浅析钢结构柱脚设计要点
柱脚--钢结构讲解
柱脚--钢结构讲解
柱脚是指钢结构中柱子与地基之间的连接部分，通常是通过焊接或
螺栓连接来实现的。
柱脚的设计与施工非常重要，因为它承载着柱子的重量以及可能的
水平力和摆动力。
适当的柱脚设计可以保证柱子在地震或其他外力
作用下的稳定性和安全性。
在钢结构中，柱脚通常采用焊接连接。
焊接连接的优点是强度高、
刚性好，但要求焊缝质量高，需要经过严格的检验和检测。
柱脚的
焊接连接通常采用角焊缝或对焊缝。
柱脚的连接也可以采用螺栓连接。
螺栓连接的优点是方便拆卸和更换，适用于需要经常修改或维护的结构。
螺栓连接需要使用高强度
螺栓和螺母，并通过预紧力来保证连接的稳固性。
在柱脚设计中，还需要考虑地震力和风力对柱子的影响。
一般来说，柱脚需要加强，以增加整个结构的稳定性和抗震能力。
这可以通过
增加连接件的数量或使用更坚固的材料来实现。
总而言之，柱脚在钢结构中非常重要，它承载着柱子的重量和外力，并通过焊接或螺栓连接来确保结构的稳定性和安全性。
柱脚的设计
需要考虑各种力的作用，以确保结构的抗震能力和稳定性。
钢结构工程中柱脚设计初论
钢结构工程中柱脚设计初论钢结构建筑中，柱脚是必不可少的结构连接节点，其对整个结构的承载力及稳定性有着非常重要的作用，作为连接钢柱与钢筋混凝土基础或者基础梁的重要节点，其合理的受力分析和节点设计也就显得尤为必要。
柱脚按结构的内力分析，可大体分为铰接连接柱脚和刚性固定连接（刚接）柱脚两大类。
其中刚接柱脚包含外露式柱脚、埋入式柱脚及外包式柱脚。
刚接柱脚除了承受轴心压力和水平剪力外，还要承受弯矩。
对于工业厂房、多层及高层钢结构常采用刚接柱脚，《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）亦仅对钢结构的刚接柱脚加以规定。
本文即针对三种钢结构刚接柱脚节点形式的受力分析及设计做以探讨。
1 外露式柱脚外露式柱脚主要由底板、加劲肋、锚栓及锚栓支承托座等组成（图1），各部分的板件都应具有足够的强度和刚度，而且相互之间应有可靠的连接。
1.1 受力分析从力学角度看，外露式柱脚更适合作为半刚接性柱脚。
震害表明：其破坏特征是锚栓剪断、拉断或拔出。
结构设计中应考虑柱脚支座的非完全刚性连接，必要时按刚接和半刚接柱脚采用包络设计方法。
当仅采用刚接柱脚计算时，应考虑柱反弯点的下移引起的柱顶弯矩及相关构件的内力增大问题。
外露式柱脚由外露的柱脚螺栓承担钢柱底的弯矩和轴力，柱脚承载力不宜小于柱截面塑形屈服承载力的1.2倍。
底板的尺寸由基础混凝土的抗压设计强度确定，计算底板厚度时，可偏安全地取底板各区格的最大压力进行计算。
由于底板与基础之间不能承受拉应力，拉力应由锚栓来承担，当拉力过大，锚栓直径大于60mm时，可根据底板的受力实际情况，按压弯构件确定锚栓。
柱底剪力应由钢底板与其下钢筋混凝土之间的摩擦力承受（摩擦系数可取0.4）。
当水平剪力超过摩擦力时，可设置抗剪键及柱脚外包混凝土等有效抗剪措施承担。
1.2 节点构造设计外露式柱脚底板的一般厚度不应小于柱子较厚板件的厚度，且不宜小于30mm。
当需增设加劲肋和锚栓支承托座等补强措施时，底板长度和宽度外伸尺寸，每侧不宜超过底板厚度的18 倍。
钢结构刚性固定钢柱脚设计方法的总结
钢结构刚性固定钢柱脚设计方法的总结一、钢柱柱脚形式的分类刚性固定柱脚：1）埋入式柱脚；2）外包式柱脚；3）插入式柱脚；铰接柱脚：外露式柱脚；二、埋入式柱脚2.1、基本概念：所谓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。
