钢结构柱脚节点设计
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。
“外柱柱脚”节点计算书
“外柱柱脚”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：圆柱埋入刚接柱截面：φ299×12,材料：Q355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：1×B=700mm×700mm,厚：T=30mm锚栓信息：个数：4采用锚栓：双螺母弯钩锚栓库_Q345-M24方形锚栓垫板尺寸(mm)：B×T=70×20底板下混凝土采用C30基础梁混凝土采用C30埋入深度：1.2m栓钉生产标准：GB/T10433栓钉抗拉强度设计值：f=215N∕mm2栓钉强屈比：γ=1.67沿Y向栓钉采用：M19×100行向排列：12OmmX9列向排列：45o×2沿X向栓钉采用：M19×100行向排列：120mm×9列向排列:45o×2实配用冈筋：4HRB400C20+10HRB400C20÷10HRB400C20近似取X向钢筋保护层厚度：Cx=30mm近似取Y向钢筋保护层厚度：Cy=30mm节点示意图如下：二.荷载信息设计内力：组合工况内力设计值工况N(kN)Vx(kN)Vy(kN)Mx(kN∙n Q)My(kN∙m)组合工况-813.227261.830.0 0.0 5.219三.验算结果一览验算项数值限值结果最大压应力(MPa) 1.39最大14.3满足等强全截面1满足基底最大剪力(kN)219最大273满足绕X轴抗弯承载力(kNXm)1311 最小1019满足绕y轴抗弯承载力(kN×m)1873 最小1019满足沿Y向抗剪应力比 5.29最大71.3满足沿X向抗剪应力比O最大71.3满足X向栓钉直径(mm)19.0最小16.0满足X向列间距(mm)117最大200满足X向列间距(mm)76.0最大200满足X向行间距(mm)120最大200满足X向行间距(mm)120最小114满足X向边距(mm)149最小为29.5满足Y向栓钉直径(mm)19.0最小16.0满足Y向列间距(mm)117最大200满足Y向列间距(mm)76.0最大200满足Y向行间距(mm)120最大200满足Y向行间距(mm)120最小114满足Y向边距(mm)149最小为29.5满足绕Y轴承载力比值0.65最大1.00满足绕X轴承载力比值0最大1.00满足绕Y轴含钢率(％) 0.65最小0.20满足绕X轴含钢率(％) 0.65最小0.20满足沿Y向主筋中距(mm)83.3 最小45.0 满足沿Y向主筋中距(mm)83.3最大200满足沿X向主筋中距(mm)83.3最小45.0满足沿X向主筋中距(mm)83.3最大200满足沿Y向锚固长度(mm)920最小700满足沿X向锚固长度(mm)920最小700满足四.混凝土承载力验算控制工况:组合工况1N=(-813.227)kN；底板面积：A=1×B=700×700×10-2=4900cm2底板承受的压力为：N=813.227kN底板下混凝土压应力：σc=813.227/4900×10=1.6596N∕mm2<14.3,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：组合工况1N=(-813.227)kN；Vx=261.83kN；Vy=OkN；锚栓所承受的总拉力为：Ta=OkN柱脚底板的摩擦力：Vfb=O.4X(-N+Ta)=0.4x(813.227+0)=325.29kN柱脚所承受的剪力：V=(Vx2+Vy2)0.5=(219.322+02)0.5=219.32kN<325.29,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：Wp=3953712mm3Mp=WpXfy=3953712×235=929.12232kN∙m因为N∕Ny=813227/2542616.6=0.268742837>0.2,所以Mpc=1.25(1-N/Ny)Mp=849.284kN∙m绕X轴柱脚的极限受弯承载力：Mu,basej=fckBc1[((21+hb)2+hb2)0.5-(21+hb)]=20.1×209.3×4000×[((2×4000+1200)2+12002)0.5-(2×4000+1200)]=1311.398kN∙m>=1.2Mpc=1.2×8.492842e+008=1019.141kN∙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：WP=3953712mm3Mp=Wp×fy=3953712×235=929.12232kN∙m因为N∕Ny=813227/2542616.6=0.268742837>0.2,所以Mpc=1.25(1-N∕Ny)Mp=849.284kN∙m绕y轴柱脚的极限受弯承载力：Mu,basej=fckBc11((21+hb)2+hb2)0.5-(21+hb)]=20.1×299×4000×[((2×4000+1200)2+12002)0.5-(2×4000+1200)]=1873.425 kN∙m>=1.2Mpc=1.2×8.492842e+008=1019.141kN∙m,满足八.