外包式埋入式钢柱柱脚计算(高钢规)
“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！。
钢结构外包式柱脚计算-外包式柱脚
柱底内力 M（kN•m) 1234.49 N(kN) 365.76 V(kN） 85.57 C30混凝土 Ec(N/mm2) fc(N/mm2) 30000 14.3 h(mm) 800
柱截面尺寸h﹡b﹡tw﹡t
b(mm) 600
tw(mm) 16
t(mm) 36
M作用下钢柱一侧翼缘轴力Nf Nf=M/hc= 1615.825 (kN) 栓钉受剪承载力Ncv N v<0.43*A*√(Ec*fc) = 107.0613 (kN) Ncv<0.7*A*γ *f = 95.54065 (kN)
γ = 1.67 钢筋规格 HRB335
保护层厚度c(mm)= 40 保护层+纵筋+箍筋δ (mm)= 77 包脚有效高度h0(mm)
fy(N/mm2)= 300
纵筋直径 A1(mms 25
h0=h'-2*c= 1146
纵向钢筋计算面积As As > Mb/(fy*h0) > 4088.511 mm2 As > 0.2%*h'*b' > 2860 mm2
c
hc(mm) =h-t = 764 栓钉规格∅ 22
2 A(mm )= 380.1327
栓钉受拉设计值 f(N/mm2) 215 h'(mm) 1300
包脚尺寸h'﹡b'*H
b'(mm) 1100
H(mm) 2000
栓钉抗拉与屈服强度之比
栓钉数目n >Nf/Ncv= 16.91243 包脚底部弯矩Mb Mb=M+V*H= = 1405.63 (kN•m)
Vcs>Vb,箍筋满足
注：只有红色文字可以改动；灰色区域为结果输出
外包式钢柱脚设计方法研究及其在加建改造中的应用
外包式钢柱脚设计方法研究及其在加建改造中的应用舒睿彬【摘要】目前国内规范对于外包式钢柱脚的设计计算原则、设计计算方法还存在矛盾和不足.依据强连接弱构件的基本抗震原理要求,采用二阶段设计原则,并利用混凝土结构、钢结构等构件承载力设计计算原理和方法,以及现有的试验结果,提出了一套较完整、合理、可行的外包式钢柱脚的设计计算方法及公式.以该设计方法和公式,在实际加建工程中设计应用,获得了较大的经济利益.同时,外包式钢柱脚的受力机理、钢柱偏置等等问题仍有待后续研究.【期刊名称】《结构工程师》【年(卷),期】2016(032)005【总页数】6页(P166-171)【关键词】外包式钢柱脚;加建改造;二阶段抗震设计原则;强连接弱构件【作者】舒睿彬【作者单位】华东建筑设计研究院有限公司,上海200002【正文语种】中文柱脚是上部结构与基础连接的重要部分,是决定其整个结构体系承载能力的一个重要因素,柱脚是否合理不仅关系到整个建筑的安全性,还对建筑结构的受力性能、施工及整个工程产生重大影响[1-2]。
柱脚形式有外露式柱脚、埋入式柱脚、外包式钢柱脚等。
外包式钢柱脚由于连接方便、施工简单,在加建改造项目中应用广泛。
外包式柱脚是由钢柱(表面设置抗剪栓钉)和相应高度的外包钢筋混凝土柱墩(厚度不小于180 mm,配置有纵向钢筋、箍筋)组成(图1)。
外包式钢柱脚受力机理复杂,现行文献[3-4]研究表明:钢柱与下部结构(或基础)铰接,柱底弯矩与剪力均由外包钢筋混凝土柱墩部分承担,柱底压力通过外包式混凝土柱墩部分和钢柱脚底板传给下部结构(或基础),柱底拉力主要通过外包式混凝土柱墩部分传给下部结构(或基础)。
现阶段国内规范外包式钢柱脚的设计计算方法存在矛盾和不足。
本文将依据强连接弱构件的基本抗震原理要求,采用二阶段设计原则,并利用混凝土结构、钢结构等构件承载力设计计算原理和方法,以及现有的试验结果,提出了一套较完整、合理、可行的外包式钢柱脚的设计计算方法及公式。
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。
外包式柱脚计算
γ = 1.67 钢筋规格 HRB335
保护层厚度c(mm)= 40 保护层+纵筋+箍筋δ (mm)= 77 包脚有效高度h0(mm)
fy(N/mm2)= 300
纵筋直径 A1(mm2) 箍筋直径 A2(mm2) 箍筋肢数nv 箍筋间距s 25
h0=h'-2*c= 846
490.8739 翼缘处混凝土有效宽度be=b'-b= 550 12 113.0973 6 100
Vcs>Vb,箍筋满足
注：只有红色文字可以改动；灰色区域为结果输出
c v
