柱脚钢结构资料
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。
钢结构柱脚分类、特点与适用范围
钢结构柱脚分类、特点与适用范围（二）引言概述：钢结构柱脚作为钢结构建筑中承载垂直载荷的重要组成部分，具有不同的分类、特点和适用范围。
本文将深入探讨钢结构柱脚的不同分类、各自的特点，以及不同分类的适用范围。
正文内容：一、钢结构柱脚的分类1.1常见的分类方法1.2基于结构形式的分类1.3基于力学特性的分类1.4基于特定使用环境的分类1.5其他分类方法的探讨二、钢结构柱脚的特点2.1承载能力高2.2抗震性能好2.3建筑形态灵活2.4施工周期短2.5耐久性优良三、不同分类的钢结构柱脚的特点与适用范围3.1类型一：刚性连接的柱脚3.1.1特点一3.1.2特点二3.1.3特点三3.1.4适用范围3.2类型二：半刚性连接的柱脚3.2.1特点一3.2.2特点二3.2.3特点三3.2.4适用范围3.3类型三：柔性连接的柱脚3.3.1特点一3.3.2特点二3.3.3特点三3.3.4适用范围3.4类型四：可调整连接的柱脚3.4.1特点一3.4.2特点二3.4.3特点三3.4.4适用范围3.5类型五：专用连接的柱脚3.5.1特点一3.5.2特点二3.5.3特点三3.5.4适用范围四、钢结构柱脚的设计与施工注意事项4.1细部连接设计4.2材料选择4.3强度验算4.4抗震设计要点4.5施工质量控制五、结论总结本文对钢结构柱脚的分类、特点和适用范围进行了详细阐述。
钢结构柱脚根据不同的分类方法可以得出各自的特点，从而更好地满足不同使用环境下的需求。
在设计和施工过程中，需要注意细节和强度验算，以确保钢结构柱脚的安全和耐久性。
注：文中所列内容仅供参考，具体细节和数据需要根据实际情况进行详细研究和验证。
钢结构柱头柱脚设计
第五节 柱头和柱脚的设计
一.柱头的定义及作用 柱头是指柱的顶部与梁（或桁架）连接的部分。其作用 是将梁等上部结构的荷载传到柱身。
二、柱头的连接方式 （1）将梁连于柱侧面的侧面连接
（2）将梁直接放在柱顶上的顶面连接
（1）将梁连于柱侧面的侧面连接
（2）将梁直接放在柱顶上的顶面连接
N 承压 垫板 承压 顶板 承压或焊缝1 加劲肋
13．格构式轴心受压构件的设计步骤如何？进行以上计算时 应有哪些注意事项？
答：格构式轴心受压构件的设计步骤：
首先选择分肢截面和缀材的形式，中小型柱可采用缀板或缀 条柱，大型柱宜用缀条柱。
（1）按对实轴（y－y轴）的整体稳定选择柱的截面，方法 与实腹式构件的计算相同。
（4）计缀条或缀板（包括连接）。 进行以上计算时应注意：
（1）对实轴的长细比 y和对虚轴的换算长细比 0x均不得超过 容许长细比[]；
（2）缀条构件的分肢长细比 1 l1 / i1不得超过构件两方向长细 比（对虚轴为换算长细比）较大值的0.7倍，否则分肢可能先 于整体失稳；
（3）缀板构件的分肢长细比 1 l01 / i1不应大于40，并不应大 于构件较大长细比ma的x 0.5倍（当ma<x 50时，取ma＝x 50），亦是 为了保证分肢不先于整体构件失去承载能力。
焊缝2 腹板
实腹式
格构式
N 承压 垫板 承压 顶板 承压或焊缝1加劲肋
焊缝2 柱端缀板焊 缝3 柱身
三.柱脚的定义及作用
柱下端与基础相连的部分称为柱脚。柱脚的作用是将柱身所受 的力传递和分布到基础，并将柱固定于基础。
三.柱脚的定义Leabharlann 作用柱下端与基础相连的部分称为柱脚。柱脚的作用是将柱身所受 的力传递和分布到基础，并将柱固定于基础。
