u≥1.2M pc，N式中：M u—刚接柱脚的极限受弯承载力；M pc，N—柱截面全塑性受弯承载力，需计入多遇地震组合轴力的影响。

1、埋入式、插入式柱脚：（1）埋入式、插入式柱脚进入砼基础的深度，应符合下式要求。

式中：d—柱脚埋入深度；b f—翼缘宽度；f c—基础砼抗压强度设计值。

并且，埋入式柱脚埋入砼的深度不宜小于2.0倍的柱截面高度；插入式柱脚不宜小于2.5倍的柱截面高度。

（2）埋入式柱脚埋入段柱受拉翼缘外侧所需焊钉数量，可按下式计算：n≥?（NA f/A+M/h co）/V s式中：n—柱受拉翼缘外侧所需焊钉数量；M、N—分别为多遇地震组合的柱脚弯矩设计值、轴力设计值；A、A f—分别为柱截面的面积、柱翼缘的截面面积；h co—柱翼缘截面的中心距；V s—一个圆柱头焊钉连接件的受剪承载力设计值，可按现行《钢结构设计规范》GB50017的规定计算。

（3）插入式柱脚插入段的剪力传递（轴力）需满足下式：N≤0.75f t sd式中：f t—基础砼抗拉强度设计值；S—插入段实腹柱截面的周长。

2、外包式柱脚：外包式柱脚属于钢和砼组合结构，内力传递复杂，影响因素多，目前还存在一些未充分明晰的内容，因此诸如各部分的形状、尺寸以及补强方法等构造要求较多。

《钢结构设计标准》解说专题（8）-柱脚设计

《钢结构设计标准》解说专题（8）-柱脚设计《钢结构设计标准》解说专题（8）柱脚设计柱脚是钢结构节点中极其重要的一部分，在《钢结构设计标准》（GB 50017-2017，简称“钢标”）中，随节点单独成第12章，柱脚设计的规定独立为12.7一节。

本文专门谈谈钢标柱脚设计的规定，主要围绕两点作一些解释：1）新增内容；2）改动较大的内容。

一、关于柱脚的总体规定关于柱脚设计，原钢规的规定很少几条，还是放在构件的构造要求一节中。

原来做设计，只能看一些散落在各个规范和手册中的内容，如《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ 99-2015）（简称“高钢规”）、《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）（简称“抗规”）、《构筑物抗震设计规范》（GB 50191-2012）（简称“构抗规”）、《钢结构节点设计手册》（第三版，建筑工业出版社，简称“节点手册”，内容尚未按钢标升版）、《钢结构设计手册》（建筑工业出版社，简称“钢构手册”，第四版中已根据钢标规定更新）。

但你会发现，规定还不统一。

钢标这次的柱脚设计规定，等于做了一次系统梳理。

钢标关于柱脚的规定，总体上并列地给出了四种形式：外露式、外包式、埋入式、插入式柱脚。

其余三种柱脚没啥好说，而插入式柱脚的内容，以前主要出现在工业建筑的相关规范中。

钢标明确规定，插入式柱脚可用于多层钢结构框架柱，等于正式认可了插入式柱脚在民用建筑中的应用。

虽然钢标12.7.1的条文说明表示适用范围与高钢规协调了，实际上关于插入式柱脚在民用建筑中作为并列的柱脚形式还是第一次隆重登场。

【条文】12.7.1 多高层结构框架柱的柱脚可采用埋入式柱脚、插入式柱脚及外包式柱脚，多层结构框架柱尚可采用外露式柱脚，单层厂房刚接柱脚可采用插入式柱脚、外露式柱脚，铰接柱脚宜采用外露式柱脚。

【条文说明】12.7.1 刚接柱脚按柱脚位置分为外露式、外包式、埋入式和插入式四种。

四种柱脚的适用范围主要与现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99的有关规定相协调，同时参考了国内相关试验研究以及多年来的工程实践总结。