hc(mm) =h-t = 632 栓钉规格∅ 22 A(mm2)= 380.1327 栓钉受拉设计值 f(N/mm2) 215 h'(mm) 1000
包脚尺寸h'﹡b'*H
Ncv<0.43*A*√(Ec*fc) = 107.0613 (kN) N v<0.7*A*γ *f = 95.54065 (kN)
c
b'(mm) 1000
H(mm) 600
栓钉抗拉与屈服强度之比
栓钉数目n >Nf/Nc v = 5.134006 包脚底部弯矩Mb Mb=M+V*H= = 361.342 (kN•m) 纵向钢筋计算面积As As > Mb/(fy*h0) > 1423.727 mm2 As > 0.2%*h'*b' > 2000 mm2
外包式柱脚计算
柱底内力 M（kN•m) 310 N(kN) 400 V(kN） 85.57 C30混凝土 Ec(N/mm2) fc(N/mm2) 30000 14.3 h(mm) 650
柱截面尺寸h﹡b﹡tw﹡t
埋入式型钢混凝土柱脚计算
（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
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“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
(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。
浅谈埋入式钢柱脚设计
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。
钢柱外包式柱脚抗震设计问题
钢柱外包式柱脚抗震设计问题
蔡 倩 水培君
（ ） 上海寰球石油化学工程有限公司 ，上海 ２ ０ ０ ０ ３ ２ 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 ， 外包式柱脚常用 于 重 钢 结 构 厂 房 ， 其计算假定为柱 《 在地震作用效应时传递弯矩至基础 。Ｇ 建筑抗震设计规范 》 明确规 定 了 这 种 柱 脚 设 计 时 的 脚刚接 ， Ｂ ５ ０ ０ １ １－２ ０ １ ０ 极限承载力计算方法 。 构造要求的柱截面面积条件在节点弹塑性承载力设计中 起 控 制 作 用 的 情 况 ， 在实际设计过 对不同规范规定的长细比限值进行比较， 用极限弹塑性设计 程中常出现 。 从钢结构框架柱的截面确定方法入手 ， 抗弯承载力要求和多遇地震抗弯承载力要求来分析比较外包式柱脚的设计 ， 满足柱 脚 配 筋 设 计 的 经 济 性 和 合 理 的 计算要求 。 关键词 ： 外包式柱脚 ；长细比 ；塑性抗弯承载力 ；抗震设计 ： ／ Ｄ Ｏ Ｉ １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ９ ９ ６ ３ ． ２ ０ １ ３ ． ０ １ ． ０ ０ ９ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ７ － ｊ
（ ， ） Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｈ ｕ ａ ｎ ｉ ｕ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｎ ＆Ｅ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ Ｃ ｏ ｒ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｈ ａ ｎ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ０ ３ ２， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｑ ｇ ｇ ｇ ｐ ｇ
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外露式刚接柱脚计算书