栓钉验算栓钉生产标准：GB/T10433栓钉抗拉强度设计值：f=215N∕mm2栓钉强屈比：γ=1.67沿Y向栓钉采用：M19×100行向排列：120mm×9列向排列：45o×2沿X向栓钉采用：M19×100行向排列：12OmmX9列向排列：45o×21沿Y向栓钉验算承载力验算控制工况：组合工况1控制内力：N=(-813.227)kN,My=5.219kN∙m,Vx=261.83kN顶部箍筋处弯矩设计值：Myu=∣16.37+0.21932×50∣=27.336kN∙mX向截面高度：hx=299mmX向翼缘厚度：tx=12mm沿Y向一侧栓钉承担的翼缘轴力：Nf=27.336∕(299-12)×103=95.247kN单个栓钉受剪承载力设计值计算：栓钉钉杆面积:As=πd2∕4=3.142×192/4=283.529mm2Nvs1=0.43×As(Ec×fc)0.5=0.43×283.529×(429000)0.5×10-3=79.854kNNvs2=0.7×As×f×γ=0.7×283.529×215×1.67×10-3=71.261kNNvs=min(Nvs1,Nvs2)=71.261kN沿Y向栓钉抗剪等效列数：Nr=ZCOSa=2沿Y向单根栓钉承受剪力：V=95.25∕9∕2=5.292kN<71.26,满足2沿X向栓钉验算承载力验算控制工况：组合工况1控制内力：N=(-813.227)kN,Mx=OkNm,Vy=OkNY向顶部箍筋处弯矩设计值：Mxu=∣0-0×50∣=0kN∙mY向截面高度：hy=299mmY向翼缘厚度：ty=12mm沿X向一侧栓钉承担的翼缘轴力：Nfy=0∕(299-12)×103=0kN沿X向栓钉承受剪力为零，承载力满足要求九.钢筋验算1内力计算Y向承载力验算控制工况：组合工况1控制内力：My=5.219kN∙m,Vx=261.83kNY向柱脚底部弯矩设计值：Myd=∣5.219+261.83×1.2∣=319.42kN∙m2承载力计算外包混凝土X向长度：X=580mm外包混凝土Y向长度：Y=580mm实配钢筋：4HRB400.20÷10HRB400_20+10HRB400_20单侧角筋面积：Ac=628,319mm2沿Y向中部筋面积：Amy=1570.796mm2外包混凝土X向计算长度：X0=580-30-20×0.5=540mm构造要求沿Y向配筋量：Aymin=0.002×XO×Y=626.4mm2沿Y向单侧实配面积：Asy=Ac+Amy=2199.115mm2≥Aymin=626.4,满足要求沿X向中部筋面积：Amx=1570.796mm2外包混凝土Y向计算长度：Y0=580-30-20×0.5=540mm构造要求沿X向配筋量：Axmin=0.002×YO×X=626.4mm2沿X向单侧实配面积：Asx=Ac+Amx=2199.115mm2>Axmin=626.4,满足要求沿Y向钢筋中心间距：X00=500mm角筋绕Y轴承载力：Mcy=Ac×Fyc×X0=628.319×360×540×10-6=122.145kN∙m 中部筋绕Y轴承载力：Mmy=Amx×Fym×XO=1570.796×360×540×10-6=305.363kN∙m实配钢筋绕绕Y轴承载力：MSy=MCy+Mmy=I22.145+305.363=427.508kN∙m Msy>∣My∣=319.42,满足要求沿X向钢筋中心间距：Y00=500mm角筋绕X轴承载力：Mcx=Ac×Fyc×Y0=628.319×360×540X10-6=122.145kN∙m 中部筋绕X轴承载力：Mmx=Amx×Fym×YO=1570.796×360×540×10-6=305.363kN∙m实配钢筋绕X轴承载力：Msx=Mcx+Mmx=122.145+305.363=427.508kN∙m Msx>∣Mx∣=0,满足要求“内柱柱脚”节点计算书一.设计依据本工程按照如下规范、规程、设计手册进行设计：1.《钢结构设计标准》(GB500I7-2017)2.《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)3.