钢结构柱脚依据结构的内力分析，大致可分为铰接柱脚与刚接柱脚这两类。然而，在工程实际的应用过程中，处于铰接柱脚和刚接柱脚之间的半刚性固定柱脚的情形是较为常见的。即便将其当作铰接柱脚或者刚性固定柱脚来处理，实际上也并非是理想的铰以及完全的刚接。

钢结构柱与基础连接处的柱脚构造是否合理，这对结构底部的内力传递很重要。柱脚设计中，柱脚锚栓的设置是关键环节之一。上部结构传到柱底的压力，会通过底板与基础的接触面直接传到基础；而上部结构传到柱底的拉力，只能通过柱脚锚栓传递到基础中。因此，锚栓会承受较大的拉力。锚栓的规格很重要，它对于锚栓受力的充分发挥有着关键作用。锚栓的埋置深度也很重要，同样对锚栓受力的充分发挥至关重要。

柱脚锚栓的锚固长度取值，这是一个长期以来困扰结构设计人员的问题。各规范及手册等资料对于柱脚锚栓的锚固长度规定并不协调。

我们接下来看看各规范和手册对柱脚锚栓的构造以及锚固是怎样规定的。

首先是《钢结构设计标准》GB50017-2017所做出的规定。

这是关于锚栓最新的规定，分外露式和外包式两种。

12.7.6 条针对外露式锚栓作出规定，正文内容如下：柱脚锚栓需具备足够的埋置深度。倘若埋置深度受到限制，或者锚栓在混凝土中的锚固长度较长，那么就可以设置锚板或者锚梁。

条文说明对外露式柱脚锚栓的规定如下：

非受力锚栓最好用 Q235B 钢来制作。锚栓在混凝土基础中的锚固长度最好不小于其直径的 20 倍。要是锚栓的直径大于 40mm ，那么锚栓的端部最好焊接锚板，此时其锚固长度最好不小于直径的 12 倍。

12.7.7 条第 3 款规定了对外包式柱脚锚栓的事宜。柱脚锚栓需按构造要求进行设置。其直径最好不要小于 16mm 。锚固长度最好不要小于其直径的 20 倍。

老规范《钢结构设计规范》GB50017-2003 对锚栓受力原理有原则性规定。其中在第 8.4.14 条规定：柱脚锚栓埋置在基础中的深度，要能让锚栓的拉力通过它与混凝土之间的粘结来传力。若埋置深度受到限制，那么锚栓就应牢固地固定在锚板或锚梁上，以此来传递锚栓的全部拉力，在这种情况下，可不必考虑锚栓与混凝土之间的粘结力。

第二是 JGJ99-2015 这部最新的《高层民用建筑钢结构技术规程》。

8.6 节钢柱脚中，8.6.1 条的第 4 款表明：钢柱柱脚的底板都需要布置锚栓，并且要按抗弯连接进行设计，（如参考图 8.6.13 ）

图8.6.13

锚栓埋入的长度需不小于其直径的 25 倍。锚栓的底部应当设置锚板或者弯钩。锚板的厚度适宜大于 1.3 倍的锚栓直径。

第三是关于门式钢架轻型房屋钢结构技术的规范，其编号为 GB51022-2015。

锚栓的直径 d 最好不要小于 24mm，并且应采用双螺母。

表10.2.15锚栓的最小锚固长度

这个规定较为详细。我们依据混凝土规范的公式来进行计算，其中 Q235 锚栓的抗拉强度为 140N/mm²，Q345 锚栓的抗拉强度为 180N/mm²。并且我们还按光圆钢筋公式进行计算，以 C25 为例。

