12.7支柱脚

12.7支柱脚

ⅰ一般法规

12.7.1多高层结构框架柱的圆柱尺寸可以嵌入柱脚，插入式柱脚和外包柱脚。多层结构框架柱也可以裸露柱脚。单层工厂牢固地连接的圆柱脚可以是插入柱脚和裸露的圆柱脚，并且应铰接的圆柱脚应裸露。

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12.7.1根据列脚的位置，将刚性圆柱脚分为四种类型：裸露的类型，外包类型，掩埋类型和插件类型。四柱脚的应用范围主要与当前行业标准标准“针对高层民用建筑的钢结构的技术法规”的相关规定进行了协调，这也指相关的家庭实验研究和工程实践摘要历年。

12.7.2外包，被埋葬和插入的圆柱脚，在钢柱和混凝土之间的接触范围内不应使用油漆；安装圆柱脚时，应在钢柱表面上使用研磨轮，用于土壤，油污渍，生锈和焊接炉灶。清洁干净。

12.7.3当轴向压缩柱或弯曲柱的末端是铣削的平端时，应直接从铣削的平端直接传输柱主体的最大压力，并且连接焊缝或螺栓应为最大值的15％压力和最大剪切力。剪切电阻由压弯柱的较大值计算出来；当张力区出现在压弯柱中时，该区域的连接仍应根据最大张力力计算。

ⅱ裸露的柱脚

12.7.4圆柱脚的锚固螺栓不应用于承受圆柱脚底部的水平反作用力。这种水平反作用力受到基板和混凝土基础之间的摩擦（摩擦系数为0.4）或剪切键的设置。

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12.7.4根据我们的习俗，圆柱脚的锚螺栓不考​​虑轴承力，尤其是带有靴子梁的锚螺栓无法承受剪切力。但是，国外有两种意见关于没有靴子光束的锚螺栓。一个是它可以承受剪切力，另一种不被考虑（参见G.Ballio，Fmmazzolani，“钢结构的理论与设计”，学院翻译的冶金部一般建筑研究，1985年12月，）。此外，在我的国家中，在地震设计中，还可以使用半经验和半理论方法来适当考虑暴露的钢柱脚的压缩侧锚螺栓的剪切效果（无论是否存在或不是）。因此，该文章使用“不适合“”“”。对于摩擦系数的值，在国内外通常使用0.4，因此包括在内。

12.7.5应根据圆柱端的弯矩，轴向力，基板的支撑条件，底板下的混凝土反应力以及底板的支撑条件，基于底板的支撑条件，基础板的支撑条件以及底脚底板的尺寸和厚度应确定柱脚结构。裸露的圆柱脚的锚螺栓应通过考虑使用环境来确定。

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12.7.5柱脚锚螺栓的工作环境变化很大，开放和室内工作中的腐蚀条件也不相同。对于容易生锈的环境，锚螺栓应根据计算区域保留适当的腐蚀量。

12.7.6圆柱锚螺栓应具有足够的埋入深度。当埋入的深度有限或将锚螺栓锚定在混凝土中很长时间时，可以安装锚板或锚梁。

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12.7.6本文主要根据工程实践经验摘要提供有关裸露柱脚的设计和结构的具体规定。

无施加的锚固螺栓应由Q235B钢制成，并且混凝土基础中锚固螺栓的锚固长度不应小于直径的20倍。当锚螺栓的直径大于40mm时，锚固板应在锚螺栓的末端进行焊接，并且锚固长度不应小于直径的12倍。

ⅲ外包柱脚

12.7.7外包柱脚的计算和构建（图12.7.7）应符合以下规定：

1外包柱的唯一板应位于基础梁或筏的混凝土保护层中；对于H形横截面柱，外包混凝土的厚度不应小于160mm，对于矩形或圆形管柱不应小于180mm，并且不应小于钢柱的横截面高度。 30％的混凝土强度等级不应低于C30；圆柱脚层混凝土的混凝土外包高度，H形横截面柱不应小于柱横截面高度的2倍，并且矩形管道柱或圆形管柱应为横截面尺寸的长度或圆管直径2.5次；当没有地下室时，外包宽度和高度应增加20％；当只有一个地下室时，外包宽度应增加10％；

图12.7.7外包柱脚

1钢柱； 2-Horizo​​ntal加强剂； 3列底板； 4跨度（可选）； 5杆螺栓；

6外线混凝土； 7-篮子梁；从外包混凝土的顶部马rup到列的底板的LR距离

2在结构安装阶段，应根据底部板的轴向力和支撑条件来计算和确定圆柱鞋底底板的尺寸和厚度，并且厚度不应小于16mm；

3圆柱脚的锚螺栓应根据结构要求设置，直径不应小于16mm，并且锚固长度不应小于其直径的20倍；

4。应安装在外包混凝土的顶部马stirups上，其宽度厚度应符合本标准第6.4节的相关规定；

5当框架柱是圆形或矩形管道时，应将混凝土倒入管道中，并且强度等级不应小于粉底混凝土。浇注高度应高于外包混凝土，不应小于圆管或矩形管的长侧的直径；

6外包钢筋混凝土的弯曲和剪切轴承能力以及拉伸钢杆和马rup的结构要求应符合当前国家标准“混凝土结构设计代码” GB 50010的相关规定。延伸到基础的不应小于直径的25倍，应在四角主加固的两端添加钩子，并且向下弯曲长度不应小于150mm。较低的弯曲部分应用钢柱焊接，并应加强和扩大顶部马strup，并且不应小于3 HRB3335级的热滚动，直径为12mm。