钢结构柱脚设计

钢结构柱脚设计第⼋章基础设计第⼀节基础设计的特点由于结构型式、荷载取值、⽀座条件等⽅⾯的不同，传⾄基础顶⾯内⼒是不同的，轻钢结构与传统的砼结构相⽐，最⼤差别就是在柱脚处存在较⼩的竖向⼒和较⼤的⽔平⼒，对于固接柱脚，还存在较⼤的弯矩，在风荷载起控制作⽤的情况下，还存在较⼤的上拔⼒。

柱底⽔平⼒会使基础产⽣倾覆和滑移，基础受上拔⼒作⽤，在覆⼟较浅的情况下，会使基础向上拔起，有关这⽅⾯的问题，后⾯再作详述。

由于轻钢结构的这些受⼒特点，导致其基础设计与其它结构存在很⼤的不同，主要表现在以下⼏个⽅⾯：⒈基础形式基础型式选择应根据建筑物所在地⼯程地质情况和建筑物上部结构型式综合考虑，对于砼结构基础，常见的基础型式有独⽴基础、条形基础、⽚筏基础、箱形基础、桩基等等，⽽对于轻钢结构⽽⾔，由于柱⽹尺⼨较⼤，上部结构传⾄柱脚的内⼒较⼩，⼀般以独⽴基础为主，若地质条件较差，可考虑采⽤条形基础，遇到暗浜等不良地质情况，可考虑采⽤桩基础，⼀般情况下不采⽤⽚筏基础和箱形基础。

只存在轴向⼒N和⽔平⼒V，对于刚接柱脚，除存在轴向⼒N和⽔平⼒V之外，还存在⼀定的弯矩M，从⽽使刚接柱脚的基础⼤于铰接柱脚。

⒊基础破坏形式要正确进⾏基础设计，⾸先要知道基础破坏形式，对其⼯作原理有所了解。

对于砼结构，通常柱⽹尺⼨较⼩，故柱底⽔平⼒相对较⼩，基础⼀般不会产⽣滑移现象，⼜由于上部结构⾃重很⼤，⾜以抵抗风荷载作⽤下产⽣的上拔⼒，故基础也不会产⽣上拔的可能，对于这种结构，基础主要发⽣冲切、剪切破坏；⽽轻钢结构则不同，基础除发⽣冲切、剪切破坏之外，由于存在较⼤的⽔平⼒，对于固接柱脚，还存在较⼤的弯矩作⽤，从⽽导致基础产⽣倾覆和滑移破坏，另外，在风荷载较⼤的情况下，特别对于⼀些敞开或半敞开的结构，由于轻钢结构⾃重很轻，有可能不⾜于抵抗风荷载产⽣的上拔⼒，导致基础上拔破坏。

为防⽌这些破坏的发⽣，最经济有效的⽅法是增加基础埋深，即增加基础上覆⼟的厚度，但增加了⼟⽅开挖和回填⼯程量。

钢结构刚性固定柱脚的3个方法

钢结构刚性固定柱脚的3个方法一、钢柱柱脚形式的分类（1）刚性固定柱脚：1）埋入式柱脚；2）外包式柱脚；3）插入式柱脚。

（2）铰接柱脚：外露式柱脚。

二、埋入式柱脚1、基本概念埋入式柱脚是指将钢柱底端直接埋入混凝土基础筏板、地基梁或地下室墙体内的一种刚性连接的柱脚。

其特点是埋入相对自身绝对刚性的基础中而形成刚性固定柱脚节点。

这种柱脚构造可靠，常用于高层钢结构框架柱的柱脚。

（3）柱脚顶部的水平剪力V由钢柱翼缘与基础混凝土侧向承压力来传递。

（4）钢柱翼缘与基础混凝土在侧向承压应力状态下，由于钢柱翼缘与混凝土摩擦而产生的抵抗力，设计时不考虑。

（5）钢柱翼缘与基础混凝土之间的粘结作用设计时不考虑。

（6）在确定埋入钢柱周边对称配置的垂直纵向钢筋面积时，不考虑由钢柱承担的弯矩。

（2）埋入式柱脚，在钢柱埋入部分的顶部，应设置水平加劲肋或横隔板；对H形截面柱，其水平加劲肋外伸宽度的宽厚比应不大于9（235/f ay）?，对于箱型截面柱，其内部横隔板的宽厚比应不大于30（235/f ay）?。

