埋入式型钢混凝土柱脚计算
埋入式柱脚计算
埋入式柱脚计算书一、基本信息柱下基础（梁）、承台均为C35混凝土，2/7.16mm N f c =，柱脚四周均配置HRB335级钢筋，2/300mm N f y =钢柱、柱脚加劲板及底板材质均为Q345B ，)35~16(/170,/29522>==mm N f mm N f v 、)50~35(/155,/26522>==mm N f mm N f v柱脚采用4个M30的安装锚栓，具体位置、尺寸如图十字型钢柱截面：2 H650×300×14×18柱底内力：m kN M m kN M kN N kN V kN V y x y x ⋅-=⋅-===-=2.229,1.19,8.15129,1.12,9.167二、柱脚基本尺寸如下图三、计算1、柱脚埋入深度mm H S d 195065033=⨯=≥，取埋入深度mm S d 2000=2、柱脚底板尺寸验算c c f mm N B L N <=⨯⨯=⨯=23/13.1510001000108.15129σ 满足要求 3、计算柱脚底板厚度pb t1）两相邻边支承板498.025912922==a b ，查表得：060.0=α， m kN a M c i ⋅=⨯⨯⨯==-609.01025913.15060.05222ασ2）三边支承板 ①：859.021318322==a b ，查表得：1017.0=α， m kN a M c i ⋅=⨯⨯⨯==-698.01021313.151017.05222ασ ②：7.026018322==a b ，查表得：087.0=α， m kN a M c i ⋅=⨯⨯⨯==-89.01026013.15087.05222ασ4）四边支承板133233233==a b ，查表得：048.0=β， m kN a M c i ⋅=⨯⨯⨯==-8.01033213.15048.05223βσ柱脚底板厚度：mm f M t i pb 8.442651089.0665max =⨯⨯=≥，取柱脚底板厚mm t pb 50= 4、计算埋入钢柱所需的圆柱头栓钉数目选用φ19栓钉，一个圆柱头栓钉的受剪承载力设计值：kN N e v 52.90= 由于柱底弯矩M 作用，在埋入的钢柱单侧翼缘产生的轴压力：kN H M N F 6.352650102.2293=⨯== 翼缘单侧所需的栓钉数目：9.352.906.352==≥e v F e v N N n 个 按型钢混凝土柱构造要求在埋入深度内设置栓钉应可以满足要求，即每侧翼缘设置两排φ19@1005、验算埋入钢柱脚受压翼缘处的基础（梁）混凝土受压应力埋入的钢柱翼缘宽度和钢柱埋入深度的混凝土截面模量：3822100.2620003006mm S b W d FC c ⨯=⨯== c c d c f mm N W S V M <=⨯⨯⨯+⨯=⋅+=2836/99.1100.2)22000109.167102.229()2(σ 满足要求 6、计算设置在埋入钢柱四周的垂直纵向主筋柱脚底部弯矩：m kN S V M M d bc ⋅=⨯+=⋅+=5650.29.1672.229垂直纵向主筋合理点距离约为：mm h s 800=受拉（或受压）侧所需的钢筋面积：26235430080010565mm f h M A y s bc s =⨯⨯== 钢柱脚每侧6Φ25（22945mm A s =）的垂直纵向主筋箍筋为Φ10@100，柱脚埋入的顶部配置3Φ12@50的加强筋7、计算钢柱与底板间的连接钢柱与底板间采用冼平顶紧剖口全熔透对接焊，可视作与构件等强，不作验算。
埋入式柱脚计算
埋入式柱脚计算书一、基本信息柱下基础（梁）、承台均为C35混凝土，2/7.16mm N f c =，柱脚四周均配置HRB335级钢筋，2/300mm N f y =钢柱、柱脚加劲板及底板材质均为Q345B ，)35~16(/170,/29522>==mm N f mm N f v 、)50~35(/155,/26522>==mm N f mm N f v柱脚采用4个M30的安装锚栓，具体位置、尺寸如图十字型钢柱截面：2 H650×300×14×18柱底内力：m kN M m kN M kN N kN V kN V y x y x ⋅-=⋅-===-=2.229,1.19,8.15129,1.12,9.167二、柱脚基本尺寸如下图三、计算1、柱脚埋入深度mm H S d 195065033=⨯=≥，取埋入深度mm S d 2000=2、柱脚底板尺寸验算c c f mm N B L N <=⨯⨯=⨯=23/13.1510001000108.15129σ 满足要求 3、计算柱脚底板厚度pb t1）两相邻边支承板498.025912922==a b ，查表得：060.0=α， m kN a M c i ⋅=⨯⨯⨯==-609.01025913.15060.05222ασ2）三边支承板 ①：859.021318322==a b ，查表得：1017.0=α， m kN a M c i ⋅=⨯⨯⨯==-698.01021313.151017.05222ασ ②：7.026018322==a b ，查表得：087.0=α， m kN a M c i ⋅=⨯⨯⨯==-89.01026013.15087.05222ασ4）四边支承板133233233==a b ，查表得：048.0=β， m kN a M c i ⋅=⨯⨯⨯==-8.01033213.15048.05223βσ柱脚底板厚度：mm f M t i pb 8.442651089.0665max =⨯⨯=≥，取柱脚底板厚mm t pb 50= 4、计算埋入钢柱所需的圆柱头栓钉数目选用φ19栓钉，一个圆柱头栓钉的受剪承载力设计值：kN N e v 52.90= 由于柱底弯矩M 作用，在埋入的钢柱单侧翼缘产生的轴压力：kN H M N F 6.352650102.2293=⨯== 翼缘单侧所需的栓钉数目：9.352.906.352==≥e v F e v N N n 个 按型钢混凝土柱构造要求在埋入深度内设置栓钉应可以满足要求，即每侧翼缘设置两排φ19@1005、验算埋入钢柱脚受压翼缘处的基础（梁）混凝土受压应力埋入的钢柱翼缘宽度和钢柱埋入深度的混凝土截面模量：3822100.2620003006mm S b W d FC c ⨯=⨯== c c d c f mm N W S V M <=⨯⨯⨯+⨯=⋅+=2836/99.1100.2)22000109.167102.229()2(σ 满足要求 6、计算设置在埋入钢柱四周的垂直纵向主筋柱脚底部弯矩：m kN S V M M d bc ⋅=⨯+=⋅+=5650.29.1672.229垂直纵向主筋合理点距离约为：mm h s 800=受拉（或受压）侧所需的钢筋面积：26235430080010565mm f h M A y s bc s =⨯⨯== 钢柱脚每侧6Φ25（22945mm A s =）的垂直纵向主筋箍筋为Φ10@100，柱脚埋入的顶部配置3Φ12@50的加强筋7、计算钢柱与底板间的连接钢柱与底板间采用冼平顶紧剖口全熔透对接焊，可视作与构件等强，不作验算。
型钢埋入式柱脚(刚性固定)
软件主要针对型钢混凝土埋入式刚性柱脚节点，计算主要遵循《钢结构连接节点设计手册》（第二版）及《钢骨混凝土结构设计规程》（YB 9082-2006）中的相关条文及规定。
《钢结构连接节点设计手册》（第二版）中埋入式柱脚相关技术内容，主要针对钢柱做埋入式柱脚节点。
设计注意事项刚性固定埋入式柱脚时直接将钢柱埋入钢筋混凝土基础或基础梁的柱脚。
其埋入办法：一是预先将钢柱脚按要求组装固定在设计标高上，然后浇灌基础或基础梁的混凝土；另一种是预先按要求浇灌基础或基础梁的混凝土，在浇灌混凝土时，按要求留出安装钢柱脚用的插入杯口，待安装好钢柱脚后，再用混凝土强度等级比基础高一级的混凝土灌实。
通常情况下，前一种方法对提高和确保钢柱脚和钢筋混凝土基础或基础梁的组合效应或整体刚度有利，所以在工程实际中多被采用。
在埋入式柱脚中，钢柱的埋入深度是影响柱脚的固定度、承载力和变形能力的重要因素，而且有时对于中柱、边柱和角柱，其埋入深度也不尽相同，这就需要选择易于进行钢筋混凝土补强的埋入深度来处理。
为防止钢柱的局部压屈和局部变形，在钢柱向钢筋混凝土基础或基础梁传递水平力处压应力最大值的附近，设置水平加劲肋是一个有效的补强措施；对箱型截面柱和圆管形截面柱处设置水平加劲肋的环形横隔板外，在箱内和管内浇灌混凝土也将获得良好的效果。