2.2、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有两种传递方式：a、均由H型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。
（也有研究说：该形式的柱脚中栓钉的作用不大，内力的传递主要是下述方式。
）b、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。
由于目前还没有能力考虑的有利因素如下：（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。
埋入式柱脚的埋深与构造示意图如下：2.3、埋入式柱脚一般构造要求及部分细部设计计算2.3.1、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（hc为钢柱截面的高度或管径）：a、轻型工字钢截面柱：H=（2.0~2.5）hc；b、圆管形截面柱和箱型截面钢柱：H=（2.5~3.0）hc。
2.3.2、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型截面柱，其水平加劲肋外伸宽度的宽厚比应不大于9（235/fay），对于箱型截面柱，其内部横隔板的宽厚比应不大于30（235/fay），2.3.3、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。
钢结构柱脚计算
引言概述：钢结构柱脚计算是钢结构设计中非常重要的一部分，它涉及到钢柱与基础之间的连接，对结构的稳定性和安全性有着直接的影响。
本文将围绕钢结构柱脚计算展开论述，包括柱脚设计原理、设计参数的确定、计算方法以及实例分析等内容。
正文内容：一、柱脚设计原理1.1柱脚设计基本原理柱脚设计的基本原理是将柱子受力传递到基础上，同时保证连接良好的力和刚度传递，确保结构整体的稳定性和安全性。
1.2柱脚受力特点柱脚在使用过程中会承受来自柱子的垂直荷载、水平荷载和弯矩等受力，这些受力特点需要在设计过程中综合考虑。
二、设计参数的确定2.1柱子的受力情况分析针对具体的结构，通过力学分析和计算，确定柱子的受力情况，包括垂直荷载、水平荷载和弯矩等参数。
2.2基础的承载力计算通过对基础的计算，确定其承载能力，以确保能够承受柱脚传递的力和碰撞力等。
三、计算方法3.1直接修改法直接修改法是一种常用的设计方法，它基于静力学平衡原理，通过对柱脚架构的调整，使其能够承受所需的荷载。
3.2增加附加件法通过增加柱脚附加件的数量和尺寸，来提高柱脚的承载力和稳定性，是一种常用的增强柱脚的设计方法。
四、实例分析4.1柱脚计算实例一以某大型厂房的结构设计为例，通过对柱脚的计算和分析，确保其能够满足结构的承载要求和稳定性要求。
4.2柱脚计算实例二以某高层建筑的结构设计为例，通过对柱脚的计算和分析，考虑到地震荷载等因素，确保柱脚设计的合理性和安全性。
五、总结钢结构柱脚计算是保证钢结构稳定性和安全性的重要一环，通过对柱脚的设计原理、设计参数的确定、计算方法的应用和实例分析的展示，可以为工程设计提供一定的参考依据。
在钢结构设计中，合理的柱脚计算可以提高结构的整体性能，保证施工和使用过程中的安全性，具有重要的实际意义。
全面认识钢结构柱脚!(二)2024
全面认识钢结构柱脚!（二）钢结构柱脚是钢结构中的重要组成部分，它承担着传递柱子荷载至地基的任务。
本文将从五个大点出发，深入探讨全面认识钢结构柱脚的相关内容。
引言概述：钢结构柱脚作为连接柱子和地基的关键节点，其设计和施工对于整个钢结构的安全性和稳定性至关重要。
在本文中，我们将首先介绍钢结构柱脚的定义和作用，然后重点探讨钢结构柱脚的设计原则、常见病害及其防治措施、施工质量控制和强度验算标准等方面内容。