钢结构柱脚螺栓采用q235
钢结构柱脚螺栓采用q235钢结构柱脚螺栓是连接钢柱与基础的关键部件，它的质量和牢固程度直接影响整个建筑物的稳定性和安全性。
在钢结构建筑中，常用的柱脚螺栓材料是q235钢材，下面将详细介绍其特点和应用。
Q235钢材是中国常见的普通碳素结构钢，具有良好的可焊性、塑性和韧性。
它的化学成分符合国家标准，主要含有碳、硅、锰、磷、硫等元素。
这些元素的合理配比使得Q235钢材具有较高的强度和耐腐蚀性能，适用于各种工程中的柱脚螺栓连接。
钢结构柱脚螺栓的使用旨在将钢柱与混凝土基础牢固地连接在一起，以承受建筑物的重量和外部荷载。
Q235钢材作为柱脚螺栓的材料，具有以下特点：1. 强度高：Q235钢材具有较高的强度，能够承受较大的压力和拉力，确保建筑物的稳定性。
2. 可焊性好：Q235钢材具有良好的可焊性，可以通过焊接的方式将柱脚螺栓与钢柱和混凝土基础连接在一起，形成稳固的结构。
3. 耐腐蚀性好：Q235钢材具有一定的耐腐蚀性能，能够在恶劣的环境条件下长时间使用而不受损。
4. 施工方便：Q235钢材制作的柱脚螺栓具有较小的体积和重量，便于搬运和安装，提高施工效率。
在实际应用中，钢结构柱脚螺栓的设计和施工需要严格按照相关标准和规范进行。
首先，需要根据建筑物的结构设计要求确定柱脚螺栓的数量、尺寸和布置方式。
然后，根据设计要求选用合适的Q235钢材制作螺栓，并在施工过程中进行正确的安装和紧固。
Q235钢材作为钢结构柱脚螺栓的材料，在建筑物的结构连接中起着重要的作用。
它具有良好的强度、可焊性和耐腐蚀性能，能够确保建筑物的稳定性和安全性。
在实际应用中，需要严格按照标准和规范进行设计和施工，以保证柱脚螺栓的质量和可靠性。
柱脚--钢结构
底板的厚度通常为20-40mm，不得小于14mm
③单位宽度上的最大弯矩
四边支撑板 M qa 2
α—系数, 由b/a查表4.7
三、二边支撑板
M
qa
2 1
β—系数, 由b1/a1查表4.8
一边支撑板
图4.40 底板的计算
M 1/ 2qc2
q=N/An—作用于底板上的压力
讲解：
靴梁按支承在柱身焊缝上的双悬臂梁计算。 每根靴梁承受B/2宽度内的基础反力（B： 底板宽度）验算悬伸段支承点处
Vmax 178000 86 6.4175 274300N
1.5 Vmax ht
1.5
274300 40010
103N
/
mm2＜fV
125N / mm2
M max
178000 75
1 86 6.4 1752 2
21.78106 N mm
M max 6 21.78106 81.7N / mm2＜f 215N / mm2
[解]
采用右图所示柱脚形式。
1、底板尺寸
需要的底板净面积：
An
N fc
226700mm2
图4.42 例4.5图
采用宽为450mm，长为600mm的底板，毛面积为450×600
=270000mm2，减去锚栓孔面积，大于所需净面积。
基础对底板的压应力为：
N 1700103 6.4N / mm2
验算隔板抗剪、抗弯强度：
Vmax R 178000N
1.5 Vmax ht
1.5
178000 2708
124N
/
mm2＜f
V
125N / mm2
M max
1 1280 2782 8
钢结构柱脚节点构造及计算
钢结构柱脚节点构造及计算摘要：1.钢结构柱脚节点的构造2.钢结构柱脚节点的计算3.总结正文：钢结构柱脚节点构造及计算钢结构柱脚节点是钢结构建筑中非常重要的一个组成部分，它的主要作用是将钢柱与基础结构连接起来，承受钢柱传来的荷载。