外露式刚接柱脚计算书项目名称 ____xxx_____ 日期 _____________设计 _____________ 校对 _____________一、柱脚示意图二、基本参数1．依据规范《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS 102:2002)2．柱截面参数柱截面高度h b =500mm柱翼缘宽度b f =500mm柱翼缘厚度t f =14mm柱腹板厚度t w =14mm3．荷载值柱底弯矩M=350mkN柱底轴力N=500kN柱底剪力V=50kN4．材料信息混凝土 C25柱脚钢材 Q235-B锚栓 Q2355．柱脚几何特性底板尺寸 a ＝75mm c ＝100mm b t ＝85mm l t ＝75mm 柱脚底板长度 L =800mm 柱脚底板宽度 B =800mm 柱脚底板厚度 t =30mm 锚栓直径 d =39mm柱腹板与底板的焊脚高度 h f1 =10mm加劲肋高度 h s =210mm加劲肋厚度 t s =10mm加劲肋与柱腹板和底板的焊脚高度 h f2 =10mm三、计算过程1. 基础混凝土承压计算（1） 底板受力偏心类型的判别 36tl L +=800/6+75/3=158.333mm 偏心距 NMe ==350×1000/500=700mm根据偏心距e 判别式得到：abs(e)>(L/6+lt/3) 底板计算应对压区和拉区分别计算 （2） 基础混凝土最大压应力和锚栓拉力 a. 6/0L e ≤<锚栓拉力 0a =T)/61(max L e LBN+=σb.)3/6/(6/t l L e L +≤< 锚栓拉力 0a =T)2/(32max e L B N-=σc. )3/6/(t l L e +> 若d <60mm 则：2max 6L B ML B N ⋅⋅+⋅=σ 2min 6L B ML B N ⋅⋅-⋅=σ 柱脚底板的受压区长度 x n ＝m inm ax m ax σσσ-⋅L若mm 60≥d 则：解下列方程式得到柱脚底板的受压区长度x n ：0))(2/(6)2/(3n t t ae 2n 3n =---+--+x l L l L e BnA x L e x其中，A e a为受拉区锚栓的有效面积之和，n =E s /E c 。
400×400钢柱脚计算书
箱形固接柱脚连接类型：外包式柱脚采用钢截面：箱形：400×400×10柱脚混凝土标号：C35柱脚底板钢号：Q345柱脚底板尺寸：B×H×T=760×760×40锚栓钢号：Q345锚栓直径：d =36锚栓垫板尺寸：B×H ×T=130×130×20翼缘侧锚栓数量：2腹板侧锚栓数量：2柱底混凝土承压计算：控制内力：N =5551kN柱脚混凝土最大压应力σc ：3225551109.5976076036N /mm π⨯=⨯-⨯ 柱脚混凝土轴心抗压强度设计值f c ：16.70N/mm 2σc =9.59N/mm 2≤f c =16.70N/mm 2，柱底混凝土承压验算满足。
锚栓抗拉承载力校核：锚栓不承受拉力，按构造设置。
一、柱脚抗剪栓钉19φ：单个栓钉剪力连接件的受剪承载力为：c c st s v f E A .N 430=；u st s v f γA .N 70≤kN ...π.43881071610153419430342=÷⨯⨯⨯⨯⨯。
kN .22.711021541967.17032=÷⨯⨯⨯⨯π，故取kN N s v 71=。
口400×400×10的柱：若按全截面等强来算，每侧翼缘最大拉力为400×10×310/1000=1240kN 。
所需要栓钉数量为1240/71=17.46个，筏板顶标高-3.10m ，两排布置，符合要求。
二、柱脚主筋、箍筋（按等强设计）主筋：口400×400×10的柱：()6400103104001010483.6M Nd kN m ==⨯⨯⨯-÷=。
204836000001865.74720360S sy M A mm d f ===⨯，故采用5C 25。
2454000383475038800800S A ρ..%bh ====⨯＞0.2%，满足要求。
钢结构埋入式柱脚埋入深度浅析
钢结构埋入式柱脚埋入深度浅析作者：白帆来源：《中国科技博览》2018年第19期[摘要]近年来，钢结构在建筑设计中的应用越来越广泛，在钢结构框架结构设计中，按照相关规范和规程，多采用埋入式柱脚，并且埋入深度要求为柱子截面的2～3倍，当基础没有足够的高度埋置钢柱时，应进行合理的设计和计算。
本文通过工程实例中柱脚埋入深度的计算介绍了埋入式柱脚的设计要点，对多高层钢结构中柱脚进行探讨。
[关键词]钢框架；埋入式柱脚；埋入深度中图分类号：TU398.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）19-0232-011、引言在结构设计中，钢结构被广泛应用于工业、民用建筑，钢柱脚作为钢结构的基本构件，用于固定钢柱并将上部结构内力可靠传给基础。