正文内容：一、钢结构柱脚的定义和作用1. 钢结构柱脚的定义2. 钢结构柱脚的作用二、钢结构柱脚的设计原则1. 荷载计算与传递原则2. 材料选取与使用原则3. 结构形式与连接方式的选择原则4. 震动与变形控制原则5. 安全性与可靠性原则三、钢结构柱脚的常见病害及其防治措施1. 磨损与腐蚀2. 裂缝与变形3. 疲劳和断裂4. 锈蚀和腐蚀5. 震动和地震影响6. 高温和火灾风险7. 防护措施与维护保养四、钢结构柱脚的施工质量控制1. 材料质量控制2. 制作工艺控制3. 连接方式控制4. 安装质量控制5. 预防措施和监测控制五、钢结构柱脚的强度验算标准1. 国内钢结构柱脚强度验算标准2. 国际钢结构柱脚强度验算标准3. 考虑设计震动荷载的强度验算总结：全面认识钢结构柱脚对于钢结构设计、施工和维护至关重要。
在本文中，我们从定义和作用、设计原则、常见病害及其防治措施、施工质量控制和强度验算标准五个大点出发，深入剖析了钢结构柱脚的相关内容。
希望这些信息能对相关专业人员和从业者有所启发，并能够提高钢结构柱脚的设计和施工质量。
《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）——柱脚设计来源：从钢结构到装配式钢结构建筑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。
型钢埋入式柱脚设计有哪些注意事项
型钢埋入式柱脚设计有哪些注意事项型钢埋入式柱脚设计是一种常见的建筑结构设计方法。
钢结构被广泛应用于各种建筑物，地下车库、机房等场所，型钢埋入式柱脚可以使建筑物结构更加稳固，保证建筑的安全性。
但是，在设计型钢埋入式柱脚时，需要注意一些关键点，以避免在使用过程中出现安全问题。
一、钢材规格的选择在设计型钢埋入式柱脚之前，需要确定所需的钢材的规格。
这涉及到许多因素，如建筑物的使用类型、建筑物的高度、地震等级等。
根据这些因素，工程师可以选择合适的钢材规格，以确保柱脚的稳定性和安全性。
选用的钢材规格越大，其刚度也就越大。
在设计钢筋网壳体时，一般都是为了给某些构件带来加强作用，从而避免其出现发生板裂缝的问题。
二、柱脚的埋入深度柱脚的埋入深度是极其关键的，因为它直接影响到柱脚的承载能力和稳定性。
一般情况下，建筑物的设计人员通常会根据实际情况来确定钢材的埋入深度。
在确定柱脚的埋入深度时，也应考虑地下水位、土壤松散度、土质类型等一系列因素的影响。
如果柱脚的埋入深度不够，则可能会发生柱脚塌陷或结构不稳定的问题。
三、柱脚的安装安装是柱脚设计的重中之重。
柱脚在安装时需要考虑各种因素，如支撑平整度、钢材的弯曲和损坏、电焊等。
在柱脚的安装过程中，应特别注意钢材的压弯、钢材的切割以及电焊的技术相关问题，有必要提前做好技术方案的制定和协调工作。
对于大规格的柱脚，一般需要使用重型机械来进行安装，并需要进行充分的检验和验收。
四、柱脚的质量监控柱脚的质量监控是关键的环节之一。
只有保障了柱脚的质量，才能保证钢构件的安全性。
在柱脚的质量检验过程中，需要详细地测量钢材的尺寸、硬度、物理和力学性能指标等内容。
在检测的过程中，如发现质量方面存在问题，应及时纠正。
只有经过充分的检验和验收，柱脚才能通过质量监控，达到使用的标准和要求。
综上所述，型钢埋入式柱脚的设计需要注意许多关键点。
在选择钢材规格、确定埋入深度、安装柱脚和进行质量监控等方面，都需要精心设计和仔细操作，以确保钢构件的安全性和稳定性。
浅析各类钢柱脚形式的设计构造要求
规范公式计算 。
３ 选用 建议
由上可知 ， 外露式柱脚一般多用铰接形式 。刚接形 式仅用
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 度（ 或外包 高度 、 埋 人深 度 ） 、 栓钉、 钢柱埋 人部分 上部 水平 加