《建筑抗震设计规范》(GB500U-2010)(2016年版)4.《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-2015)5.《钢结构连接节点设计手册》（第三版）李星荣魏才昂秦斌主编6.《钢结构设计方法》童根树著7.《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）（2015年版）二.计算软件信息本工程计算软件为钢结构软件PKPM-STSV5计算日期为2023年4月8日18时12分2秒计算书中未标注单位的数据，单位均为mm三,计算结果一览四.节点基本资料节点编号=44；柱截面尺寸：圆管299X16；材料：Q355；柱脚混凝土标号：C30；柱脚底板钢号：Q355；埋入深度：1.20叱柱脚底板尺寸：B×H×T=540X540X30；锚栓钢号：Q355；锚栓直径D=24；锚栓垫板尺寸：BXT=70X25；环向锚栓数量：4柱与底板采用对接焊缝连接；加劲肋与柱连接采用对接焊缝；埋入部分顶面加劲肋设置：T=16；栓钉直径：16；栓钉长度：65；单列侧栓钉数：4个；竖向受力筋强度等级：HRB(F)400；箍筋强度等级：HRB(F)335；保护层厚度：250；实配钢筋(埋入式柱脚已按极限承载力进行调整)：横向单侧受力筋：3Φ22;横向单侧架立筋：2Φ16;竖向单侧受力筋：3Φ22;竖向单侧架立筋：2Φ16;顶部附加箍筋：3Φ12@50；一般箍筋：4>10@100；五.计算结果1.栓钉抗剪承载力校核说明：高钢规已取消，结果仅供参考；栓钉抗剪承载力内力设计值N=721199kN,V=0.429kN,M=0.789kN∙m栓钉直径：16；栓钉长度：65；单列侧栓钉数：4个；单个栓钉的抗剪承载力：N：=min(0.43AJEJ c0.7AYf)y O MU r VV=ιnin(0.43×201.06×y∣30000.00×14.30,0.7×201.06×167×235.00)=50.53kN合力弯矩作用力臂(相对X轴为)：y1nax=105.7i各位置栓钉的力臂总和为：¾≡=4470050单个栓钉承受剪力为：MEV XymC1XNNF=-5⅛ ------------ +7=3776730.00×105.71/(2×44700.50)+758729.00/4=194.17kNN v =N p ∕n v =194169.0()/4=48.54kNNVVN 栓钉抗剪承载力满足要求!2 .侧面混凝土承压计算钢标算法: 计算配筋为:_My+/X ，_]328540().()()+13050.6()X897.0() AS =0.9f y b 0= 0.9X360.00X697构造配筋为：=0.87N∕mtn 2_________ / _________ 26548.80+(2×1001.53/897.00+I)2299X89700OCW0%=14.30N∕mm2,侧面混凝土承压验算满足要求!3.柱脚配筋校核（1）翼缘侧配筋计算： 高度方向拉延筋形心间距：h 0=697计算配筋为：心+… A109Wo构造配筋为：A min =0.002b 0h 0=0.002×697×697=97162mn?（2）腹板侧配筋计算： 宽度方向拉延筋形心间距： 23068200.00÷23154.70X897.000.9×360.00X697194.12mm 22×1(X)1.53 897.00+Du +A min=0.002h0h0=0.002×697×697=97162nιf n2(3)实配钢筋(埋入式柱脚已按极限承载力进行调整)：横向单侧受力筋：3Φ22;横向单侧架立筋：2Φ16;竖向单侧受力筋：3Φ22;竖向单侧架立筋：2Φ16;顶部附加箍筋：3Φ12@50；一般箍筋：＜M0@100；4.柱脚极限承载力验算结果连接系数：∏j=1.20柱脚最大轴力和轴向屈服承载力的比值0.10圆管柱：N∕N v W0.2圆管柱截面全塑性受弯承载力：W p=1282.79cm3MP=W p×f y=1282790.00×345.00=442.56kN・m取M nr=Mn=442.56kN∙m圆管柱脚连接的极限受弯承载力：M U=SJH⑵+〃/+幼2.⑵÷hβ)∣20.IO×299×12(X).00×{y∣(2×1200.00+897.00)2+897.0()2-(2×12(X).(X)+897.00)}864.29kN∙mM11>Q i M nr=531.07kN-m,满足要求!u J∕7c“裙房柱脚”节点计算书一.设计依据本工程按照如下规范、规程、设计手册进行设计：1.《钢结构设计标准》(GB50017-2017)2.《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)3.