钢结构柱脚节点的构造和计算是钢结构设计中的重要内容，下面将分别介绍。
一、钢结构柱脚节点的构造钢结构柱脚节点的构造主要涉及到以下几个方面：1.柱脚底板的构造：柱脚底板需要具有足够的强度和刚度，以承受钢柱传来的荷载。
通常情况下，柱脚底板采用厚钢板或混凝土板，并在其上设置螺栓或焊接等方式，将钢柱与底板连接起来。
2.柱脚与基础的连接：柱脚与基础的连接通常采用混凝土基础或钢筋混凝土基础。
在混凝土基础顶面，需要设置抗剪键，以增加柱脚与基础的连接强度。
3.防锈措施：钢结构柱脚节点在使用过程中，可能会受到腐蚀的影响。
为了提高柱脚节点的使用寿命，通常需要采取一些防锈措施，如喷涂防锈漆或镀锌等。
二、钢结构柱脚节点的计算钢结构柱脚节点的计算主要涉及到以下几个方面：1.荷载计算：钢结构柱脚节点需要承受钢柱传来的各种荷载，包括轴向荷载、弯矩、剪力等。
在计算时，需要根据实际情况合理地考虑这些荷载。
2.强度计算：钢结构柱脚节点的强度计算，需要考虑材料强度、几何尺寸、连接方式等因素。
在计算时，需要根据相关规范和设计手册，进行合理的强度验算。
3.稳定性计算：钢结构柱脚节点的稳定性计算，需要考虑柱脚底板的稳定性、基础的稳定性等因素。
在计算时，需要根据相关规范和设计手册，进行合理的稳定性验算。
总结钢结构柱脚节点是钢结构建筑中非常重要的一个组成部分，它的构造和计算是钢结构设计中的重要内容。
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。
钢结构柱脚节点构造及计算
钢结构柱脚节点构造及计算（最新版）目录1.钢结构柱脚节点概述2.钢结构柱脚节点的构造3.钢结构柱脚节点的计算方法4.钢结构柱脚节点的应用实例5.钢结构柱脚节点的设计要点正文一、钢结构柱脚节点概述钢结构柱脚节点是钢结构建筑中常见的一种连接方式，它将钢柱与基础牢固地连接在一起，承担着整个建筑物的重量和荷载。
柱脚节点的设计和计算对于钢结构建筑的安全和稳定性至关重要。
二、钢结构柱脚节点的构造钢结构柱脚节点通常由柱脚、底板、焊接钢板、高强度螺栓等构件组成。
柱脚是钢柱的端部，底板是柱脚与基础之间的承压板，焊接钢板用于增强柱脚与底板之间的连接，高强度螺栓则是用来固定焊接钢板和柱脚。
三、钢结构柱脚节点的计算方法钢结构柱脚节点的计算主要包括以下几个方面：1.柱脚轴向压力计算：根据建筑物的荷载和柱脚的受力面积，计算柱脚底板承受的轴向压力。
2.柱脚侧向抗弯极限承载力计算：在抗震设计时，需要计算柱脚在轴力和弯矩作用下的侧向抗弯极限承载力，以确保柱脚在强烈地震等极端情况下不会发生塑性铰。
3.焊接钢板和螺栓的计算：根据柱脚和底板之间的连接强度要求，计算焊接钢板的面积和厚度，以及高强度螺栓的数量和规格。
四、钢结构柱脚节点的应用实例在实际工程中，钢结构柱脚节点的应用非常广泛，如高层建筑、桥梁、体育馆等大型钢结构建筑。
在这些建筑中，柱脚节点的合理设计和计算可以确保建筑物的安全稳定。
五、钢结构柱脚节点的设计要点在设计钢结构柱脚节点时，应注意以下几个方面：1.确保柱脚节点的强度和刚度满足设计要求。
2.考虑地震等极端情况下柱脚节点的抗震性能。
3.注重柱脚节点的构造简单、安装方便、维护便捷。
4.节约材料，降低成本。
总之，钢结构柱脚节点的设计和计算是钢结构建筑中非常重要的一环。
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。
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
钢结构柱头柱脚设计.