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
《 抗规》 规定 ： 格构 式柱采用插入式 柱脚 的埋 入深 度 ， 应由 计 算确定 ， 其 最小插 入深 度不 得小 于单 肢截 面高度 （ 或外径 ） 的２ ． ５倍 ， 且不得小 于柱 总宽度的 ０ ． ５倍 。
杯 口尺寸按 照《 建筑地基基础设 计规范 》 中混凝 土柱 下杯 口基础构造要求设计 ， 通过计算校核杯 口尺寸 。
［ ３ ］ Ｇ Ｂ ５ ０ ０ １ １ — ２ ０ １ ０ ， 建筑抗震设计规范［ Ｓ ］ ． ［ ４ ］ Ｃ Ｅ Ｃ Ｓ １ ０ ２ ： ２ ０ ０ ２ ， 门式钢架轻型房屋钢结构技术规程 ［ Ｓ ］ ．
［ ５ ］ 钢结构设计手册（ 上、 下册 ） 第 四版 ［ Ｍ］ ． ［ ６ ］ 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 探讨 ．钢结构工程研 究［ Ｊ ］ ． 钢铁技术 ， ２ ０ １ ０年 Ｏ ５期 ． ［ ７ ］ 李祖婷 ， 杨婷连 ， 王宁 ．浅析钢结构柱脚形式 ［ Ｊ ］ ．四川建筑科学 研 究， ２ ０ １ ２年 Ｏ ５期．
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
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
剪键 承担。
浅谈钢结构中的柱脚设计
浅谈钢结构中的柱脚设计摘要：随着全球人口的激增，建设用地随之紧张，高层建筑随之出现并不断增加。
本文就高层钢结构中柱脚的设计进行探讨。
以期供同仁参考。
关键词：高层钢结构；埋入式柱脚；基础冲切Abstract: with the global population surge, construction land then nervous, high-rise building appears and growing. This paper high-rise steel structure in the design of the foot column is discussed in this paper. For reference to colleagues.Keywords: high-rise steel structure; Embedded column footing; Punching based一、现有高层钢结构柱脚的设计及其局限性钢结构柱脚顾名思义就是钢结构柱子中位于柱子的底部，能将上部结构与下部基础有效进行连接的节点，起到将柱子下端的轴力、弯矩和剪力等荷载传递给基础的作用。
目前高层钢结构柱脚的设计通常采用埋入式柱脚和外包式柱脚两种形式。
埋入式柱脚是指将柱脚直接埋人基础内的柱脚形式，通常要求钢柱的埋人深度对轻型H型钢不得小于柱截面高度的2倍，对大截面H 型钢和箱型截面柱不得小于钢柱截面高度的3倍。
外包式柱脚由钢柱脚和外包的混凝土组成，钢柱的轴力和弯矩通过焊接于钢柱的栓钉传递给混凝土，外包混凝土的高度与埋入式柱脚的埋人深度要求相同。
近年来随着我国建筑行业的发展，高层钢结构建筑被越来越广泛地采用。
这些建筑由于埋置深度的要求，大都设有多层地下室。
这样地震或者风荷载引起的水平力大部分都通过地下室嵌固层传递给侧面土体，而传到基础面上柱脚的荷载实际上是轴力起控制作用。
所以这种多层地下室柱脚基本上弯矩、剪力较小，主要以轴力为主。
钢结构柱脚设计要点探讨 魏飞
钢结构柱脚设计要点探讨魏飞摘要：当前，钢结构建筑取得了迅猛发展，已经成为当前我国重要的建筑形式之一。