为防止基础或基础梁中混凝土早期的压坏和剪坏，应配置补强钢筋，合理地确定钢柱周边的钢筋混凝土保护层厚度及其配筋是很重要的。
在中柱、边柱和角柱中，其钢筋混凝土保护层厚度有时是不尽一致，特别在边柱和角柱的柱脚中，对没有设置基础梁的一侧，钢柱翼缘面处的钢筋混凝土保护层厚度；中柱不得小于180mm；边柱、角柱的外侧不宜小于250mm。
配置在钢柱埋入部分中的钢筋，出基础或基础梁应有的配筋外，尚应在钢柱周边增设补强垂直纵向主筋、架立筋、箍筋、顶部加强箍筋、基础梁主筋在钢柱埋入部分水平方向弯折处的加强箍筋。
在整体框架的内力分析时，对柱脚部分的刚度和刚度区域应留有一定的富裕量，刚度区域的高度应比基础或基础梁混凝土顶面高出1.2倍的钢柱截面高度。
埋入式柱脚设计
埋入式柱脚设计本工程设计柱与柱脚的连接板、锚栓均采用q345钢，柱脚采用刚性埋入式柱脚，采用c30混凝土fc=14.3n/mm2,ft=1.43n/mm2，箍筋和纵筋均采用hrb400钢筋（fy=360n/mm2）。
柱埋入深度都为900mm，混凝土保护层厚度为200mm。
()抗震作用下最不利的一组内力：m=-209.973kn⋅mn=-1440.320knv=55.53kn（1）底板设计选取l=428+50⨯2=528mm，b=407+20⨯2=447mm。
底板以下混凝土承载力验算n1440320σc===6.1n/mm2 lb528⨯447柱截面自由宽度b2=193.5mm，腹板高a2=358mm，底板悬臂长度a1=50mm查《钢结构节点设计手册》表8-4，得系数α=0.0682m1=α1σca2=0.068⨯6.1⨯3582=53162n⋅mm11m2=σca12=⨯6.1⨯502=7625n⋅mm22t≥==35.7mm，同时不应小于柱较厚板件的厚度且不宜小于30mm，因此底板厚选为36mm。
柱与底板连接：柱翼缘采用完全焊透坡口对接焊缝，腹板采用双面角焊缝连接hf=8mm（无引弧板）。
lw=428-2⨯35-2⨯24-2⨯8=294mm 焊缝应力：σn=σmn1440320==45.31n/mm22af+aew2⨯407⨯35+2⨯0.7⨯8⨯294m209.973⨯106==wf⎛132⎫⨯407⨯35+407⨯35⨯196.5⎪⎝12=74.82n/mm2.5v55.53⨯103τv===16.86n/mm2aew2⨯0.7⨯8⨯294翼缘焊缝承受的最大压应力σmax=σn+σm=120.13n/mm2 ⎛σnσw=β腹板焊缝最大应力⎝f2⎫45.31⎫⎪+τv2=⎛+16.862=40.78n/mm2⎪⎪⎝1.22⎭⎭2≤ffw=200n/mm2满足要求。
（2）锚栓设计锚栓起安装固定底板的作用。
钢柱柱脚“H柱埋入刚接”节点计算书3
“H柱埋入刚接”节点计算书一. 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：H柱埋入刚接柱截面：H-390*198*6*8，材料：Q345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= 420 mm×230 mm，厚：T= 20 mm锚栓信息：个数：2采用锚栓：双螺母弯钩锚栓库_Q235-M24方形锚栓垫板尺寸(mm)：B*T=70×20底板下混凝土采用C40基础梁混凝土采用C25基础埋深：1.5m栓钉生产标准：GB/T 10433栓钉抗拉强度设计值：f=215 N/mm^2栓钉强屈比：γ=1.67沿Y向栓钉采用：M16×120行向排列：200 mm×7列向排列：仅布置一列栓钉实配钢筋：4HRB400_22+8HRB400_16+6HRB400_16近似取X向钢筋保护层厚度：C x=30 mm近似取Y向钢筋保护层厚度：C y=30 mm节点示意图如下：二. 荷载信息设计内力：基本工况内力标准值恒载 -30.0 52.052.0 31.0 31.0 活载0.0 0.0 0.0 0.00.0三. 验算结果一览最大压应力(MPa) 0.42 最大19.1 满足等强全截面 1满足基底最大剪力(kN) 99.3 最大16.2不满足绕x轴抗弯承载力(kN*m) 2266 最小337 满足绕y轴抗弯承载力(kN*m) 4464 最小66.3 满足 X向承担剪力(kN) 73.2 最大290满足 X向压应力(MPa) 0.81 最大11.9满足 Y向承担剪力(kN) 64.2 最大395满足 Y向压应力(MPa) 0.41 最大11.9满足沿Y向抗剪应力比 17.0 最大49.9满足 X向栓钉直径(mm) 16.0 最小16.0满足 X向列间距(mm) 0 最大200满足 X向行间距(mm) 200 最大200满足 X向行间距(mm) 200 最小96满足 X向边距(mm) 99 最小为28满足绕Y轴承载力比值 0.41 最大1.00满足绕X轴承载力比值 0.21 最大1.00满足绕Y轴含钢率(%) 0.30 最小0.20满足绕X轴含钢率(%) 0.35 最小0.20满足沿Y向主筋中距(mm) 125 最小47.0满足沿Y向主筋中距(mm) 125 最大200满足沿X向主筋中距(mm) 138 最小47.0满足沿X向主筋中距(mm) 138 最大200满足沿Y向锚固长度(mm) 560 最小560满足沿X向锚固长度(mm) 950 最小770满足四. 混凝土承载力验算控制工况：1.35D+0.98L，N=(-40.5) kN；底板面积：A=L*B =420×230×10^-2=966cm^2底板承受的压力为：N=40.5 kN底板下混凝土压应力：σc=40.5/966 ×10=0.41925 N/mm^2≤19.1，满足五. 柱对接焊缝验算柱截面与底板采用全对接焊缝，强度满足要求六. 柱脚抗剪验算控制工况：1.35D+0.98L，N=(-40.5) kN；V x=70.2 kN；V y=70.2 kN；锚栓所承受的总拉力为：T a=0 kN柱脚底板的摩擦力：V fb=0.4*(-N+T a)=0.4×(40.5+0)=16.2 kN柱脚所承受的剪力：V=(V x^2+V y^2)^0.5=(70.2^2+70.2^2)^0.5=99.278 kN＞16.2，不满足七. 柱脚节点抗震验算1 绕x轴抗弯最大承载力验算绕x轴柱全塑性受弯承载力：W p=8.149e+005mm3M p=W p*f y=8.149e+005×345=281.14 kN·m因为N/N y=40500/1.9172e+006=0.021125<=0.13, 所以M pc=M p=281.14 kN·m绕x轴柱脚的极限受弯承载力：M u,base j=f ck B c l[((2l + h b)2+h b2)0.5-(2l +h b)]=26.8×198×2500×[((2×2500+1500)2+15002)0.5-(2×2500+1500)]=2266.3 kN·m >=1.2Mpc=1.2×2.8114e+008=337.37 kN·m, 满足2 绕y轴抗弯最大承载力验算绕y轴柱全塑性受弯承载力：W p=1.6018e+005M p=W p*f y=1.6018e+005×345=55.263 kN·m因为N/N y=40500/1.9172e+006=0.021125<=Aw/A, 所以M pc=1M p=55.263 kN·m绕y轴柱脚的极限受弯承载力：M u,base j=f ck B c l[((2l + h b)2+h b2)0.5-(2l +h b)]=26.8×390×2500×[((2×2500+1500)2+15002)0.5-(2×2500+1500)]=4463.8 kN·m >=1.2Mpc=1.2×5.5263e+007=66.315 kN·m, 满足八. 