《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)(2016年版)4.《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-2015)5.《钢结构连接节点设计手册》(第三版)李星荣魏才昂秦斌主编6.《钢结构设计方法》童根树著7.《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)(2015年版)二.计算软件信息本工程计算软件为钢结构软件PKPM-STSV5计算日期为2023年4月8日18时3分23秒计算书中未标注单位的数据，单位均为mm三.计算结果一览柱截面尺寸：圆管299X12；材料：Q355；柱脚混凝土标号：C30：柱脚底板钢号：Q355；埋入深度：1.20m；柱脚底板尺寸：BXHXT=540×540X30；锚栓钢号：Q355：锚栓直径D=24；锚栓垫板尺寸：BXT=70X14；环向锚栓数量：4柱与底板采用对接焊缝连接：加劲肋与柱连接采用对接焊缝；埋入部分顶面加劲肋设置：T=13：栓钉直径：16；栓钉长度：65；单列侧栓钉数：4个；竖向受力筋强度等级:HRB(F)400：箍筋强度等级：HRB(F)335；保护层厚度:250；实配钢筋(埋入式柱脚已按极限承载力进行调整)：横向单侧受力筋：3Φ22;横向单侧架立筋：2Φ16;竖向单侧受力筋:3Φ22;竖向单侧架立筋:2Φ16;顶部附加箍筋：3Φ12Θ50;一般箍筋：＜MO@100；五.计算结果1栓钉抗剪承载力校核说明：高钢规已取消，结果仅供参考；栓钉抗剪承载力内力设计值：N=351.958kN,V=11.028kN,M=20.194kN∙m栓钉直径：16；栓钉长度：65；单列侧栓钉数：4个：单个栓钉的抗剪承载力：N：=min(0.43A sγ∣E c f cc,0.7A sγf)=min(0.43×201.()6Xyj25500.0()×9.60,0.7×201.06×167×235.00)=42.78kN合力弯矩作用力臂(相对X 轴为)：y f nax=105.71各位置栓钉的力臂总和为：⅛n=4470050单个栓钉承受剪力为：NF=A +^=/7900900.00×105.71/(2×44700.50)+337571.00/4=130.45kN Z ysum4 N v =Nm=130450.00/4=32.61kNNVVN 栓钉抗剪承载力满足要求!2 .侧面混凝土承压计算钢标算法:/ 22510.47 +(2×1730.32∕897.00+I)2299X897.00=1.06N∕mm 2OC^0.8f c =9.60Λ½ww 2,侧面混凝土承压验算满足要求! 3 .柱脚配筋校核（1）翼缘侧配筋计算：高度方向拉延筋形心间距：(2h(∕d+1)2/，o σc=(~T+DU+2×1730.32897.00+Du+计算配筋为: 22310600.00+9788.28X897KX) 0.9X360.00X697 构造配筋为： A min =0.002h 0h 0=0.002×697×697=97162nιf n 2(2)腹板侧配筋计算：计算配筋对应的内力组合号：1(非地震组合)；内力设计值：M v =-34.59kN ・m ；V r =-20.34kN;宽度方向拉延筋形心间距：%=697计算配筋为：_MV+½y X>_34593200.00+20341.50X897.0()A S =0.9fyb 0 = 0.9×360.00X697构造配筋为：A min =0.002b 0h 0=0.002X697×697=971.62mm 2(3)实配钢筋(埋入式柱脚已按极限承载力进行调整)：横向单侧受力筋：3Φ22;横向单侧架立筋：2Φ16;竖向单侧受力筋：3Φ22;竖向单侧架立筋：2616；顶部附加箍筋：3Φ12@50；一般箍筋：4>10@100；4 .柱脚极限承载力验算结果连接系数：∏j =1.20柱脚最大轴力和轴向屈服承载力的比值：0.09圆管柱：N∕N v W0.2yM r +V v Xh A s =0.9f y h 0137.67mιn^=233.98nun^圆管柱截面全塑性受弯承载力：W p=989.00cm3MP=W p×f y=989004.00X345.00=341.21kN∙in取M nr=M n=341.21kN∙m圆管柱脚连接的极限受弯承载力：MM=f*"∖∕⑵+hB)2+a2-(21÷hβ))=13.40×299X3400.00×(y∣(2×3400.00+897,00)2+897.002-(2×3400.00+897,00)) =709.61kN*mM1t>H i M nr=409.45kN・〃i,满足要求！。