柱脚是钢结构建筑中的重要组成部分，柱脚设计质量会对整个建筑工程产生直接性影响。
基于此，本文联系实际，就钢结构柱脚设计要点展开分析，希望能为相关工作的开展带来些许帮助。
关键词：钢结构；柱脚；设计原则；设计方法在钢结构中，柱脚起到相关的连接作用，通过柱脚，基础混凝土与柱构件相连，基础也因此接收到建筑最下层柱所受到的弯矩、剪力以及轴力【1】。
当前，常见的钢结构柱脚主要有以下类型：混凝土外包式柱脚、外露式柱脚以及埋入式柱脚。
下面首先就这三种柱脚的特点做简要分析。
1钢结构柱脚的主要形式分析1.1外露式柱脚在钢结构中，外露式柱脚是由混凝土基础与脚底板、柱构件下端通过锚栓相连，形成外露式柱脚。
与其他类型柱脚不同的是，外露式柱脚的锚栓被预先埋在了混凝土中，这样能保证混凝土实际强度达到设计标准，后续的吊装工作也更容易开展。
即钢柱的吊装与基础梁的配筋施工可以分开进行，因而施工过程更为简单便捷，施工效率也更高。
当前，我们常见的小规模钢结构建筑、高层建筑中外露式柱脚比较常见，主要是由于该种类型的柱脚结构简单，施工简便。
但在认识到外露式柱脚有点的同时，也不得不注意到外露式柱脚的缺点：与其他类型的钢结构柱脚相比，外露式柱脚的力学性能，如承载力、刚度等相对较低,,且外露式柱脚的抗震性能也较差，因而外露式柱脚在多层钢结构住宅建筑中很少应用。
在应用外露式柱脚时，剪力主要是由混凝土基础与底板的接触面进行传递。
在设计与施工过程中，若摩擦力未达到设计标准，则可通过设置抗剪键的方式来承担柱底的剪力【2】。
1.2埋入式柱脚与其他类型的钢结构柱脚相比，埋入式柱脚的承载力较高，稳定性也较好。
在设计埋入式柱脚时，将钢柱设计为先屈服是常见的设计方法，在该种设计下，柱脚的完全弹塑性会相对稳定，整个钢结构的牢固性、耐久性也能得到有效提升。
但埋入式柱脚也存在一些缺陷，如在埋入式柱脚中，埋入基础中的钢柱长度较长，且基础梁的宽度内的主筋不能与插入的钢柱相交、扩展或是弯曲等，因此设计与施工的难度较大【3】。
浅析钢结构柱脚的
钢结构柱脚的类型
根据构造形式分类
可分为铰接柱脚和刚接柱脚。铰接柱脚通过连接钢板将柱与基础连接，具有构 造简单、安装方便的优点；刚接柱脚则通过焊接或螺栓连接将柱与基础形成整 体，具有更好的承载能力和稳定性。
根据材料分类
可分为钢制柱脚和混凝土柱脚。钢制柱脚由钢板、型钢等材料制成，具有较高 的强度和刚度；混凝土柱脚则由混凝土浇筑而成，具有较好的耐久性和防火性 能。
钢结构柱脚应进行防腐处理， 确保长期使用不锈蚀。
05
钢结构柱脚的应用与发展趋势
应用领域及案例分析
01 02
建筑领域
钢结构柱脚在建筑领域中应用广泛，如高层建筑、桥梁、厂房等。例如 ，上海中心大厦采用了巨型钢结构柱脚，保证了建筑的稳定性和抗震性 。
交通领域
高铁、地铁等交通设施中，钢结构柱脚也得到了广泛应用。例如，高铁 桥梁的支撑结构中，钢结构柱脚能够承受高速列车带来的巨大荷载。
03
工业领域
在石油化工、电力、冶金等工业领域，钢结构柱脚也发挥了重要作用。
例如，大型储罐的支撑结构中，钢结构柱脚能够保证储罐的稳定性和安
全性。
发展趋势与挑战
轻量化设计
随着材料科学的发展，钢结构柱脚的设计逐渐向轻量化方 向发展。新型材料如高强度钢、铝合金等的应用，使得钢 结构柱脚更加轻便、高效。
绿色环保
符合规范和标准
钢结构柱脚的设计应符合相关 规范和标准的要求，确保结构
的安全性和可靠性。
02
钢结构柱脚的连接方式
焊接连接
焊接工艺
焊接连接是钢结构柱脚最常用的 连接方式之一，通过将柱脚与钢 柱或基础进行焊接，实现牢固的
连接。
焊接要求
焊接连接要求焊缝质量高，焊缝强 度应满足钢结构设计要求，同时要 求焊缝无夹渣、无气孔等缺陷。