端部X向抗剪验算1 X向基本参数柱子X向截面高度： h c=390mmX向受压翼缘宽度： b f=198mm柱子X向翼缘厚度： t f=6mm柱子X向腹板厚度： t w=16mm柱子腹板弯角半径： r=6mm基础梁混凝土标号：C25弹性模量：E c=28000N/mm^2抗压强度：f c=11.9N/mm^2抗拉强度：f t=1.27N/mm^2基础埋置深度： d=1.5m水平加劲肋厚度： t s=8mm加劲肋中心到混凝土顶面距离：d s=50mm2 X向抗剪验算基础梁抗剪面积:A cs=2283.9cm^2柱脚上部加劲肋有效承压宽度b e,s计算：b e,s=2*t f+2*t s=2×6+2×8=28mm柱腹板的有效承压宽度b e,w计算：b e,w=2*t f+2*r+t w=2×6+2×6+16=40mm钢柱承压区的承压力合力到混凝土顶面的距离d c计算：d c=(b f*b e,s*d s+d*d*b e,w/8-b e,s*b e,w*d s)/(b f*b e,s+d*b e,w/2-b e,s*b e,w)=(198×28×50+1500×1500×40/8-28×40×50)/(198×28+1500×40/2-28×40) =333.23mm柱子反弯点距离混凝土顶面高度h0计算：最大抵抗剪力：V cap=A cs*f t=2283.9×1.27/10=290.06kNh0=M y/V x=37.2/62.4×1000=596.15mm承受剪力：V=(h0+d c)*V x/(3*d/4-d c)=(596.15+333.23)×62.4/(3×1500/4-333.23)=73.246kN≤290.06，满足3 X向承压验算混凝土承压力：σ=(2*h0/d+1)*[1+(1+1/(2*h0/d+1)^2)^0.5]*V/b f/d=(2×596.15/1500+1)×[1+(1+1/(2×596.15/1500+1)^2)^0.5]×62.4/198/1500×10^3=0.80879N/mm^2≤11.9，满足九. 端部Y向抗剪验算1 Y向基本参数柱子Y向截面高度： h c=198mmY向受压翼缘宽度： b f=390mm柱子Y向翼缘厚度： t f=16mm柱子Y向腹板厚度： t w=6mm柱子腹板弯角半径： r=6mm2 Y向抗剪验算基础梁抗剪面积:A cs=3113.9cm^2柱脚上部加劲肋有效承压宽度b e,s计算：b e,s=2*t f+2*t s=2×16+2×8=48mm柱腹板的有效承压宽度b e,w计算：b e,w=2*t f+2*r+t w=2×16+2×6+6=50mm钢柱承压区的承压力合力到混凝土顶面的距离d c计算：d c=(b f*b e,s*d s+d*d*b e,w/8-b e,s*b e,w*d s)/(b f*b e,s+d*b e,w/2-b e,s*b e,w)=(390×48×50+1500×1500×50/8-48×50×50)/(390×48+1500×50/2-48×50) =276.45mm柱子反弯点距离混凝土顶面高度h0计算：最大抵抗剪力：V cap=A cs*f t=3113.9×1.27/10=395.47kNh0=M x/V y=37.2/62.4×1000=596.15mm承受剪力：V=(h0+d c)*V y/(3*d/4-d c)=(596.15+276.45)×62.4/(3×1500/4-276.45)=64.169 kN≤395.47，满足3 Y向承压验算混凝土承压力：σ=(2*h0/d+1)*[1+(1+1/(2*h0/d+1)^2)^0.5]*V/b f/d=(2×596.15/1500+1)×[1+(1+1/(2×596.15/1500+1)^2)^0.5]×62.4/390/1500×10^3 =0.41062N/mm^2≤11.9，满足十. 栓钉验算栓钉生产标准：GB/T 10433栓钉抗拉强度设计值：f=215 N/mm^2栓钉强屈比：γ=1.67沿Y向栓钉采用：M16×120行向排列：200 mm×7列向排列：仅布置一列栓钉1 沿Y向栓钉验算承载力验算控制工况：1.35D+0.98L控制内力：N=(-40.5)kN，My=41.85kN·m，Vx=70.2kN顶部箍筋处弯矩设计值：Myu=|41.85+0.0702×50|=45.36 kN·mX向截面高度：h x=390mmX向翼缘厚度：t x=8mm沿Y向一侧栓钉承担的翼缘轴力：N f=45.36/(390-8)×10^3=118.74kN单个栓钉受剪承载力设计值计算：栓钉钉杆面积：A s=πd^2/4=3.1416×16^2/4=201.06 mm^2N vs1=0.43*A s(E c*f c)^0.5=0.43×201.06×(3.332e+005)^0.5×10^-3=49.906 kNN vs2=0.7*A s*f*γ=0.7×201.06×215×1.67 ×10^-3=50.534 kNN vs=min(N vs1，N vs2)=49.906 kN沿Y向单根栓钉承受剪力：V=118.74/7/1=16.963kN≤49.906，满足2 沿X向栓钉验算H型截面柱，沿X向栓钉按构造设置即可，不验算！十一. 钢筋验算1 内力计算X向承载力验算控制工况：1.35D+0.98L控制内力：Mx=41.85 kN·m，Vy=70.2 kNX向柱脚底部弯矩设计值：Mxd=|41.85-70.2×1.5|=63.45 kN·mY向承载力验算控制工况：1.35D+0.98L控制内力：My=41.85 kN·m，Vx=70.2 kNY向柱脚底部弯矩设计值：Myd=|41.85+70.2×1.5|=147.15 kN·m2 承载力计算外包混凝土X向长度：X=772 mm外包混凝土Y向长度：Y=580 mm实配钢筋：4HRB400_22+8HRB400_16+6HRB400_16单侧角筋面积：A c=760.27 mm^2沿Y向中部筋面积：A my=603.19 mm^2外包混凝土X向计算长度：X0=772-30-22×0.5=731 mm构造要求沿Y向配筋量：A ymin=0.002*X0*Y=847.96 mm^2沿Y向单侧实配面积：A sy=A c+A my=1363.5 mm^2≥A ymin=847.96，满足要求沿X向中部筋面积：A mx=804.25 mm^2外包混凝土Y向计算长度：Y0=580-30-22×0.5=539 mm构造要求沿X向配筋量：A xmin=0.002*Y0*X=832.22 mm^2沿X向单侧实配面积：A sx=A c+A mx=1564.5 mm^2≥A xmin=847.96，满足要求沿Y向钢筋中心间距：X00=690 mm角筋绕Y轴承载力：M cy=A c*F yc*X0=760.27×360×731 ×10^-6=200.07 kN·m 中部筋绕Y轴承载力：M my=A mx*F ym*X0=804.25×360×731 ×10^-6=158.73 kN·m 实配钢筋绕绕Y轴承载力：M sy=M cy+M my=200.07+158.73=358.81 kN·mM sy≥|M y|=147.15，满足要求沿X向钢筋中心间距：Y00=498 mm角筋绕X轴承载力：M cx=A c*F yc*Y0=760.27×360×539 ×10^-6=147.52 kN·m 中部筋绕X轴承载力：M mx=A mx*F ym*Y0=804.25×360×539 ×10^-6=156.06 kN·m 实配钢筋绕X轴承载力：M sx=M cx+M mx=147.52+156.06=303.58 kN·mM sx≥|M x|=63.45，满足要求。
埋入式柱脚计算