14．哪些因素影响轴心受压构件的稳定承载力？ 答：构件的初弯曲、荷载的初偏心、残余应力的分布以 及构件的约束情况等。
15．计算格构式轴心受压构件绕虚轴的整体稳定时，为什么采 用换算长细比？ 答：格构式轴心受压构件，当绕虚轴失稳时，因肢件之间并不 是连续的板而只是每隔一定距离用缀条或缀板联系起来，构件的 剪切变形较大，剪力造成的附加影响不能忽略。因此，采用换算 长细比来考虑缀材剪切变形对格构式轴心受压构件绕虚轴的稳定 承载力的影响。
对缀条式构件应预先确定斜缀条的截面 A1 ；对缀板式构 件应先假定分肢长细比 1 。 计算出 x 后，即可得到对虚轴的回转半径： i x l0 x / x 可得构件在缀材方向的宽度b i x / 1 ，亦可由已知截面的 几何量直接算出构件的宽度b。 （3）验算构件对虚轴的整体稳定性，不合适时应修改构 件宽b再进行验算。 （4）计缀条或缀板（包括连接）。 进行以上计算时应注意： （1）对实轴的长细比 y和对虚轴的换算长细比 0 x均不得超过 容许长细比[]； （2）缀条构件的分肢长细比 1 l1 / i1不得超过构件两方向长细 比（对虚轴为换算长细比）较大值的 0.7 倍，否则分肢可能先 于整体失稳； （ 3）缀板构件的分肢长细比 1 l01 / i1不应大于 40，并不应大 于构件较大长细比 max 的0.5倍（当max <50时，取max ＝50），亦是 为了保证分肢不先于整体构件失去承载能力。
第五节
一.柱头的定义及作用
柱头和柱脚的设计
柱头是指柱的顶部与梁（或桁架）连接的部分。其作用 是将梁等上部结构的荷载传到柱身。 二、柱头的连接方式 （1）将梁连于柱侧面的侧面连接 （2）将梁直接放在柱顶上的顶面连接
（1）将梁连于柱侧面的侧面连接
柱脚--钢结构
柱脚--钢结构柱脚--钢结构1. 引言柱脚是钢结构中的重要部份，用于连接柱子和基础。
它承受着柱子的分量和水平力，并将其传递到基础上。
本文将详细介绍柱脚的设计、施工和维护。
2. 柱脚的分类2.1 固定柱脚：通过焊接或者螺栓连接柱子和基础，使其固定在一起。
2.2 可调柱脚：允许在安装过程中进行调整，以确保柱子竖直。
2.3 转动柱脚：允许柱子相对于基础进行旋转，以反抗地震或者风荷载。
3. 柱脚的设计3.1 荷载计算：根据柱子的荷载和地震或者风荷载计算柱脚的尺寸和材料强度。
3.2 材料选择：选择适当的钢材和连接件，以满足设计要求和性能要求。
3.3 强度验证：进行强度验证，包括承载能力和抗侧向位移能力。
3.4 安装方式：确定柱脚的安装方式，包括焊接和螺栓连接。
4. 柱脚的施工4.1 基础准备：确保基础平整、坚固，并符合设计要求。
4.2 柱子安装：将柱子垂直放置在基础上，并使用适当的连接件将其固定。
4.3 柱脚焊接：按照设计要求进行焊接，确保焊缝坚固可靠。
4.4 螺栓连接：按照设计要求选择适当的螺栓类型和规格，并正确安装。
5. 柱脚的维护5.1 定期检查：定期检查柱脚的连结情况，包括焊缝和螺栓连接是否存在疲劳、腐蚀等问题。
5.2 补救措施：如发现任何问题，及时采取补救措施，修复或者更换受损部份。
5.3 防腐处理：对柱脚进行适当的防腐处理，以延长其使用寿命。
6. 本文档所涉及附件如下：6.1 图表：详细柱脚设计图、安装图等。
6.2 技术标准：相关的国家或者行业标准。
6.3 施工规范：针对柱脚安装和焊接的具体规范。
7. 本文档所涉及的法律名词及注释：7.1 柱脚：连接柱子和基础的零件。
7.2 荷载：施加在柱脚上的力或者分量。
7.3 强度：材料的承载能力或者反抗能力。
《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
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。
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底板的厚度通常为20-40mm，不得小于14mm
③单位宽度上的最大弯矩
四边支撑板 M qa 2
α—系数, 由b/a查表4.7
三、二边支撑板
M
qa
2 1
β—系数, 由b1/a1查表4.8
一边支撑板
图4.40 底板的计算
M 1/ 2qc2
q=N/An—作用于底板上的压力
讲解：
靴梁按支承在柱身焊缝上的双悬臂梁计算。 每根靴梁承受B/2宽度内的基础反力（B： 底板宽度）验算悬伸段支承点处
An 270000 4000
底板的区格有三种，现分别计算其单位宽度的弯矩。
区格①为四边支承板 b1 / a1 278/ 200 1.39 0.0744 M1 a12 0.0744 6.4 2002 19050N mm