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12.7.7外包柱脚属于钢和混凝土的组合结构。内力的传播很复杂，并且有许多影响因素。仍然有一些清晰的内容。因此，有许多结构要求，例如每个部分的形状，大小和增强方法。

混凝土外包柱脚的钢柱弯曲矩（图20）大约是外包柱脚顶部最大的，底板约为零。在此弯矩分布下的相应轴承机制是假设。也就是说，在外包混凝土具有高刚度并且顶部钢筋完全配备的情况下，主要假定外包柱脚的顶部开始将内力从钢柱传递到混凝土。

外包柱脚的典型故障模式（图22）：钢柱的压力导致顶部混凝土被压碎；由外包混凝土剪切力引起的斜裂纹；主要的加固在外包混凝土锚区域受损。主要的加固弯曲和屈服。

其中，前三种伤害模式将导致承载能力急剧下降和变形能力差。因此，应在外包混凝土的顶部安装足够的耐剪切钢筋，并应以集中式的方式安装三个结构性搅拌，以防止顶部混凝土被压碎并确保水平剪切力变速器。外包圆柱脚马牵引在100mm的间距上排列，以避免剪切斜裂纹，并应确保钢杆的锚固长度和混凝土的外包厚度。

随着外包柱脚的增加，作用在外包混凝土上的剪切力会变小，但是主加固的锚定力变得更大，这可以有效地提高损伤能力。外包混凝土的高度通常是列宽度的2.5倍或更多。

总而言之，钢柱将内力传输到顶部钢棒的外包混凝土，因此外包混凝土部分可以用作钢筋混凝土悬臂梁（图23）。

图23外包柱脚的计算概念图

当外包混凝土尺寸较大时，圆柱脚的鞋底的宽度会扩大，并在圆柱的外部排列锚螺栓。可以根据这些锚固螺栓的弯矩来设计外包柱脚。力传输机理如图24所示。目前，底部板是较低的轴向力，并且可以单独处理弯矩。简而言之，轴向力直接从基板传输到基础。在弯曲时刻，张力侧的纵向钢杆和锚螺栓被视为拉伸钢棒。从圆柱脚的内部力量减去锚螺栓传输部件的弯矩。

图24外包柱脚锚螺栓的计算方法

当柱脚张紧时，当在钢柱的中性轴附近添加锚固螺栓，弯曲矩较小时，更简单的设计方法是通过锚螺栓承受张力。

外包柱脚的圆柱底板可以根据计算确定钢结构立柱，但其厚度不应小于16mm。锚螺栓直径规范不应小于M16，并且应具有足够的锚固深度。

ⅳ埋葬的圆柱

12.7.8嵌入式圆柱脚应符合以下规定：

1应根据当前国家标准“混凝土结构设计代码” GB 50010和应符合相关的结构要求。管道柱柱法兰或外边缘的混凝土保护层的厚度（图12.7.8）钢结构立柱，管道柱的法兰或外边缘之间的距离和基础梁的末端不应小于400mm，和中间柱法兰或外柱的外边缘在基础梁和基础梁边缘之间的距离之间的距离不得小于250mm；基础梁和边缘之间的相交线之间的角度应为钝角，斜率不应大于1：4的倾斜角度；在基础筏保护板的边缘，应安排水平U形stir肌以抵抗柱的水平冲头；

图12.7.8柱法兰或外边缘上混凝土保护层的厚度

2圆柱脚和底板的末端的结构要求，锚固螺栓，水平加强板或跨扇形板应符合本标准第12.7.7条的相关规定；

3应将圆形和矩形管柱倒入管道中；

4对于带有拉力的柱，应在埋在柱中的混凝土部分中安装钉子。

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12.7.8将钢柱直接埋入混凝土组件的支柱脚（例如地下室壁，基础梁等）称为埋藏的支柱脚（图25）；钢柱放在混凝土组件上，钢筋被延长，将一部分钢筋混凝土外包在钢柱周围的一部分是外包柱脚，也称为非涂层柱脚。这两个柱脚通常用于多层钢结构建筑物。本文规定了与当前行业标准类似的结构要求和谐相处的“高层民用建筑的技术法规” JGJ？99和“钢骨混凝土结构设计法规” YB？9082。