埋入式柱脚计算书一、基本信息柱下基础（梁）、承台均为C35混凝土，2/7.16mm N f c =，柱脚四周均配置HRB335级钢筋，2/300mm N f y =钢柱、柱脚加劲板及底板材质均为Q345B ，)35~16(/170,/29522>==mm N f mm N f v 、)50~35(/155,/26522>==mm N f mm N f v柱脚采用4个M30的安装锚栓，具体位置、尺寸如图十字型钢柱截面：2 H650×300×14×18柱底内力：m kN M m kN M kN N kN V kN V y x y x ⋅-=⋅-===-=2.229,1.19,8.15129,1.12,9.167二、柱脚基本尺寸如下图三、计算1、柱脚埋入深度mm H S d 195065033=⨯=≥，取埋入深度mm S d 2000=2、柱脚底板尺寸验算c c f mm N B L N <=⨯⨯=⨯=23/13.1510001000108.15129σ 满足要求 3、计算柱脚底板厚度pb t1）两相邻边支承板498.025912922==a b ，查表得：060.0=α， m kN a M c i ⋅=⨯⨯⨯==-609.01025913.15060.05222ασ2）三边支承板 ①：859.021318322==a b ，查表得：1017.0=α， m kN a M c i ⋅=⨯⨯⨯==-698.01021313.151017.05222ασ ②：7.026018322==a b ，查表得：087.0=α， m kN a M c i ⋅=⨯⨯⨯==-89.01026013.15087.05222ασ4）四边支承板133233233==a b ，查表得：048.0=β， m kN a M c i ⋅=⨯⨯⨯==-8.01033213.15048.05223βσ柱脚底板厚度：mm f M t i pb 8.442651089.0665max =⨯⨯=≥，取柱脚底板厚mm t pb 50= 4、计算埋入钢柱所需的圆柱头栓钉数目选用φ19栓钉，一个圆柱头栓钉的受剪承载力设计值：kN N e v 52.90= 由于柱底弯矩M 作用，在埋入的钢柱单侧翼缘产生的轴压力：kN H M N F 6.352650102.2293=⨯== 翼缘单侧所需的栓钉数目：9.352.906.352==≥e v F e v N N n 个 按型钢混凝土柱构造要求在埋入深度内设置栓钉应可以满足要求，即每侧翼缘设置两排φ19@1005、验算埋入钢柱脚受压翼缘处的基础（梁）混凝土受压应力埋入的钢柱翼缘宽度和钢柱埋入深度的混凝土截面模量：3822100.2620003006mm S b W d FC c ⨯=⨯== c c d c f mm N W S V M <=⨯⨯⨯+⨯=⋅+=2836/99.1100.2)22000109.167102.229()2(σ 满足要求 6、计算设置在埋入钢柱四周的垂直纵向主筋柱脚底部弯矩：m kN S V M M d bc ⋅=⨯+=⋅+=5650.29.1672.229垂直纵向主筋合理点距离约为：mm h s 800=受拉（或受压）侧所需的钢筋面积：26235430080010565mm f h M A y s bc s =⨯⨯== 钢柱脚每侧6Φ25（22945mm A s =）的垂直纵向主筋箍筋为Φ10@100，柱脚埋入的顶部配置3Φ12@50的加强筋7、计算钢柱与底板间的连接钢柱与底板间采用冼平顶紧剖口全熔透对接焊，可视作与构件等强，不作验算。
钢骨混凝土柱柱脚计算
M y 2622kN m 。
ss Ncy
N Nb 56985 34178 Ncss 40810 10187kN 0 Nu 0 Nb 125543 34178
ss cy
2、周边箱形截面的轴力和弯矩按《YB9082-2006》公式（7-4-8）计 算： （柱脚锚固螺栓按构造要求设置， M b 0 ）
ss Nr N Ncy 44732 4715 40017kN
M r M M b 1324 0 1324kN m Vr V 994kN
ss Nr N Ncy 56985 10187 46798kN ss 柱脚底板计算，取内力计算结果， Ncy 10187kN 。
A 14501450 2.1025106 mm2 10187103 / 2.1025106 4.85N / mm2 16.7 N / mm2 ，满足要求
计算。
1 M 2 2.241432 20694 N mm / mm 2
2、四边支承板：
a3 588mm ， b3 588mm ， b3 / a3 588/ 588 1， 0.048
M 3 0.048 2.245882 37175N mm / mm
Ncss 0 f ssy Ass
式中： Ass 1200 72 1200 108 400 4 36 137520mm2
f ssy 265N / mm2 Ncss 0 f ssy Ass 265137520 36443kN
Ncrc 0 f c Ac f y As 27.518001800 89100kN
埋入式钢柱脚的传力分析和设计计算
埋入式钢柱脚的传力分析和设计计算金 波(杭州广播电视大学 杭州 310012)童根树(浙江大学建筑工程学院 杭州 310027)摘 要:对埋入式钢柱脚的设计方法进行了研究,分析了其传力的机理。
指出因为栓钉的存在,钢柱必然传递一部分轴力给外包混凝土柱,利用组合柱理论对外包混凝土的压力进行了计算,得到了简单的公式,通过算例发现,传递到外包混凝土的轴力是总轴力的25%~35%。
根据这个传递比例,提出栓钉验算和柱脚底板计算的方法。
同时,根据混凝土埋入式钢柱脚的弯矩和剪力的传递,介绍了混凝土埋入式钢柱脚抗弯强度的计算公式,对于边柱和角柱,提出了沿整个埋入深度设置水平U 形钢筋的要求和计算方法。
对于竖向抗冲切不足的问题,介绍了设置水平短钢梁将竖向力扩散到更大范围的方法。
关键词:埋入式钢柱脚 荷载传递 抗剪强度 组合柱A STU DY ON DESIGN METHOD OF BURIED STEEL COLUMN BASESJin Bo(Hangzhou Radio and TV University Hangzhou 310012)Tong Genshu(School of Archi tecture &Engineering,Zhejian g Universi ty Hangzhou 310027)Abstract :A theoretical s tudy is carried out on the current design approach of embedded steel colu mn bases.The load transfer within embedded bases is analyzed.Because of the studs,part of the axial load is transferred from steel to foundation concrete.An analytical solution is presented for the ax ial load in the concrete.Through calculated examples it is found that the axial force i n the concrete is 25%~35%of the total axial force of the column.Based on this finding,the design methods of shear stud and the column base plate are proposed.Based on the shear and bending moment transfer of the embedded s teel column bases,the strength check is proposed,and for side columns and corner columns,horizontal U rebars are proposed to preven t horizontal punch shear failure of concrete,method for determining the area of the U rebars is presented.Embedded steel column bases have inadequate vertical punch shear strength below.It is presented a method for avoiding this punch shear failure by adding horizontal short steel beams at the base.Keywords :embedded steel column base load transfer shear strength composi te column第一作者:金 波 男 1972年10月出生 硕士 讲师 全国注册监理工程师E-mail:jb@收稿日期:2007-12-201 概 述埋入式钢柱脚即将钢柱埋入钢筋混凝土基础中,基础可以是基础梁、独立基础和片筏基础,其构造如图1所示,柱脚传递轴力、剪力和弯矩。
型钢混凝土柱埋入式柱脚埋深计算