Q235：

La 等于α fy 除以 ft ，d 等于 0.16 乘以 140 再除以 1.27 ，d 等于 17.63d ，并且这个值和表格中的 20d 较为接近。

Q345：

La 等于 α fy 除以 ft，d 等于 0.16 乘以 180 再除以 1.27，d 等于 22.68d，且这个值和表格中的 25d 较为接近。

第四是《钢结构设计手册》第四版的第 10.4.6 条，它对门式刚架柱脚的规定较为详细。

其中对锚栓的规定如下：

对于 C20 混凝土基础，其基本锚固长度取 25d 。

现在一般使用的混凝土是 C30 ，其最小强度为 C25 。按照 Q345 的标准，采用的时间为最长的 25d ，这与高钢规里的 25d 是一致的。

钢结构设计手册对柱脚锚栓的构造规定是比较详细的。

柱底板的锚栓孔径处于（1.2 到 1.5）倍的锚栓直径范围。然而，孔径不应比栓径大 12mm 及以上。在柱子安装定位之后，要把柱底板上面的加强垫板通过角焊缝围焊在底板上钢结构框架柱计算长度，并且角焊缝的高度大约是加强垫板厚度的一半。增加垫板的边长，使其为锚栓直径的（2.5 ～3.0）倍；选取柱底板厚度的 0.5 倍作为垫板的厚度；在柱底板中心开设孔径，该孔径比锚栓直径大 1.5 ～ 2.0mm；当柱脚外露时，为防止柱底板上面的螺母松动，需采用双螺母。

若锚栓采用 Q345 钢，对于 C15 混凝土基础，其基本锚固长度取 30d；对于 C20 混凝土基础，其基本锚固长度取 25d。

锚板的厚度约为锚栓直径的一半，其边长为 2.5 倍锚栓直径，在中心处开孔钢结构框架柱计算长度，孔径比锚栓直径大 2mm ，攻丝扣长度约为 2.5 倍的锚栓直径。采用本款规定的锚板锚固构造措施后，锚栓的预埋锚固长度能够减到基本锚固长度 La 的 60% 。

锚栓顶部攻有标准丝扣，其攻丝长度 La 约为 5 倍的锚栓直径再加上 120mm。在这当中，位于柱底板下面的螺母，其功能是支承柱子的自重，并且能够通过旋动螺母来调节柱子的安装标高。柱底板下面的垫板，其厚度以及开孔尺寸与柱底板上面的加强垫板是相同的，不过其边长可以取为 3 倍的锚栓直径。

倘若锚栓规格不小于 M42 ，此时混凝土砂浆灌浆层厚度宜取 100mm 。

首榀刚架柱子安装时，对于铰接柱子，在柱子的四角使用钢垫块比较适宜，同时加塞必要的楔块把空隙填实，这样能让柱子稳固。当已经安装好了风缆绳，并且后续刚架安装都与它相连接，具备了抗风保障之后，就可以不用在柱底四角采用钢垫块了。

《钢结构连接节点设计手册》的第五版，在第 350 页有关于铰接柱脚的锚栓规定。

铰接柱脚的锚栓只是在安装过程中起固定作用。所以锚栓的直径通常依据与钢柱板件厚度和底板厚度相协调的原则来确定。一般可以在 20 到 42 毫米的范围内选用，并且不宜小于 20 毫米。锚栓的数目常常采用 2 个或者 4 个，同时还要与钢柱的截面形式、截面大小以及安装要求相协调。其布置形式通常如下图所示。

铰接柱脚示例1

铰接柱脚示例2

锚栓需设置弯钩或者锚板、锚梁，在这种情况下，其锚固长度通常不应小于 25d（d 为锚栓直径）。

柱脚底板的锚栓孔径，适宜选取锚栓直径再加上 5 到 10 毫米；锚栓垫板的锚栓孔径，要选取锚栓直径加上 2 毫米。锚栓垫板的厚度一般与底板厚度是相同的。

柱子安装校正完毕后，要将锚栓垫板与底板焊接牢固，焊接的焊脚尺寸最好不要小于 10mm；锚栓需用双螺母来紧固；为避免螺母松动，螺母与锚栓垫板还应进行点焊。在埋设锚栓的时候，通常适宜采用锚栓固定架，以此来确保锚栓位置的正确性。

在铰接柱脚里，锚栓一般不能用来承受柱脚底部的水平剪力。柱脚底部的水平剪力得由柱脚底板和其下部的混凝土或水泥砂浆之间的摩擦力来抵挡。在这种情况下，其摩擦力 Vfb（抗剪承载力）要符合下面这个式子的要求。也就是

Vfb=0.4N≥V

当不能满足上式要求时，可按图下图所示的形式设置抗剪键。

抗剪连接件设置图示

综合上述规范以及手册的规定，并且结合实际工程常用的做法。在实际工程中，建议锚栓的锚固长度可以取 25d（直锚长度）加上 4d（弯钩长度），这样能够满足各规范和手册的规定。

感谢您的阅读。希望本文能让您深入了解柱脚锚栓的规定。