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。
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
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。
钢结构工程中的箱形柱柱脚设计
面≮
图４柱底抗剪键大样
２．４柱底板锚筋计算（图５） 底板锚筋计算采用偏心压力法。先按构造要求
进行布置，然后计算锚筋的最大拉力，考察是否满足 要求。由弯矩平衡关系可知：
尬＝Ｆ１ｙｌ＋Ｆ２Ｙ２＋Ｆ３ｙ３＋…＋Ｆ。ｙ。 式中 Ｅ——锚筋拉力；
Ｙ。——锚筋距形心轴ｚ的距离。
＋ｌ Ｉ
Ｉ
十Ｉ
＋＋＋＋＋＋ ＋＋＋＋＋＋ ｊ｛ ｉ
４００×３０，材质Ｑ３４５一Ｂ；柱脚反力：Ｎ＝４ ４６１ ｋＮ，
Ｕ－－－－５８ ｋＮ，Ｕ＝－－３７１ ｋＮ，尬＝１ ０３２ ｋＮ·１２１，鸠
一１９３ ｋＮ·ｍ。
图２ ２１号柱脚
２．１锸板尺寸及厚度的确定 锚板的尺寸主要考虑板底混凝土的局部承压破
坏，即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，各区格应力可偏于安全地取底 板的最大应力计算。根据构造，初选底板尺寸为： ａ ｘ ｂ—ｌ １００ ｒａｍ×６００ ｍｍ，在轴力、弯矩共同作用 下，柱底板最大压应力为：
ｌ工程概况 ，西安市广电世纪园剧场钢结构工程Ｂ区分为
舞台和观众厅两部分，屋盖为空间管桁架结构，柱子 为箱形截面钢柱，截面尺寸为９００ ｍｍ×４００ ｍｍ，板 厚３０ ｔｒｉｍ，材质Ｑ３４５一Ｂ钢，外露式刚接柱脚。
２箱形钢柱柱脚的理论计算 该工程结构部分采用ＳＡＰ２０００有限元分析软
件进行设计，柱脚平面布置如图１所示，柱脚厦力见 表１。
板底应力寸。＝１８．２１２ ＭＰａ，板厚按Ｉ区和Ⅱ区 悬臂板计算（图３），为了计算方便同时考虑偏于安 全，暂不考虑角部三角区域（图３中板的４个角部除 阴影部分外的区域）的有利作用。由图３可知，悬臂 板Ｉ、Ⅱ分别在Ｙ向、ｚ向的悬挑长均为１００ ｍｍ， 即，ｓ＝Ｚ，＝１００ ｍｌＴｌ，则ＭＩ＝Ｍｎ＝０．５ａ。《，＝ ，９１ ０６０ Ｎ·ｍｍ，按板的弹性强度理论可知，单位板
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。
钢结构节点计算书
H400x250x8x12
பைடு நூலகம்
=(450-0.95*400)/2 =(300-0.8*250)/2 =*1000/(300*450) =300*450 =500*800 =0.35*11.9*SQRT(400000/135000)
Fb>Fp故满足 =50*SQRT(3*0/(0.75*310))
=(250-8)/(2*(400/2-12)) =3*(250-8)^2*0 =4*(1+3.2*0.644^3)*0.75*310 =SQRT(0/1725)
刚架柱柱脚节点计算
一、已知条件： 压力N 拔力F 剪力T 柱脚截面型号： 柱高h 翼板宽bf 腹板厚tw 翼板厚tf 柱底板材料 钢筋抗拉强度设计值fy 输入锚栓型号 锚栓材料 锚栓数目 短柱混凝土标号 短柱长度L 短柱宽度W 二、底板边缘受弯计算 计算柱底板长D 计算柱底板宽B 计算m =(D-0.95*h)/2 计算n =(B-0.8*bf)/2 计算底板压应力Fp =N/(B*D) 柱底板面积A1 =D*B 混凝土短柱面积A2 =W*L 混凝土抗压强度fc 混凝土短柱承压强度Fb=0.35*fc*SQRT(A2/A1) 结论： 计算板厚t =MAX(m,n)*SQRT(3*Fp/(0.75*fy)) 三、三边支撑计算 底板是否有中间加劲 计算系数q1 =(bf-tw)/[2*(h/2-tf)] x1 x2 计算板厚t =SQRT(x1/x2) 四、确定底板厚t 五、锚栓抗拉检验 锚栓拉应力τ =F/A 结论： 六、抗剪键设置 90 73 3 400 250 8 12 Q345 310 M24 Q235 4 C25 800 500 450 300 35 50 0 135000 400000 11.9 7.17 0 是 0.644 0 1725 0 16 49.8
多层建筑顶部轻钢加层柱脚节点的设计与构造共3篇
多层建筑顶部轻钢加层柱脚节点的设计与构造共3篇多层建筑顶部轻钢加层柱脚节点的设计与构造1随着城市的不断发展，人口的不断增长，城市土地的珍贵性越来越高，多层建筑已成为现代城市建筑的主要形式之一。
在多层建筑的设计和建造中，轻钢加层柱脚节点的设计和构造具有重要的作用。