型钢柱埋入式柱脚埋深计算计算依据：《钢骨混凝土结构技术规程》YB9082-2006 《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010 计算参数：基础混凝土强度：c f =23.12/N mm型钢参数：b =400mm; w t =35mm ; f t =30mm; h =1000mm,ss A =1125752mm ,ssy f =2952/N mm ，ss W =167863cm ；s γ=1.0； 根据计算模型：型钢柱最大柱底内力为：N =65100KN, x M =375KN m ⋅0.5x1.0x0.8x23.1x1600x1600/1000b N ==23654.4KN 0c ss ssy ss N f A ==295x112575=33209.6KN 0c rc c c N f A ==23.1x(1600x1600-112575)=56535.5KN 由6.3.3.1条可得钢骨承担的轴力:0ss ss b cy c u bN N N N N N -=⋅=-651002365433209.633209.656535.523654-⋅=+-20825.8KN 钢骨承担的弯矩:y ss s ss ssy M W f γ==1.0x16786x295=4951.8KN m ⋅；m=1.3 001m ss cy ss sscy y ss c N M M N ⎛⎫ ⎪=-⋅=⎪⎝⎭2252.2KN m ⋅由7.4.3条可得:钢骨承担的剪力：2/cy ss ssc n V M H ==2x2252.2/4.0=1126KN34se w f b t d =+=3x35+4x40=265mm 取柱脚箍筋为：12@100φ四肢则有：min ,3,sv yv b c cse A f f f f b s ⎫⎪=⎬⎪⎭min ={28.3，69.3，6.14}=6.142/N mm ssc s se b V h b f ==692mm当钢骨所需埋深：ss c B se B V h b f =因此，当埋深大于1673mm 时，基础底板和地脚螺丝根据构造要求设置即可。
(型钢混凝土柱计算
**酒店办公楼及配套设施
钢结构工程施工组织设计
编制人： 审核人： 批准人： 中国**工程技术有限公司
二 00 七年五月
3
第一章 编制依据
1.3 主要规范、规程
序号
名称
编号
1 《建筑设计防火规范》
GBJ16--87
2 《建筑设计抗震规范》
GB50011--2001
3 《建筑结构荷载规范》；
GB50009-2001
第四章 施工准备 …………………………………………………13 4.1 技术准备………………………………………………………13 4.2 生产准备………………………………………………………14 4.3 现场准备………………………………………………………15
第五章 施工总体设想 ………………………………………………17 5.1 钢结构详图的绘制……………………………………………17
若干 若干 若干 若干 若干
内购 内购 内购 内购 内购
1000A 630A 600kN
0.7MPa 双泵
制造年份
2005 ／ ／ ／ ／ 2003 2002 2002 2002 1999 2002 2003
7
15
大锤
16
手旗
17
白综绳
18
运输中支架
红绿 5/8″
3.4.1.3 高强度螺栓安装设备及工具
9 《建筑安装工程质量检验评定统一标准》
GBJ300--88
10 《建筑工程质量检验评定标准》
GBJ301--88
11 《建筑防腐工程质量检验评定标准》
GB50224--9588
12 《建筑钢结构焊接规程》
JGJ81--91
(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。
埋入式型钢混凝土柱脚计算
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三．埋入式柱脚的计算要点
１．柱脚的埋置深度的确定 埋入式柱脚的受弯承载力主要靠型钢侧面的局部压力。从此可求得柱脚埋置深度
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式中：ｂ。——埋入式柱脚有效宽度；由型钢的形式及其承压方向确定，一般按表１的规定采用。
表１型钢柱埋入部分的有效宽度ｂ。
一．概述
在进行型钢混凝土结构设计时，柱脚的设计是该设计重要部分。型钢混凝土柱的柱脚分为非埋入式柱脚和 埋入式柱脚。采用地脚螺栓将钢板锚固在基础或基础梁顶，称为非埋入式柱脚（如图１所示）。将柱型钢伸入基 础内部，称为埋入式柱脚（如图２所示）。两种柱脚的选择要根据柱下结构情况或基础形式、柱底内力大小、抗 震设防标准等因素确定。震害调查结果表明，非埋入式柱脚，特别是在地面以上的非埋入式柱脚易产生破坏。 所以，对有抗震设防的结构，宜优先采用埋入式柱脚；以下将主要讨论埋入式柱脚的力学特性及其计算。
％，≤／；爿ｃｓ
（１７）
％——型钢混凝土边柱埋入部分的型钢，作用于基础梁（墙）端部混凝上的剪力设计值，按（１４）或（１５）
式计算；
爿（３——基础梁（墙）端部的混凝土受剪面积，按公式（１６）计算； ／，——基础梁（墙）端部混凝土的抗拉强度设计值。
四．结束语
柱脚计算是型钢混凝土组台结构设计中非常重要的一部分，但由于这方面的资料及有关试验不多，设计时
足下列公式要求： Ｎ日≤ＮＢ。
（１２） （１３）
Ｍ口≤Ｍｍ
式中，ⅣＢ。、ＭＢ。——型钢底板下混凝土部分的承载力设计值。计算时取型钢底板的混凝土截面．将型
钢底板的锚栓作为受拉钢筋，按钢筋混凝土截面计算其承载力。
钢管混凝土柱计算
1.232
系数C=-5.188×10-3fck+0.0309
受压组合强度标准值fysc=(1.212+Bξ+Cξ2)fck (N/mm2)
受压组合强度设计值fsc=(1.212+Bξ0+Cξ2)fc (N/mm2)
受压组合弹性模量Esc=(12.2×10-4+0.7284/fy)fyscEs (N/mm2)
4000.00 510.00 9000
1.0 2.06E+05
14.3 7.5E+05 3.6E+04
0.051 1.12 -0.073 44.8 36.3 3.08E+04 1.000
80 满足
7.25
满足
1.7E+05 7.25
满足
10 20 30 40 50 60 70 80 Q235 ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### 16Mn ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### 15Mn ##### ##### ##### ##### ##### ##### ##### #####
数据输入
钢管外径d (mm)
980
管壁厚度t (mm)
12.0
钢材抗压强度设计值f (N/mm2)
315
钢材屈服强度值fy (N/mm2)
345
混凝土强度等级
C30
当构件处于温度变化的环境中时，请输入右值
构件偏心率 2M/Nd1 （此值仅供参考） 0.267
轴心压力N (KN) 最大弯矩M (KN·m)
温度折减系数kt
1.000
柱脚计算结果Word版
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=490mm22/200/2.6449067.01321607.0mm 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 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：22/200/68217867.01020007.0mm 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 •⨯=+⨯⨯==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，柱脚安全友情提示：方案范本是经验性极强的领域，本范文无法思考和涵盖全面，供参考!最好找专业人士起草或审核后使用。
型钢混凝土柱计算表格