区格②为三边支承板 b1 a1 100 278 0.36 0.0356
[解]
采用右图所示柱脚形式。
1、底板尺寸
需要的底板净面积：
An
N fc
226700mm2
图4.42 例4.5图
采用宽为450mm，长为600mm的底板，毛面积为450×600
=270000mm2，减去锚栓孔面积，大于所需净面积。
基础对底板的压应力为：
N 1700103 6.4N / mm2
f
205
2、隔板计算
将隔板视为两端支于靴梁的简支梁，其线荷载为：
q1 2006.4 1280N / mm 隔板与底板的连接（仅考虑外侧一条焊缝）为正面角焊缝
f 1.22 。取 h f 10mm ，焊缝强度计算：
f
1280 1.22 0.7 10
150N
/
mm2＜f
w f
160N / mm2
W
8 2702
3、靴梁计算 靴梁与柱身的连接（4条焊缝），按承受柱的压力N=1700kN。
计算，此焊缝为侧面角焊缝，设 h f 10mm ，求其长度：
lw
N 4 0.7h f
f
w f
1700 10 3 4 0.7 10160
379m
取靴梁高400mm。
靴梁作为支承于柱力的悬臂梁，设厚度t=10mm，验算其抗剪和 抗弯强度。
靴梁截面强度，该处弯矩和剪力为：
M=1/2(q×B/2)b12 V=(q×B/2)b1 q：基础向上反力
b:柱的翼缘到底板边缘的距离。
靴梁厚度一般取10-14mm
（2）靴梁的计算
按悬臂梁计算,验算抗弯和抗剪强度 靴高--与柱边连接所需焊缝长度决定
隔板受荷范围
图4.41 靴梁的计算(a)
肋板受荷范围
隔板与靴梁的连接（外铡一条焊缝）为侧面角焊缝，所受
隔板的支座反力为： R 1 1289 278 178000N 2
设 h f 8mm ，求焊缝长度（即隔板高度）：
lw
R 0.7h f
f
w f
178000 199mm 0.7 8160
取隔板高270mm，设隔板厚度t=8mm> b/50=278/50=5.6mm。
M 2 a12 0.0356 6.4 2782 17610N mm
区格③为悬臂部分
M3
1 2
c2
1 6.4 762 2
18480N mm
这三种区格的弯矩值相差不大，不必调整底板平面尺寸和
隔板位置。最大弯矩为：
M max 19050N mm
底板厚度：
t 6M max 6 19050 23.62mm ，取t =24mm。
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W
10 4002
靴梁与底板的连接焊缝和隔板与底板的连接焊缝传递全部柱的
压力，设焊缝的焊脚尺寸均为 h f 10mm 。
所需的焊缝总计算长度应为：
lw
N
1.22 0.7h f
f
w f
1700103
1244mm
1.22 0.7 10160
显然焊缝的实际计算总长度已超过此值。
柱脚与基础的连接按构造采用两个20mm的锚栓。
4.5.2 柱脚
(b)
(a)
图4.38 平板式铰接柱脚
图4.39 平板式柱脚
柱脚的构造 应使柱身的 内力可靠地 传给基础， 并和基础有 牢固的连接.
(c)
(d)
图4.38 平板式铰接柱脚
（1）底板的计算
①底板的面积
A n
N
c fc
②底板的厚度
M t2 1/6
f
1
t
t 6 M max f
1
t
图4.40 底板的计算
Vmax 178000 86 6.4175 274300N
1.5 Vmax ht
1.5
Hale Waihona Puke 274300 40010103N
/
mm2＜fV
125N / mm2
M max
178000 75
1 86 6.4 1752 2
21.78106 N mm
M max 6 21.78106 81.7N / mm2＜f 215N / mm2
图4.41 靴梁的计算(b)
(3)隔板与肋板的计算
隔板按简支板计算,厚度为 1/50宽度 肋板按悬臂板的计算
[例4.5]设计柱脚。轴心压力
设计值为1700kN,柱脚钢材为 Q235钢,焊条E43型。基础砼采 用C15，其抗压强度设计值 fc=7.2N/mm2。
图4.39 平板式柱脚
(a)
(b) 图4.42 例4.5图
验算隔板抗剪、抗弯强度：
Vmax R 178000N
1.5 Vmax ht
1.5
178000 2708
124N
/
mm2＜f
V
125N / mm2
M max
1 1280 2782 8
12.37106 N mm
M max 612.37106 127N / mm2＜f 215N / mm2