本文将详细介绍多层建筑顶部轻钢加层柱脚节点的设计和构造的相关内容。
1. 轻钢结构的介绍轻钢结构采用冷弯薄壁钢材为基本材料，通过角钢、圆钢、工字钢等型材进行拼装和连接而成，具有轻量、高强、耐腐蚀、施工方便等优点。
它是一种新型的构造体系，广泛应用于住宅、商业、工业建筑等领域。
在多层建筑中，轻钢结构通常用作顶部加层结构，用于增加建筑的层数，提高建筑的利用率。
2. 多层建筑顶部轻钢加层柱脚节点的设计多层建筑顶部轻钢加层柱脚节点是指在已有的建筑结构上增加一层结构时，顶部和下部结构必须通过柱脚节点进行连接。
柱脚节点的设计需要考虑静力学原理、轻钢材料的特性以及施工要求等方面。
（1）受力分析柱脚节点是建筑结构的关键部位，必须满足结构内力的要求。
在静力学原理的基础上，对含有柱脚节点的整体结构进行受力分析，确定节点受力情况，以此确定节点的尺寸和材料。
（2）材料选择轻钢材料的特点是轻量、高强、耐腐蚀，适用于建筑结构的加固和改造。
在多层建筑顶部轻钢加层柱脚节点的设计中，应该选择具有高强度和抗压性能的轻钢材料。
同时，还需要根据施工的要求和设计的需要，选择适当的节点连接方式。
（3）尺寸设计节点的尺寸要合理，既不能过大，也不能过小。
过大的节点会增加主体结构的自重，导致结构变形过大，影响建筑安全性；过小的节点则会影响节点的强度和可靠性。
因此，在设计节点时，应该根据材料的强度和受力情况，合理设计节点的尺寸。
3. 多层建筑顶部轻钢加层柱脚节点的构造多层建筑顶部轻钢加层柱脚节点的构造也是非常重要的。
节点的构造需要满足强度、稳定性和可靠性要求，同时还需要考虑施工的方便性和成本控制。
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。
浅谈埋入式钢柱脚设计
浅谈埋入式钢柱脚设计摘要：近年来，钢结构在建筑设计中的应用越来越广泛，其诸多优点也得到很好体现。
本文就钢结构柱脚设计，以现有施工技术为基础，提出了一种新型的埋入式双底板柱脚节点设计方案，以前参考交流。
关键词：设计；局限性；基础冲切；计算Abstract: In recent years, the steel structure in building design more and more widely, its advantages are well reflected. In this paper, the design of steel structure column, with the existing construction technology as the foundation, puts forward a new embedded double bottom column node design, previously.Key Words: design; limitations; punching calculation basis;1、钢柱脚的设计及其局限性目前钢结构柱脚设计通常采用埋入式柱脚和外包式柱脚两种形式。
埋入式柱脚是将钢柱埋入钢筋混凝土独立基础或基础梁或筏片式基础中的（见图1）；外包式柱脚是将钢柱用钢筋混凝土外包构成的柱脚（见图2），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入深度要求相同。
图1埋入式柱脚在建筑结构中,柱脚的作用是固定柱身并将柱中的内力传递给基础。
由于埋置深度的特殊要求，一般高层建筑都设有多层地下室。
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。
如果采用常规的埋入式柱脚形式，柱脚埋入深度需要是柱子截面高度的3倍。
以柱子截面1 m×1 m箱型截面为例，柱脚埋入基础深度就要3 m，而且这种截面的柱子荷载一般较大，若再考虑柱子的冲切问题，就会出现柱脚部分基础厚度很大，达到5 m以上，使设计不尽合理。
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。
钢结构柱脚节点、钢网架支座节点施工的参考建议
钢结构柱脚节点、钢网架支座节点施工的参考建议黄如凯 福建六建集团有限公司摘 要：轻型钢质结构体系作为一种近现代高档的建筑结构形式，因其丰富多变的结构造型效果，受到设计师和建设方的青睐，被广泛运用到多层建筑物上。
本文结合实际施工中柱脚、支座节点各部位的较容易产生的若干质量问题和安全隐患，进行探讨以供参考。
关键词：柱脚节点；支座；预埋件1 柱脚节点的分析1.1 存在的问题在工程数量大、建筑高度大、承受的风载大的柱脚节点施工中，经常出现抗剪键坑部位混凝土不易浇筑密实、柱底板下预留空隙二次灌浆材料使用普通细石砼、锚栓位置偏差超限、螺栓孔用气割扩孔、垫板与底板漏焊、角焊缝焊角尺寸不足等现象，导致成型后的柱基与设计状态相差较大，危及上部结构安全。