x x x> x b h o s s s a d1d2d1h o<1.25x d2h o>1.25x-125-0.181No12893609492650.270.89No Yes-120-0.174No12803609422650.270.89No Yes-115-0.167No12703609352650.270.89No Yes-110-0.159No12613609282650.270.89No Yes-105-0.152No12513609212650.270.89No Yes-100-0.145No12413609142650.270.89No Yes-95-0.138No12323609072650.270.89No Yes-90-0.130No12223609002650.270.89No Yes-85-0.123No12133608932650.270.89No Yes-80-0.116No12033608862650.270.89No Yes-75-0.109No11943608792650.270.89No Yes-70-0.101No11843608722650.270.89No Yes-65-0.094No11753608652650.270.89No Yes-60-0.087No11653608582650.270.89No Yes-55-0.080No11563608512650.270.89No Yes-50-0.072No11463608442650.270.89No Yes-45-0.065No11373608372650.270.89No Yes-40-0.058No11273608302650.270.89No Yes-35-0.051No11183608232650.270.89No Yes-30-0.043No11083608162650.270.89No Yes-25-0.036No10993608092650.270.89No Yes-20-0.029No10893608022650.270.89No Yes-15-0.022No10803607952650.270.89No Yes-10-0.014No10703607882650.270.89No Yes-5-0.007No10613607812650.270.89No Yes 00.000No10513607742650.270.89No Yes 50.007No10423607672650.270.89No Yes 100.014No10323607602650.270.89No Yes 150.022No10233607532650.270.89No Yes 200.029No10133607462650.270.89No Yes 250.036No10043607392650.270.89No Yes 300.043No9943607322650.270.89No Yes 350.051No9853607252650.270.89No Yes 400.058No9753607182650.270.89No Yes 450.065No9663607112650.270.89No Yes 500.072No9563607042650.270.89No Yes 550.080No9473606972650.270.89No Yes 600.087No9373606902650.270.89No Yes 650.094No9283606832650.270.89No Yes 700.101No9183606762650.270.89No Yes 750.109No9083606692650.270.89No Yes 800.116No8993606622650.270.89No Yes 850.123No8893606552650.270.89No Yes 900.130No8803606482650.270.89No Yes 950.138No8703606412650.270.89No Yes 1000.145No8613606342650.270.89No Yes 1050.152No8513606272650.270.89No Yes 1100.159No8423606202650.270.89No Yes 1150.167No8323606132650.270.89No Yes 1200.174No8233606062650.270.89No Yes1250.181No8133605992650.270.89No Yes 1300.188No8043605922650.270.89No Yes 1350.196No7943605852650.270.89No Yes 1400.203No7853605782650.270.89No Yes 1450.210No7753605712650.270.89No Yes 1500.217No7663605642650.270.89Yes Yes 1550.224No7563605572650.270.89Yes Yes 1600.232No7473605502650.270.89Yes Yes 1650.239No7373605432650.270.89Yes Yes 1700.246No7283605362650.270.89Yes Yes 1750.253No7183605292650.270.89Yes Yes 1800.261No7093605222650.270.89Yes Yes 1850.268No6993605152650.270.89Yes Yes 1900.275No6903605082650.270.89Yes Yes 1950.282No6803605012650.270.89Yes Yes 2000.290No6713604942650.270.89Yes Yes 2050.297No6613604872650.270.89Yes Yes 2100.304No6523604802650.270.89Yes Yes 2150.311No6423604732650.270.89Yes Yes 2200.319No6333604662650.270.89Yes Yes 2250.326No6233604592650.270.89Yes Yes 2300.333No6143604522650.270.89Yes Yes 2350.340No6043604452650.270.89Yes Yes 2400.348No5953604382650.270.89Yes Yes 2450.355No5853604312650.270.89Yes Yes 2500.362No5753604242650.270.89Yes Yes 2550.369No5663604172650.270.89Yes Yes 2600.377No5563604102650.270.89Yes Yes 2650.384No5473604032650.270.89Yes Yes 2700.391No5373603962650.270.89Yes Yes 2750.398No5283603892650.270.89Yes Yes 2800.405No5183603822650.270.89Yes Yes 2850.413No5093603752650.270.89Yes Yes 2900.420No4993603682650.270.89Yes Yes 2950.427No4903603612650.270.89Yes Yes 3000.434No4803603542650.270.89Yes Yes 3050.442No4713603472650.270.89Yes Yes 3100.449No4613603402650.270.89Yes Yes 3150.456No4523603332650.270.89Yes Yes 3200.463No4423603262650.270.89Yes Yes 3250.471No4333603192650.270.89Yes Yes 3300.478No4233603122650.270.89Yes Yes 3350.485No4143603052650.270.89Yes Yes 3400.492No4043602982650.270.89Yes Yes 