型鋼埋入式柱腳剛性固定

軟件主要針對型鋼混凝土埋入式剛性柱腳節(jié)點，計算主要遵循《鋼結構連接節(jié)點設計手冊》（第二版）及《鋼骨混凝土結構設計規(guī)程》（YB9082-2006中的相關條文及規(guī)定?！朵摻Y構連接節(jié)點設計手冊》（第二版）中埋入式柱腳相關技術內容，主要針對鋼柱做埋入式柱腳節(jié)點。設計注意事項剛性固定埋入式柱腳時直接將鋼柱埋入鋼筋混凝土基礎或基礎梁的柱腳。其埋入辦法：一是預先將鋼柱腳按要求組裝固定在設計標高上，然后澆灌基礎或基礎梁的混凝土；另一種是預先按要求澆灌基礎或基礎梁的混凝土，在澆灌混凝土時，按要求留出安裝鋼柱腳用的插入杯口，待安裝好鋼柱腳后，再用混凝土強度等級比基礎高一級的混凝土灌實。通常情況下，前一種方法對提高和確保鋼柱腳和鋼筋混凝土基礎或基礎梁的組合效應或整體剛度有利，所以在工程實際中多被采用。在埋入式柱腳中，鋼柱的埋入深度是影響柱腳的固定度、承載力和變形能力的重要因素，而且有時對于中柱、邊柱和角柱，其埋入深度也不盡相同，這就需要選擇易于進行鋼筋混凝土補強的埋入深度來處理。為防止鋼柱的局部壓屈和局部變形向鋼筋混凝土基礎或基礎梁傳遞水平力處壓應力最大值的附近，設置水平加勁肋是一個有效的補強措施截面柱和圓管形截面柱處設置水平加勁肋的環(huán)形橫隔板外，在箱內和管內澆灌混凝土也將獲得良好的效果。為防止基礎或基礎梁中混凝土早期的壓壞和剪壞，應配置補強鋼筋，合理地確定鋼柱周邊的鋼筋混凝土保護層厚度及其配筋是很重要的。在中柱、邊柱和角柱中，其鋼筋混凝土保護層厚度有時是不盡一致，特別在邊柱和角柱的柱腳中，對沒有設置基礎梁的一側，鋼柱翼緣面處的鋼筋混凝土保護層厚度；中柱不得小于180mm邊柱、角柱的外側不宜小于250mm配置在鋼柱埋入部分中的鋼筋，出基礎或基礎梁應有的配筋外，尚應在鋼柱周邊增設補強垂直縱向主筋、架立筋箍筋主筋在鋼柱埋入部分水平方向彎折處的加強箍筋。在整體框架的內力分析時，對柱腳部分的剛度和剛度區(qū)域應留有一定的富裕量，剛度區(qū)域的高度應比基礎或基礎梁混凝土頂面高出1.2倍的鋼柱截面高度。一般構造要求在埋入式柱腳中入基礎或基礎梁的深度在以下范圍內采用。對輕型工字形柱：對大型截面H型鋼柱和箱型截面柱和圓管形截面柱：其中

為鋼柱的截面高度或管徑。對邊柱和角柱的鋼柱埋入深度，尚應符合下文中的具體要求。埋入式柱腳鋼柱腳底板的長度、寬度和厚度，通常是根據柱的軸心壓力確定，同時應滿足構造上的要求。一般鋼柱腳底板的厚度不宜小于鋼柱的較厚板件厚度，且不宜小于20mm根據埋入式柱腳內力的傳遞特點，鋼柱腳的錨栓一般僅作安裝過程固定之用。因此，錨栓的直徑，通常是根據其與鋼柱板件厚度和底板厚度相協(xié)調的原則來確定，一般可在20~42的范圍內采用，且不宜小于20mm鉸接柱腳，錨栓的數(shù)目常采用或4，同時應與鋼柱的截面形式、截面大小，以及安裝要求相協(xié)調。錨栓應設置彎鉤長度不宜小于（

為錨栓直徑柱腳底板的錨栓孔徑，宜取錨栓直徑加5~10mm錨栓墊板的錨栓孔徑，取錨栓直徑加2mm墊板的厚度取與柱腳底板厚度相同。在柱安裝校正完畢后，應將錨栓墊板與底板焊牢，其焊腳尺寸不宜小于10mm錨栓應采用雙螺母緊固；為防止螺母松動，螺母與錨栓墊板宜進行點焊。在埋設錨栓時，一般宜采用錨栓固定架，以確保錨栓位置的正確。當軸心壓力較大，有必要設置加勁肋時，加勁肋的尺寸、厚度及其與底板和鋼柱板件的連接焊縫，應按相關要求確定。加勁肋（加勁板）、錨栓支承加勁肋、錨栓支承托座加勁肋，以及錨栓支承托座頂板，與柱腳底板和柱子板件等均采用焊縫連接。其焊縫形式和焊腳尺寸一般可按構造要求確定；當角焊縫的焊腳尺寸滿足時[]，可參考下表采用。垂直設置的一般加勁肋（加勁板）的強度及其與柱板件和柱腳底板的連接、錨栓支承加勁肋或錨栓支承托座加勁肋的強度及其與柱板件和柱腳底板的連接，可近似地按下列公式計算，同時連接焊縫尚應符合前文中所示的“腳加勁肋等與底板和柱子板件連接的焊縫形式和焊腳尺寸參考表”中的構造要求，且加勁肋的寬度和厚度之比（）不宜超過。參數(shù)說明：