1.2 原因（1）《规范》规定：柱脚锚栓不能用以承受柱脚底部的水平反力，此水平反力由底板与混凝土基础间的摩擦力或设置抗剪键承受。
抗剪键采用槽钢等垂直焊接在柱底板的底面，导致在基础表面做坑，基础顶面上的坑内插入一槽钢，无法清除坑内杂物，也无法检验插入槽钢的坑内是否灌浆，更无法检验是否密实。
柱底板下预留空隙二次灌浆材料使用普通细石砼填实，未使用膨胀水泥配置的无收缩细石砼填实，混凝土硬化过程中收缩，柱脚底板和基础混凝土之间产生间隙。
均会导致柱脚底板与基础混凝土之间摩擦力减小或抗剪键设置不起作用，地震作用时锚栓抗水平荷载能力不足而破坏。
（2）钢筋砼基础短柱断面尺寸与柱脚底板尺寸相近，钢筋砼基础短柱中钢筋布设较密集，施工时未做好混凝土结构钢筋的定位控制，预埋锚栓安装与混凝土结构钢筋碰车；基础锚栓定位施工采用模板定位法，通过木模板或钢模板将同一柱脚锚栓定位，因缺少可靠的固定，锚栓容易跑位，锚栓整体轴线偏差和同一柱脚锚栓相对位置偏差很大；柱底板下预留空隙二次灌浆施工时，使用木质方木向 50mm 空隙内拨捣，没有正确执行操作程序，很难保证二次灌浆层的密实度，尤其是柱脚底板尺寸较大时底板中间会出现空洞，部分轴力由调整螺母承担，柱脚底板和基础混凝土面接触面减小，底板与混凝土间摩擦力减少；柱脚底板下预留空隙，且在主体结构安装过程中未及时采取相应措施，在施工阶段组合荷载作用下，柱脚锚栓可能被压弯；柱底板锚栓孔与锚栓的间隙调整无法使锚栓自由人孔时，采用气割方式扩孔，气割扩孔很不规则，削弱了柱脚底板的有效截面而影响抗剪能力；设计图明确规定柱脚安装完后柱脚垫板与柱底板焊接，施工中漏焊，锚栓和柱脚底板可能没有相互接触而不能参与抗剪；现场手工电弧焊施焊条件差，焊缝不饱满。
钢结构节点计算书
压力N 153kN 拔力F 30kN 剪力T20kN 柱脚截面型号：H350x270x8x103柱高h 350mm 翼板宽bf 270mm 腹板厚tw 8mm 翼板厚tf 10mm 柱底板材料Q345钢筋抗拉强度设计值fy 310N/mm输入锚栓型号M24锚栓材料Q235锚栓数目4短柱混凝土标号C30短柱长度L 700mm 短柱宽度W550mm二、底板边缘受弯计算计算柱底板长D 500mm 计算柱底板宽B 350mm计算m =(D-0.95*h)/2=(500-0.95*350)/283.75mm 计算n =(B-0.8*bf)/2=(350-0.8*270)/267mm计算底板压应力Fp =N/(B*D)=153*1000/(350*500)0.874N/mm 柱底板面积A1 =D*B =350*500175000混凝土短柱面积A2 =W*L =550*700385000混凝土抗压强度fc14.3N/mm 混凝土短柱承压强度Fb =0.35*fc*SQRT(A2/A1)=0.35*14.3*SQRT(385000/175000)7.42N/mm结论：Fb>Fp故满足计算板厚t =MAX(m,n)*SQRT(3*Fp/(0.75*fy))=83.75*SQRT(3*0.874/(0.75*310))9mm三、三边支撑计算底板是否有中间加劲是计算系数q1 =(bf-tw)/[2*(h/2-tf)]=(270-8)/(2*(350/2-10))0.794x1=3*(270-8)^2*0.874179985x2=4*(1+3.2*0.794^3)*0.75*3102420计算板厚t =SQRT(x1/x2)=SQRT(179985/2420)9四、确定底板厚t 16mm五、锚栓抗拉检验锚栓拉应力τ =F/A =30*1000/(3.14*24^2/4*4)16.6N/mm结论：τ<fy 故满足六、抗剪键设置T<0.4N,底板无需加抗剪键刚架柱柱脚节点计算（节点中柱）一、已知条件：。
- 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)。
t1 a b1 a1 B
t1
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
当b1/a1<0.3时，可按悬臂长度为 b1的悬臂板计算。
④四边支承部分：
t1 a b1 a1 B
t1
L
b2/a2
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
③三边支承部分：
M3 ? β ?q?a12
式中：
a1--自由边长度；
β --系数，与 b1 / a1 有关。
(4)隔板的计算
ha
t1 a b1 a1 B
t1 L
lw1
?