3450.500No3953602912650.270.89Yes Yes 3500.507No3853602842650.270.89Yes Yes 3550.514No3763602772650.270.89Yes Yes 3600.521No3663602702650.270.89Yes Yes 3650.529Yes3573572632630.270.89Yes Yes 3700.536Yes3473472562560.270.89Yes Yes 3750.543Yes3383382492490.270.89Yes Yes 3800.550Yes3283282422420.270.89Yes Yes 3850.558Yes3193192352350.270.89Yes Yes 3900.565Yes3093092282280.270.89Yes Yes 3950.572Yes3003002212210.270.89Yes Yes 4000.579Yes2902902132130.270.89Yes Yes 4050.587Yes2812812062060.270.89Yes Yes 4100.594Yes2712711991990.270.89Yes Yes4150.601Yes2612611921920.270.89Yes Yes 4200.608Yes2522521851850.270.89Yes Yes 4250.615Yes2422421781780.270.89Yes Yes 4300.623Yes2332331711710.270.89Yes Yes 4350.630Yes2232231641640.270.89Yes Yes 4400.637Yes2142141571570.270.89Yes Yes 4450.644Yes2042041501500.270.89Yes Yes 4500.652Yes1951951431430.270.89Yes Yes 4550.659Yes1851851361360.270.89Yes Yes 4600.666Yes1761761291290.270.89Yes Yes 4650.673Yes1661661221220.270.89Yes Yes 4700.681Yes1571571151150.270.89Yes Yes 4750.688Yes1471471081080.270.89Yes Yes 4800.695Yes1381381011010.270.89Yes Yes 4850.702Yes12812894940.270.89Yes Yes 4900.710Yes11911987870.270.89Yes Yes 4950.717Yes10910980800.270.89Yes No 5000.724Yes10010073730.270.89Yes No 5050.731Yes909066660.270.89Yes No 5100.739Yes818159590.270.89Yes No 5150.746Yes717152520.270.89Yes No 5200.753Yes626245450.270.89Yes No 5250.760Yes525238380.270.89Yes No 5300.768Yes434331310.270.89Yes No 5350.775Yes333324240.270.89Yes No 5400.782Yes242417170.270.89Yes No 5450.789Yes141410100.270.89Yes No 5500.796Yes55330.270.89Yes No 5550.804Yes-5-5-4-40.270.89Yes No 5600.811Yes-14-14-11-110.270.89Yes No 5650.818Yes-24-24-18-180.270.89Yes No 5700.825Yes-33-33-25-250.270.89Yes No 5750.833Yes-43-43-32-320.270.89Yes No 5800.840Yes-52-52-39-390.270.89Yes No 5850.847Yes-62-62-46-460.270.89Yes No 5900.854Yes-72-72-53-530.270.89Yes No 5950.862Yes-81-81-60-600.270.89Yes No 6000.869Yes-91-91-67-670.270.89Yes No 6050.876Yes-100-100-74-740.270.89Yes No 6100.883Yes-110-110-81-810.270.89Yes No 6150.891Yes-119-119-88-880.270.89Yes No 6200.898Yes-129-129-95-950.270.89Yes No 6250.905Yes-138-138-102-1020.270.89Yes No 6300.912Yes-148-148-109-1090.270.89Yes No 6350.920Yes-157-157-116-1160.270.89Yes No 6400.927Yes-167-167-123-1230.270.89Yes No 6450.934Yes-176-176-130-1300.270.89Yes No 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2783102839881159649936193710-2151-2205278312255 2898104439881159657336193710-2055-2107289812639 3014106039881159664736193710-1959-2008301413022 3130107439881159672036193710-1864-1910313013406 3246108839881159679436193710-1768-1812324613789 3362110139881159686836193710-1672-1714336214173 3478111339881159694236193710-1577-1616347814556 3594112539881159701636193710-1481-1518359414940 3710113639881159709036193710-1385-1420371015323 3826114639881159716336193710-1290-1322382615707 3942115539881159723736193710-1194-1224394216090 4058116439881159731136193710-1098-1126398816404 4174117239881159738536193710-1003-1028398816672 4290117939881159745936193710-907-930398816939 4406118539881159753336193710-811-832398817207 4522119139881159760736193710-716-734398817474 4638119639881159768036193710-620-636398817742 4753120139881159775436193710-524-538398818009 4869120439881159782836193710-429-440398818277 4985120739881159790236193710-333-342398818545 5101120939881159797636193710-238-244398818812 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776810593988115996743619371019622012398824966 788410443988115997483619371020582110398825233 800010283988115998223619371021542208398825501 811610113988115998963619371022492306398825769 82329943988115999703619371023452404398826036 834897639881159100443619371024412502398826304 846395739881159101173619371025362600398826571 857993739881159101913619371026322698398826839 869591739881159102653619371027282796398827106。