图25埋藏的柱脚

1强度肋骨； 2个尖刺； 3强化混凝土基础

研究表明，螺柱无法控制弯矩和剪切力的传播，但是对于拉伸力，由于螺柱的剪切，它们可以传递内力。因此，对于具有拉力的柱子，应设置螺柱的要求。

12.7.9埋在嵌入式列脚下的嵌入式钢筋混凝土的深度应符合以下公式的要求以及本标准的表12.7.10的规定：

其中：m，v-弯矩（n·mm）和剪切设计值（n）；

D- - 圆柱脚（mm）埋葬的深度；

bf- - 柱法兰（mm）的宽度;

d- - 钢管（mm）的管道直径；

FC - - 应根据当前国家标准“混凝土结构设计代码” GB 50010（N/MM2）的规定来采用混凝土抗压强度的设计价值。

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12.7.9柱脚边缘的混凝土压缩应力主要基于由钢柱上侧侧混凝土压缩区的支撑反应力形成的电阻，以及钢柱的弯曲距离和剪切力，可以通过钢柱和基础之间的刚性连接获得。埋入深度的计算公式和圆柱脚边缘的混凝土的压缩应力小于或等于混凝土压缩强度的设计值。

ⅴ插入柱脚

12.7.11插入柱的深度插入混凝土基础杯口中应符合表12.7.10的规定。固体横截面圆柱脚应根据本标准第12.7.9条的规定计算。应根据以下公式计算双LIMB晶格柱脚：

其中：n-柱肢（n）的轴向张力的设计值；

ft- - 杯嘴中次级浇注层的细石混凝土的拉伸强度设计值（n/mm2）；

S- - 柱肢的外轮廓线的圆周，可以根据公式（12.7.10-2）计算圆管柱。

表12.7.11钢柱插入杯端口的最小深度

注意：1固体弯曲H形色谱柱或矩形管柱的HC是横截面高度（长侧尺寸），BC是横截面宽度，D是圆管柱的外径；

2晶格柱的HC是垂直于假想轴方向的两个四肢之间的距离，而BC是沿假想轴方向的肢体的宽度。

3双杆晶格柱脚的最小深度插入混凝土粉底杯的口中，不应小于500mm，在提升过程中，它不应小于圆柱长度的1/20。

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12.7.10直接将钢柱直接插入混凝土杯口粉底并用次级浇注层固定时，它是插入柱脚（图26）。近年来，北京铁和钢设计研究所和重庆钢铁设计研究所已经对插入钢柱脚进行了实验研究，并已用于许多单层工业工厂项目。效果很好，不会影响安装。调整。该规定提及“钢柱式圆柱式脚脚设计法规”（土壤三条规则2-91），由北京铁和钢铁设计研究所的土木工程办公室编写，也引用对于相关的钢管混凝土结构设计法规，钢柱插入杯端口的最小深度接近我国家电力行业的插入深度，“钢制 - 凝结结构结构设计法规” DL/T？5085-1999，？尽管国家建筑材料局的“钢管混凝土结构设计以及建筑条例中插入深度的价值预制混凝土柱的深度插入杯中，这很合适。

双肢柱的插入深度最初被视为（1/3〜1/2）HC。混凝土双线柱列为（1/3〜2/3）HC，据说仅在用电缆安装列时使用1/3HC。为了进行安全测量，本文将最小插入深度更改为0.5HC。

根据原始规范的第8.4.15条，已经添加了单层，多层，高层和单层工厂建筑物中双LIMB晶格柱的插入基础深度的计算。插入柱脚是指直接将钢柱插入倒入的杯嘴中，在校准后，将其用细石混凝土倒入基础的顶部表面，以便将钢柱和粉底紧密连接。圆柱脚的功能是通过次级倒入的细石混凝土在钢柱的下端传输内力（轴向力，弯矩，剪切力）。其力的传输机制基本上与埋入的柱脚的传输机制相同。钢柱下部的弯矩和剪切力主要由次级铸造层的细石混凝土的横向压力产生的弯矩平衡。轴向力是次级铸造层的键合力和圆柱底部的响应力。钢柱支撑反应力的压力高度内混凝土的电阻与钢柱的弯矩和剪切力平衡，这可以导致插入深度，以确保钢柱和钢柱之间的刚性连接基础。从1980年代到1990年代，在中国测试了双层晶格插入钢柱的脚脚，并已在单层工业工厂和多高层建筑项目中使用，结果非常好。该圆柱脚易于构造，节省钢，并且安全可靠。

图26插入柱脚

12.7.11插入柱脚的设计应符合以下规定：

1。H形钢固体柱应配备圆柱底板，钢管柱应配备柱底板，圆柱底板应配备排气孔或铸孔；

2实心弓形柱柱的底部和基本杯嘴的底部之间的距离不应小于50mm。当有柱底板时，距离可以为150mm；

3固体腹柱和双肢晶格柱嘴嘴底板应验证圆柱吊装期间的局部压缩和打孔轴承的能力；

4个在施工期间易于调整的技术措施应采用；

5杯嘴粉底的杯墙应根据圆柱底部的内力设计值在基础的顶部使用，并且杯墙的厚度不应小于当前国家标准的相关规定“建筑基础设计的代码” GB 50007。

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12.7.11圆柱脚结构和杯口基础的设计规定主要在工程设计实践经验中汇总。