（3）埋入式柱脚在钢柱的埋入部分，应设置圆柱头抗剪栓钉，栓钉的数量和布置，应按计算要求确定。

H形截面柱强轴左右两侧的翼缘、箱形截面柱两轴的每侧、圆管形截面柱两轴的每侧（90°扇面），其栓钉数目不宜小于8Φ16，栓钉水平和竖向中心距均不应大于200mm，栓钉竖向中心距不宜小于6d，横向间距不宜小于4d，栓钉外表面至钢柱翼缘侧边的距离不应小于20mm；栓钉的直径不应小于Φ16（常用Φ19），栓钉长度宜取4~6倍栓钉直径。

钢结构柱脚设计

第八章基础设计第一节基础设计的特点由于结构型式、荷载取值、支座条件等方面的不同，传至基础顶面内力是不同的，轻钢结构与传统的砼结构相比，最大差别就是在柱脚处存在较小的竖向力和较大的水平力，对于固接柱脚，还存在较大的弯矩，在风荷载起控制作用的情况下，还存在较大的上拔力。

柱底水平力会使基础产生倾覆和滑移，基础受上拔力作用，在覆土较浅的情况下，会使基础向上拔起，有关这方面的问题，后面再作详述。

由于轻钢结构的这些受力特点，导致其基础设计与其它结构存在很大的不同，主要表现在以下几个方面：⒈基础形式基础型式选择应根据建筑物所在地工程地质情况和建筑物上部结构型式综合考虑，对于砼结构基础，常见的基础型式有独立基础、条形基础、片筏基础、箱形基础、桩基等等，而对于轻钢结构而言，由于柱网尺寸较大，上部结构传至柱脚的内力较小，一般以独立基础为主，若地质条件较差，可考虑采用条形基础，遇到暗浜等不良地质情况，可考虑采用桩基础，一般情况下不采用片筏基础和箱形基础。

轴向力N和水平力V之外，还存在一定的弯矩M，从而使刚接柱脚的基础大于铰接柱脚。

⒊基础破坏形式要正确进行基础设计，首先要知道基础破坏形式，对其工作原理有所了解。

对于砼结构，通常柱网尺寸较小，故柱底水平力相对较小，基础一般不会产生滑移现象，又由于上部结构自重很大，足以抵抗风荷载作用下产生的上拔力，故基础也不会产生上拔的可能，对于这种结构，基础主要发生冲切、剪切破坏；而轻钢结构则不同，基础除发生冲切、剪切破坏之外，由于存在较大的水平力，对于固接柱脚，还存在较大的弯矩作用，从而导致基础产生倾覆和滑移破坏，另外，在风荷载较大的情况下，特别对于一些敞开或半敞开的结构，由于轻钢结构自重很轻，有可能不足于抵抗风荷载产生的上拔力，导致基础上拔破坏。

为防止这些破坏的发生，最经济有效的方法是增加基础埋深，即增加基础上覆土的厚度，但增加了土方开挖和回填工程量。

另外对于轻钢结构基础，还须预埋锚栓（也称地脚螺栓），用于上部结构和基础的连接，若锚栓离砼基础边缘太近，会产生基础劈裂破坏，所以我国钢结构设计规范规定了锚栓离砼基础边缘的距离不得小于150mm；若锚栓长度过短，会使锚栓从基础中拔出，导致破坏，所以规范也规定了锚栓埋入长度。

钢结构柱脚锚栓安装方案

钢结构柱脚锚栓安装方案1.1.1锚栓构件信息柱脚锚栓按施工位置可分为外框钢柱和核心筒劲性钢柱，外框钢柱截面形式主要为箱型柱和圆管柱，核心筒劲性钢柱截面形式为十字柱，钢柱柱脚锚栓均为M30锚栓，材质为Q235B。