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（４）
（５）
（６）
ｆ上］］ 耻蟛＋华一半ｌｋ２ ＼ｂ。。矗）３
当‰≤＾。时（图４ｂ）
Ｎ Ｂ＝Ｎ ｄ
（８）
％＝屹 Ｍ｜＝ｒｉｍａ
（１０）
３１０
ＭＢ＝Ｍ：城－ｈＢ一毕ｈ：
式中：Ｍ。——柱脚型钢底板下的弯矩设计值 ⅣＢ——柱脚型钢底板下轴力设计值 ％——柱脚型钢底板下剪力设计值
Ｍ！——底层柱下端截面组合的弯矩设计值；
删
型钢截面形
式及承压方
竺
４
０
¨
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ｂｅ
［＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝一
惮
“１
２，。＋２ｄｆ
８Ｉ
Ｕ
ｉｌ
ａｊ
１８
Ｕ
，。＋２ｄｒ；
３，。＋４ｄｒ
ｆ。——腹板厚度； ｄｆ——腹板外表面至腹板弧端距离； ｈＦ——柱脚埋入深度；
必——型钢的弯矩（必＝肜一／），Ｗ“为对Ｘ轴的净截面塑性抵抗矩；
，。——混凝土轴心抗压强度设计值
玎——底层柱下端截面组合的弯矩设计值增大系数，根据《建筑抗震设计规范》（ＧＢ
的规定：一、二、三级框架结构的底层柱分别取１．５、１．２５和１ １５。
５００１１
２００１）６．２
３
Ｊｖ。、必为柱脚型钢（型钢芯柱）在基础顶面处所承受的轴力、弯矩设计值
３底板下混凝土强度验算
在上述公式所确定的型钢混凝土柱底轴力Ⅳ口和弯矩ＭＢ的作用下，埋八式柱脚型钢底板下的混凝土应满
足下列公式要求： Ｎ日≤ＮＢ。
（１２）ＭＢ。——型钢底板下混凝土部分的承载力设计值。计算时取型钢底板的混凝土截面．将型
钢底板的锚栓作为受拉钢筋，按钢筋混凝土截面计算其承载力。
４柱脚受剪承载力
对于型钢埋置深度较浅（ＡＢ≤ｈ。）的埋八式柱脚（图４ｂ），其型钢底板底面在水平剪力％作用下，应满足
埋入式型钢混凝土柱脚计算
刘维亚
Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ Ｋｅｙｓ Ｆｏｒ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｆｏｏｔ ｏｆ ＳＲＣ Ｃｏｌｕｍｎ
ＬｉｕＷｅｉｙａ
摘要：在型钢混凝土结构设计中，往往按照有关规程将型钢埋入混凝土内三倍型钢高度，当基础（基础梁或承台）没有足 够高度埋置型钢时，应如何设计和计算则是广大设计人员关心的问题。本文根据型钢混凝土柱脚的力学特点及传力机制，着 重介绍了埋入式柱脚的若干计算要点，如柱脚埋置深度的计算、柱底内力的计算及其相关验算等，这些计算是型钢混凝土组 合结构设计的重要组成部分。 关键词：型钢混凝土柱脚埋入式柱脚埋置深度柱底内力混凝土强度验算
于基础梁（墙）端部混凝土的剪力设计值％，，可按下列方法计算。
当ｈＢ＞ｈ，时（图４ａ）
图５基础梁端部混凝土的受剪面积
３ｌｌ
ｖ，。＝０．５ｆ８ｂ（ｈ８十ｂｙ）
当＾Ｂ≤＾。时（图４ｂ）
（１４）
％，＝Ｏ．５厶吃％
式中．各符号的含义同前。 （２）混凝土受剪面积
（１５）
型钢混凝土边柱所埋八的基础梁（墙），其端部混凝土的受剪面积爿ｃｓ（图５），可按下式计算
％，≤／；爿ｃｓ
（１７）
％——型钢混凝土边柱埋入部分的型钢，作用于基础梁（墙）端部混凝上的剪力设计值，按（１４）或（１５）
式计算；
爿（３——基础梁（墙）端部的混凝土受剪面积，按公式（１６）计算； ／，——基础梁（墙）端部混凝土的抗拉强度设计值。
四．结束语
柱脚计算是型钢混凝土组台结构设计中非常重要的一部分，但由于这方面的资料及有关试验不多，设计时
２．传力机制
尸（ｔ
４Ｕ
２０・
雾 爹籍‰一《
－－痂’８
三．埋入式柱脚的计算要点
１．柱脚的埋置深度的确定 埋入式柱脚的受弯承载力主要靠型钢侧面的局部压力。从此可求得柱脚埋置深度
，
＼ｚ
％２矗＋√２［去ｊ＋嚣
∥：√鲁
式中：ｂ。——埋入式柱脚有效宽度；由型钢的形式及其承压方向确定，一般按表１的规定采用。
表１型钢柱埋入部分的有效宽度ｂ。
一．概述
在进行型钢混凝土结构设计时，柱脚的设计是该设计重要部分。型钢混凝土柱的柱脚分为非埋入式柱脚和 埋入式柱脚。采用地脚螺栓将钢板锚固在基础或基础梁顶，称为非埋入式柱脚（如图１所示）。将柱型钢伸入基 础内部，称为埋入式柱脚（如图２所示）。两种柱脚的选择要根据柱下结构情况或基础形式、柱底内力大小、抗 震设防标准等因素确定。震害调查结果表明，非埋入式柱脚，特别是在地面以上的非埋入式柱脚易产生破坏。 所以，对有抗震设防的结构，宜优先采用埋入式柱脚；以下将主要讨论埋入式柱脚的力学特性及其计算。
Ⅵ
图１非埋入式柱脚
町 ¨
图２埋入式柱脚
二．埋入式柱脚的力学特性和传力机制
１．力学特性 对于埋入式柱脚，由于型钢侧面与混凝土之间存在支承反力，如果埋深足够，就能充分发挥型钢的抗弯能 力，可以认为柱脚的受弯承载力与型钢混凝土柱相同。图３为边柱柱脚的Ｐ一万滞回曲线。从图中可知，埋入式
柱脚具有较高的承载力和耗能能力。
本文链接：/Conference_7043955.aspx
４——局部受压计算底面积，按ＧＢ５００１ ０—２００２第７．８．２条确定。 ４——混凝土局部受压面积。
圪——型钢混凝土柱脚型钢（型钢芯柱）在基础顶面处所承受的剪力设计值，圪２等（Ｈ。为底层柱净
高）
当型钢埋入深度大于或等于ｈＦ时，柱脚的设计可不必进行特别的验算，此时基础底板和地脚螺栓可根据 构造和施工要求设置。当型钢埋入深度小于ｈＦ时，根据柱脚型钢的埋深ｈＢ，分别进行如下计算。 ２．型钢混凝土柱底内力计算
往往按照一些资料中建议的构造要求进行设置，上述计算要点无疑是对柱脚设计的一个补充；通过上述计算，
我们不仅更加清晰地了解柱脚受力特点，而且能更准确地根据柱底受力情况确定型钢的埋置深度、布置型钢柱 底锚栓、设计柱脚混凝土截面及其配筋，从而迭到安全、节约的目的。
３１２
埋入式型钢混凝土柱脚计算
作者： 作者单位： 刘维亚 深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司
如＝最卜圳一扛吃
吃、ｂ／——型钢混凝土柱内型钢的截面高度和翼缘宽度
日。基础梁（墙）的宽度 ｄ——型钢表面至基础梁（墙）端部的距离。
（３）端部混凝土抗剪验算
（１６）
当型钢混凝土柱埋入基础梁（墙）的端部时，为防止基础梁（墙）端部混凝土在型钢埋入部分的侧压力作用发生
剪切破坏，基础梁（墙）端部混凝土的抗剪 应满足下式要求：
（ａ）型钢埋置较深时；（ｂ）型钢埋置较浅时 图４埋入式柱脚的内力传递
阢——柱脚型钢的截面宽度； 正——混凝土的抗压强度设计值 ４∥／’ｗ——型钢混凝土柱埋八基础部分同一水平截面内的箍筋截面面积和箍筋抗拉强度设计
值：
ｓ——型钢混凝土柱埋八基础部分的箍筋竖向间距；
当矗口＞＾。时（图４ａ）
Ⅳ。＝虬
％＝０ Ｍ：＝ｒｉｍａ
３０９
按照前述柱脚传力机制，柱脚型钢受剪时，其埋八基础部分的侧面承压高度可按下列公式计算
矗：—生
ｊ
ｂ。｛Ｂ
式中：以——柱脚型钢侧面的混凝土承压强度设计值，取
混凝土的局部抗压强度、试验得出的混凝土承压强度最大值和 箍筋受拉屈服时所提供的承压应力三者中的最小值：
ｍｉｎ仁渺０ 一…柱厶一仁肛砖纠
对于中柱
如下要求：
ＶＢ墨｜ｕＮ
Ｂ
式中，∥——柱型钢底板下的摩擦系数，无地震作用组合时，取∥２０．４，有地震作用组合时，取∥一０．３。
５．基础梁端部混凝土强度验算
型钢混凝土柱埋八钢筋混凝土墙内或基础内时
列方法验算墙或基础梁端部混凝土的抗剪。 （１）剪力设计值
除应按上述验算其受压、受剪和受弯承载力外，还应按下
根据图５所示的型钢埋入部分对混凝土的侧压力分布，柱脚型钢作用