0.5q ?a 1
0.7h
f
1
f
w f
? h1 ? l w1 ? 2h f (取整 )
隔板截面验算：
抗弯：? ? M ? 6M ? f
W t2 h12
抗剪：? ? VS
It 2
?
1.5V t 2h1
?
fv
式中：
q'
h1
a1
M ? q?a12 8 V ? q?a1 2
M4 ? ? ?q?a2
式中：
a--四边支承板短边长度； b -- 四边支承板长边长度；
t1 a b1 a1 B
t1
α—系数，与 b/a有关。
L
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
1 ～1.5倍。
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
t1 a b1 a1 B
t1
L
径d，d=20 ～24mm ，则 L 可求。
注意B、L均应取整。
取定B、L后应验算基础顶面压应力要求：
q ? N An ? ? c f c
假设基础与底板间的 靴梁
压应力均匀分布。
隔板
底板
N
An ? ? l f c
(4 ? 63)
式中： fc-- 混凝土轴心抗压设计强度；
t1 a b1 a1 B
t1
L
βl--f基c 、础β混l凝均土按局《部混承凝压土时结的构强设度计提规高范系》数取。值。
An—底版净面积， An =B×L-A0。
Ao--锚栓孔面积，一般锚栓孔直径为锚栓直径的
4.7 柱脚设计
为了使柱子安全承载并将荷载传至基础，必须合理 构造柱头、柱脚。
设计原则是：传力明确、过程简洁、经济合理、 安全可靠，并具有足够的刚度且构造又不复杂。
一、铰接柱脚
1、柱脚的型式和构造
实际的铰接柱脚型式有以下几种：
轴承式柱脚
制作安装复杂，费钢材，但与
力学符合较好。
枢轴
N
X
Y
靴梁 底板
lw
?
4 ? 0.7h f
f
w f
?
60h f
ha
所以：ha ? l w ? 2h f 且取10的倍数。
t1 a b1 a1 B
t1
L
B、靴梁的截面验算
按支承在柱边的双悬臂外伸梁受均布反力作用。
M ? q??l ? l ? R ?e 2
V ? q??l ? R 上式中的 q?为线荷载，按实际 情况计算。
t2 ? a1 50(取整)
(5)靴梁及隔板与底板间的焊缝的计算
按正面角焊缝，承担全部轴力计算，焊脚尺寸由
构造确定。
? N
?? ? f ? 0.7h f
lw
?
f
w f
0.091
0.095
0.099
0.101
0.119
0.125
? ? 取M max ? max M 1，M 2，M 3，M 4
底板厚度要求： t ? 6M max ? 14mm f
(4 ? 65)
(3)靴梁的设计 A、靴梁的最小厚度不宜小于 10mm，高度由其与柱间的 焊缝（ 4条）长度确定。
N
靴梁
(2)底板的厚度
t1 a b1 a1 B
t1
L
底板的厚度，取决于受力大小，可将其分为不同
受力区域：一边 (悬臂板)、两边、三边和四边支承板。
①一边支承部分（悬臂板）
q ?c2 M1 ? 2
②二相邻边支承部分：
M2 ? β ?q ?a22
式中：
a
--对角线长度；2 Nhomakorabeaβ --系数，与 b2 / a2 有关。
t1
e
a b1 a1 B
t1
l
L
R
R
q'
M
l
l
抗弯：? ? M ? 6M ? f
W t1 ha2
抗剪：? ? VS
It 1
?
1.5V t1ha
?
fv
隔板的厚度不得小于其宽 度的 1/50 ，高度由计算确定， 且略小于靴梁的高度。
隔板可视为简支于靴梁的 简支梁，负荷范围如图。
q'
h1 a1
隔板 h1
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 20-24mm 。
（二）柱脚计算
N
柱
靴梁
隔板
1.传力途径
底板
隔板
隔板（肋板）
锚栓
t1
a b1 a1 B t1
L
柱
靴梁
底板
实际计算不考虑
混凝土基础
焊缝布置原则： 考虑施焊的方便与可能
柱脚零件间的焊缝布置
2.柱脚的计算
(1)底板的面积