十字柱地脚锚栓由8根M30×700锚栓组成，箱型柱及圆管柱随钢柱截面变化地脚锚栓数量有所不同，箱型柱柱脚锚栓主要由28根M30×750锚栓组成，圆管柱柱脚锚栓主要由18根M30×750锚栓组成。

1.1.2锚栓支撑设计及受力计算为提高施工过程中锚栓准确定位，在锚栓下部设置锚栓支撑架体系，主要设计了三种支撑架体系，分别用于分十字柱、箱型柱、圆管柱锚栓安装。

钢柱锚栓支撑架主要由定位钢环板、承重钢板，型钢梁、斜撑、首层独立柱组成。

锚栓通过定位钢环板和承重钢板固定在锚栓支撑架上。

根据施工组织与工序，锚栓支撑架施工与土建底板上、下两层钢筋的绑扎穿插施工，为避免过多的工序穿插并提高施工效率，将锚栓支撑架也分为上、下两节进行施工。

首节为单层的型钢框架，包括锚栓支撑架首节立柱、立柱柱脚板。

立柱采用HW150×150×7×10型钢，柱脚板采用200×200×10钢板，第二节为锚栓支撑架主体，包括锚栓支撑架梁柱、斜撑及柱间支撑。

锚栓支撑架柱和承重板下水平撑杆采用HW150×150×7×10、立面斜撑和定位板水平撑杆采用角钢L90×7，定位采用8mm厚钢板，承重板采用20mm钢板，钢材质均为Q235B，连接形式均为角焊缝焊接。

1.1.2.1外框钢柱锚栓支撑架设计1.1.2.2锚栓支撑计算分析1.1.2.2.1型材与材质计算时选取最不利的圆管柱支撑架进行计算。

立柱采用HW150×150×7×10截面，柱脚板采用200×200×10钢板。

锚栓支撑架柱和承重板下水平撑杆采用HW150×150×7×10、立面斜撑和定位板水平撑杆采用角钢L90×7，定位采用8mm 厚钢板，承重板采用20mm钢板，钢材质均为Q235B。

钢结构——钢柱脚锚栓的设计方法

7. 3 锚栓既受拉力又受剪力的情况
3.国外研究结论 a. 配合抗力分项系数 1.111使用) Vbs (A s (0.75 f ut )

f ut 式中，为锚栓毛截面面积，为锚栓抗拉极限强度。 As
1 2 Vbc 0.5(配合抗力分项系数 de Ec f c b. 1.5使用) 4 de 式中，为锚栓直径，为圆柱体混凝土抗压强度。 f c

7.5 单个螺栓承载力总结

5.锚栓的抗剪强度设计值应该取多大？存在不同的观点。

6.锚栓抗剪和摩擦力抗剪是否能同时考虑？
英国美国李德滋不考虑摩擦力抗剪同时考虑锚栓和摩擦力抗剪超过摩擦力的部分由锚栓抗剪
7.6 锚栓内力计算
各种计算方法才用不同的混凝土压应力分布曲线。确定分布曲线后，可以建立两个平衡方程:

由于布臵了锚钉，在向下的钢柱轴力作用下，必然会有一部分轴力传递到混凝土上，因此钢柱轴力向下逐渐变小，而混凝土内轴力逐渐变大。
7.8.1 外包式柱脚及其传力分析

2.弯矩的传递（如右图所示）。
经研究表明：钢柱外包混凝土的柱脚，即使在弹性阶段，两者的共同作用不能采用钢-混凝土组合构件理论来解决，因为外包混凝土顶部，由混凝土承受的弯矩等于0，但是组合构件理论要求钢和混凝土两者曲率相同，导致混凝土顶部理论上有弯矩而实际上没弯矩。

锚栓的抗剪承载能力取上面两个中的较小值。
7. 3 锚栓既受拉力又受剪力的情况

4.混凝土结构设计规范（GB50010-2002）预埋件设计方法
Vb (4 0.08d ) fc f y As fy
c
f d (4 0.08d ) 时取 0.7 0.7，为锚栓直径。其中， f 该式主要是对锚栓直径小于等于25的情况，且只适用于埋板顶面与基础混凝土面平齐的情况。