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。
钢结构柱脚的设计施工这些要点得记住
钢结构柱脚的设计施工这些要点得记住
钢结构的设计关系到建筑施工的安全以及建筑未来的使用，建筑的设计是建筑项目的开端。
所以，钢结构设计的一些细节性必须要引起设计人员的注意，以及构件加工施工人员的注意。
今天，我们来说说钢结构建筑柱脚的设计。
【柱脚力学特征需了解】
要确保柱脚节点的抗震安全性，必须充分理解柱脚的力学特性，正确地进行设计、施工。
本文从力学的角度考虑，对柱脚节点的设计、施工有关的基本内容和方针于以叙述。
【柱脚不应产生弯矩】
对设计而言，首先，在使用极限状态下，必须明确要求柱脚有怎样的性能。
其次，承载能力极限状态下。
必须预计钢柱和柱脚部分应有怎样的性能。
也就是说，在使用极限状态下，作为铰接连接设计的柱脚不应产生弯矩。
【柱脚的塑性变化】
另外，一般的外露式柱脚，锚栓、柱脚底板等都产生弹性变形，完全的刚性连接是做不到的。
在承载能力极限状态下，柱脚部分产生塑件铰的情况很多，为此、要求有较大的塑性转动能力。
【柱脚极限状态设计】
为此，对于使用极限状态设计，恰当地评价柱脚的转动刚度、将柱脚刚性考虑到结构分析中去求得设计内力、确实把握作用在柱脚的内力。
针对轴力、弯短、剪力别采取恰当的设计、是基本的要求。
钢结构建筑的设计见着，柱脚所起的作用是把柱固定于基础，并把柱的内力传给基础，这是建筑施工的一项很重要的基础工作，必须严格谨慎，精准把控。
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。
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）。
钢结构柱脚节点设计
所以：ha lw 2h f 且取10的倍数。
a b1 L
ha
c a1 c t1 B t1
B、靴梁旳截面验算
按支承在柱边旳双悬臂外伸梁受均布反力作用。
M q l l R e 2
V q l R
e
a b1
上式中的q为线荷载，按实际 情况计算。
lL
R
R
q’
M
l
l
抗弯： M 6M f
1～1.5倍。
c a1 c t1 B t1
B a1 2t1 2c
a1— 构件截面高度； t1— 靴梁厚度一般为10～14mm； c— 悬臂宽度，c=3～4倍螺栓直
径d，d=20～24mm，则 L 可求。 注意B、L均应取整。
a b1 L
取定B、L后应验算基础顶面压应力要求：
q N An c fc
隔板
柱 隔板 锚栓
肋板 b1
锚栓用以固定柱脚位置，沿轴线布置2个，直径2024mm。
（二）柱脚计算
靴梁
1.传力途径
底板
N
柱 隔板 锚栓
c a1 c t1 B t1
隔板
隔板（肋板）
a b1 L
柱 靴梁
底板
实际计算不考虑
混凝土基础
焊缝布置原则： 考虑施焊旳以便与可能
柱脚零件间旳焊缝布置
2.柱脚旳计算
a b1 L
b1/a1
β
0.3 0.026
0.4 0.042
0.5 0.056
0.6 0.072
0.7 0.085
0.8 0.092
0.9 0.104
1.0 0.111
1.1 0.120
≥1.2 0.125
钢结构柱脚的抗震设计要点分析
钢结构柱脚的抗震设计要点分析摘要：随着城市的发展，以及建筑工程的增多，对于建筑钢结构柱脚抗震设计也逐渐提出了更高的要求。
建筑中的钢结构柱脚抗震设计也在处于不断的发展变化中，为此在进行建筑设计的过程中，要先对施工现场进行全面的考察，随后在根据施工现场的地质条件等特征进行深入的分析，合理设计建筑的抗震结构，提高建筑安全性能。
基于此，文章针对建筑结构抗震设计展开了针对性分析，以供参考。