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：埋入式柱脚是直接将钢柱埋入钢筋混凝土独立基础或基础梁或筏板基础中，外包式柱脚是将钢柱用钢筋混凝土外包构成的柱脚，钢柱的轴力和弯矩通过焊接于钢柱的栓钉传递给混凝土，其中，埋入式柱脚的埋入深度与外包混凝土的高度的要求相同。
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，由于埋入深度的特殊要求，在工程中往往遇到基础高度无法满足埋入深度的问题，本文通过对实际工程的埋入式柱脚计算进行探讨。
2、工程概况该工程实例为北京地区某四层钢结构框架，贴建于厂区内一现有厂房，按照《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）进行抗震设计，采用埋入式柱脚。
因本工程紧邻周边建筑，根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011），新建建筑物的基础埋深不宜大于原有建筑基础，于是同周边建筑一致，取基底标高为-1.700m，室外地坪-0.15m，首层层高2.88m。
通过结构计算，该工程选用400mm见方的箱型柱，M24地脚螺栓，埋入式柱脚，基础选用C30混凝土，钢材材质为Q345B。
根据相关规范，箱型截面柱的柱脚埋入深度需要是柱子截面高度的2.5倍，也就是1m的埋入深度；而基础高度为1.55m，减去地脚螺栓的锚固长度和保护层的厚度，柱脚埋入深度只能达到0.8m，也就是2倍柱截面高度。
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。
土木吧丨新版高钢规爆点解析！2016年5月1日执行！
⼟⽊吧⼁新版⾼钢规爆点解析！2016年5⽉1⽇执⾏！ 2016年5⽉1⽇起开始执⾏《⾼层民⽤建筑钢结构技术规程》(JGJ99-2015)了，由于新规范有许多跟以往常⽤设计不同的规定，很多⼯程师容易疏忽，⼟⽊君在此列举了⼀些，请诸君留存备⽤。
▲、梁柱连接节点中腹板需要承担弯矩了（第8.1.2条）梁与 H 形柱（绕强轴）刚性连接以及梁与箱形柱或圆管柱刚性连接时，弯矩由梁翼缘和腹板受弯区的连接承受，剪⼒由腹板受剪区的连接承受。
当梁⾼较⼤时，翼缘连接不⾜以承受全部弯矩，部分弯矩必须由腹板承受。
只是以前没有很好的计算⽅法，此次修订应该是参考了《⽇本建筑．钢构造接合部设计指南》的设计⽅法。
▲、未将悬臂段式梁柱连接列⼊规范（第8.1.2条）梁与柱的连接宜采⽤翼缘焊接和腹板⾼强度螺栓连接的形式。
⼀、⼆级时梁与柱宜采⽤加强型连接或⾻式连接。
⾮抗震设计和三、四级时，梁与柱的连接可采⽤全焊接连接。
悬臂段式梁柱连接的钢材和螺栓⽤量均偏⾼，影响⼯程造价，且运输和堆放不便；更重要的是梁端焊接影响抗震性能，95 年阪神地震表明悬臂梁段式连接的梁端破坏率为梁腹板螺栓连接时的 3 倍，虽然其梁端内⼒传递性能较好和现场施⼯作业较⽅便，但综合考虑不宜作为主要连接形式之⼀推⼴采⽤。
▲、梁拼接连接时的翼缘弯矩加⼤问题梁腹板的螺栓拼接设计中，腹板拼接所受弯矩达不到按截⾯抗弯模量⽐例分配得到的弯矩，要乘以0.4的折减系数，⽽翼缘拼接要承受⼤于按刚度分配得出的截⾯弯矩，其计算弯矩要相应增⼤。
这是因为，梁翼缘的拼接板长度⼤于腹板的拼接板长度，导致截⾯刚度分布变化，使翼缘部分承受更多弯矩。
这是设计通常忽略的细节，⽇本将其列⼊了设计规定。
▲、纠正外包式柱脚通过栓钉传递弯矩的错误外包式柱脚按过去的设计规定，在计算平⾯内钢柱⼀侧翼缘上的圆柱头栓钉数，应按柱端弯矩转化为作⽤于外包层的竖向⼒计算，暗⽰弯矩是通过栓钉传给外包层的。
⽇本新规定着重说明这种柱脚的破坏过程：外包层受⼒有如混凝⼟悬臂梁，在受弯平⾯内外包层⼀侧的受拉主筋和另⼀侧的受压混凝⼟形成抗⼒，排除了通过栓钉传递弯矩的看法，栓钉数量和间距也不作规定。
《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。
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。
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。