问题01(钢柱脚单个锚栓的承载力设计)

第34卷第2期建　筑　结　构2004年2月钢柱脚单个锚栓的承载力设计童根树(浙江大学土木系　杭州310027)　吴光美(东华工程公司　合肥230000)[提要]　对国内外钢柱脚锚栓设计方法进行了回顾和比较,对单个锚栓的破坏模式和承载力进行了总结。

比较发现,与我国不允许锚栓参与抗剪的规定相反,欧美国家都考虑锚栓参与抗剪;在锚栓抗拉强度设计值的取值方面,欧美等国将锚栓的强度设计值取与普通螺栓或与制作螺栓的材料相应的强度设计值,而我国规范的取值则在普通螺栓已经较低的基础上再打8折。

基于对国内外不同设计方法的分析归纳,提出了单个锚栓的设计准则的建议,供锚栓设计时参考。

[关键词]　钢柱脚　锚栓　设计　承载力The design methods of steel column bases used in various countries are reviewed.Load2carrying capacity of a single an2 chor bolt is summarized.And it is revealed that,in contrary to the current method used in China which does not allow anchor bolts to resist shear force,but in Europe the bolts are allowed to resist shear force.The design stress of anchor bolts is also too conservative in China.A new criterion for anchor bolt is suggested which represents a compromise be2 tween various methods.K eyw ords:anchor bolt;steel column;column base;load2carrying capacity 一、锚栓的类型锚栓分钻孔锚栓和灌注锚栓,后者是本文论述的对象。

柱脚锚栓构造要求

柱脚锚栓构造要求柱脚锚栓是一种常用于建筑和结构工程中的连接元件，用于固定柱脚与基础或地面之间的连接。

它具有重要的结构功能和安全性要求，因此在构造中有一系列严格的要求。

柱脚锚栓的选择应符合设计要求和强度要求。

根据设计荷载和结构要求，确定所需的锚栓数量和直径。

锚栓的材料应选用抗拉强度高、耐蚀性好的材料，常见的有碳钢和不锈钢。

根据不同的使用环境和要求，可以选择不同的材质和表面处理方式，如镀锌、热镀锌、电镀等，以提高锚栓的耐腐蚀性能。

柱脚锚栓的安装要求非常重要。

在进行锚栓安装之前，需要对基础进行清理和准备工作。

确保基础表面光洁、无杂质，并且具备足够的强度和稳定性。

锚栓的布置应符合设计要求，保证锚栓之间的间距和位置准确无误。

在锚栓孔中注浆固化之前，应检查孔的尺寸和深度是否符合要求，以及孔内是否有杂质和水分，确保注浆固化效果良好。

柱脚锚栓的固定要求也需要注意。

在安装锚栓时，应采用适当的工具和方法，确保锚栓固定牢固。

根据锚栓的直径和材料，选择合适的紧固力矩，并按照正常的螺栓紧固顺序进行操作，以避免不均匀的应力分布和松动现象。

同时，需要注意锚栓的垂直度和平整度，以确保柱脚与基础之间的连接具有良好的刚性和稳定性。

柱脚锚栓的验收和质量控制也是非常重要的。

在安装完成后，应进行验收和检测工作，检查锚栓的数量、直径、紧固力矩等是否符合要求。

对于特殊要求的锚栓，如高强度锚栓或耐腐蚀锚栓，还需进行相应的质量检测和试验，确保其性能和可靠性。

同时，要保留相关的安装记录和质量档案，以备后期维护和检修使用。

柱脚锚栓的构造要求是确保建筑和结构工程安全和稳定的重要环节。

正确选择锚栓的材料和规格，严格按照安装要求进行施工，做好验收和质量控制工作，都是保证锚栓连接效果和使用寿命的关键。

只有在符合要求的情况下，柱脚锚栓才能发挥其应有的作用，确保建筑物的稳定性和安全性。