关键词：建筑工程；结构设计；抗震设计1抗震设计在钢结构柱脚抗震设计中的重要性1.1工程地基的影响建筑工程结构中地基起到重要的支撑作用、稳固作用和承载作用。
地基的抗震性能设计直接关系到地基的抗震能力，是提高地基设计质量的重要因素。
一旦地基施工中未按照设计图纸进行标准化施工，就会严重影响地基的抗震性能。
因此，地基设计前要做好实地勘察工作，明确地基所在地的地质状况和地质条件，才能保证地基抗震设计与实际情况符合，从而保证地基抗震设计的科学性和实用性。
同时在地基设计时要保证地势平缓，降低不利因素的影响。
1.2工程项目高度的影响建筑越高，受地震影响越大。
所以在工程结构设计时，高度要把控好。
在一定高度范围内钢筋混凝土结构的抗震效果是最佳的。
超建筑设计必定会降低结构抗震性能，增加建筑工程结构的危险系数。
1.3抗震预防能力的影响建筑工程结构抗震设计的主要作用是提高地震的预防能力，运用弹性灵活的设计方法，使建筑工程结构简单且抗震能力强。
最终实现有效防御小震，面对中震能够通过修复方法使工程结构得以恢复。
当出现大震时，工程结构能尽可能的避免崩塌，从而有效保证建筑内人员的人身安全和降低经济损失。
2钢结构柱脚抗震设计中的抗震设计原则2.1简单化原则复杂的工程结构，结构内部的作用力相对较复杂，地震时破坏力的传递过程和方向也较为复杂，在设计时需要以结构简单化作为主要的设计方向。
简单的结构可以明确计算工程体系中的力学数据，从而避免复杂结构导致的防震性能不佳的弊端，有利于提高工程结构设计质量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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 12
a 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 0.125
C
C 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）。
表2 β值
当三边支撑区格的b 1/a 1<0.3时，可按悬臂长度为b 1的悬臂板计算。
1.2.3 一边支撑区格板（即悬臂板）：221qc M =
c 为悬臂长度。
1.2.4取几部分区格板的最大弯矩M max 来确定板的厚度t ： f
M t max 6≥ 设计时要注意靴梁和隔板的布置应尽可能使区格板中的弯矩相差不要太大，以免柱脚底板过厚。
地板的厚度通常为20～40mm ，为保证底板刚度，满足基础反力是均匀分布的假设，底板厚度≥14mm 。
图1 柱脚布置图
1.3 锚栓
铰接柱脚的锚栓一般仅起到安装过程中固定的作用，因此锚栓的直径通常根据其与钢柱板件的厚度和底板厚度相协调的原则来确定，一般不小于20mm ，数量一般根据底板的面积和构造确定，当出现上拔力时，铰接柱脚的锚栓应通过计算确定。
刚性柱脚的锚栓不仅起安装固定作用，而且在柱脚弯矩作用下承受拉力，锚栓的直径和数量应有计算确定。
为便于安装与调整，底板上的螺栓孔应比栓杆直径大0.2～0.5倍，锚栓锚固长度不应小于25d ，铰接柱脚锚栓应设在柱翼缘内侧、刚接柱脚锚栓设在柱翼缘外侧。
1.4 靴梁和肋板的计算 b 1/a 1 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 ≥1.2 β 0.026 0.042 0.056 0.072 0.085 0.092 0.104 0.111 0.120 0.125
靴梁与柱连接焊缝承受柱身的压力，其高度由连接所需的焊缝长度决定，厚度略小与柱翼缘。
肋板按悬臂梁计算，肋板厚度、肋板与靴梁间的连接焊缝均按其承受的弯矩和剪力计算。