為加勁肋或錨栓支承加勁肋或錨栓支承托座加勁肋的高度；為加勁肋或錨栓支承加勁肋或錨栓支承托座加勁肋的厚度；為連接角焊縫的有效厚度，對直角角焊縫等于；為角焊縫計算長度，對每條角焊縫取其實際長度減去；為角焊縫抗拉、抗壓和抗剪強度設計值，按上文中表格確定；為抗剪強度設計值，根據計算點處鋼板材質、厚度不同而取不同數(shù)值，按上文表格中數(shù)值采用；為作用剪力，按以下情況采用：①對一般加勁加勁板取其承受底板下混凝土基礎的分布反力按懸臂支承得到的剪力即：參數(shù)說明：

為加勁肋所承受的底板區(qū)格長度；為加勁肋所承受的底板區(qū)格寬度；②對錨栓支承加勁肋或錨栓支承托座加勁肋，應取其承受底板下混凝土基礎的分布反力按懸臂支承得到的剪力和錨栓拉力所產生的剪力兩者中的較大者，即：參數(shù)說明：

為單側錨栓布置數(shù)目。焊于鋼柱埋入部分的抗剪圓柱頭栓釘，應按下文中具體要求確定。但對形截面柱強軸左右兩側的翼緣、箱形截面柱兩軸的每側、圓管形截面柱兩軸的每側90扇面），其圓柱頭栓釘數(shù)目不宜小8φ16栓釘桿長度可在

的范圍內采用（

為栓釘直徑）；圓柱頭栓釘直徑可φ13φ16φ19φ22中采用，通常采用φ16φ19在鋼柱向鋼筋混凝土基礎或基礎梁傳遞水平力處壓應力最大值的附近，應對鋼柱采取以下的補強措施。（1）對形截面柱應在腹板的兩側成對設置水平加勁肋，水平加勁肋的厚度一般宜等于或大于鋼柱翼緣的厚度，加勁肋的寬度和厚度之比（

）不宜超過；其連接焊縫宜根據發(fā)揮加勁肋的強度（

）來確定，通常加勁肋與鋼柱翼緣的連接多采用對接焊縫，與腹板的連接焊縫多采用雙面角焊縫，焊腳尺寸不宜小于8mm（2型截面柱和圓管形截面柱除在箱內和管內設置水平加勁環(huán)形隔板外在箱內和管內澆灌與基礎或基礎梁相同強度等級的混凝土；填充混凝土的高度，應比箱外或管外基礎或基礎梁混凝土頂面高出。水平加勁環(huán)形隔板的厚度，一般宜等于或大于鋼柱腹板的厚度，環(huán)形隔板的內環(huán)直徑不應小80mm；環(huán)形隔板與鋼柱的連接坡口對接焊縫或單面角焊縫寸不宜小于（3要時在柱內水平加勁肋或水平加勁隔板的對應位置增設柱外水平加勁肋將基礎梁縱向主筋與柱外水平加勁肋相互焊接。埋入式柱腳鋼柱的鋼筋混凝土保護層厚度，應按以下要求確定。對在鋼柱四邊均設有基礎梁的中柱，鋼柱翼緣外側面的鋼筋混凝土保護層厚度不宜小于180mm同時應滿足補強配筋和基礎梁配筋設置的要求。對邊柱和角柱沒有設置基礎梁的一側柱翼緣外側面的鋼筋混凝土保護層厚度應符合下文中公式要求，且不宜小于250mm雖是中柱，但當有的邊沒有設置基礎梁時，可按邊柱和角柱的情況來確定。為確保埋入的鋼柱和鋼筋混凝土基礎或基礎梁的整體性埋入處的配筋應符合以下的要求。（1的鋼柱四周所配置的垂直縱向主筋文具體要求確定符合最小含鋼的要求，且其配筋不宜小于，并應在上端設置彎鉤；垂直縱向主筋的錨固長度

（鋼柱腳底板底面以下部分的埋置深度）不應小于（

為鋼筋直徑）；當垂直縱向主筋的中距大于200mm，應增設直徑為φ16垂直縱向架立筋；在埋入處的頂部應配置不少于φ12@50加強箍筋；一般箍筋為φ10@100在鋼柱埋入處礎梁的主筋必須固定在鋼柱和垂直縱向主筋的外側在基礎梁主筋水平方向的彎折擴展處，配置3φ12@50的加強箍筋。在角柱中或有必要時，在埋入的鋼柱外圍，有時尚應配置雙層垂直縱向主筋和復合箍筋。細部設計計算基于埋入式柱腳內力傳遞的復雜性進行柱腳的細部設計計算時用以下的假定。（1）軸線壓力

由埋入的鋼柱柱腳底板直接傳給鋼筋混凝土基礎或基礎梁；（2）彎矩①全部彎矩

的傳遞有兩種方式：由焊于埋入的鋼柱翼緣上的抗剪圓柱頭栓釘傳給鋼筋混凝土基礎或基礎梁；在實際工程設計中，多采用這種傳遞方式；②全部彎矩

由埋入的鋼柱的翼緣與基礎或基礎梁的混凝土承壓力來傳遞；（3）柱腳頂部水平剪力

由埋入的鋼柱的翼緣與基礎或基礎梁的混凝土承壓力來傳遞；不考慮埋入的鋼柱的翼緣與基礎或基礎梁混凝土在承壓應力狀態(tài)下鋼柱翼緣與混凝土摩擦產生的抵抗力；不考慮埋入的鋼柱翼緣與基礎或基礎梁混凝土的粘結作用；在確定埋入的鋼柱周邊對稱配置的垂直縱向主筋的面積時由鋼柱承擔的彎矩。埋入的鋼柱柱腳底板長度和寬度，可按下式確定，同時應滿足構造上的要求。參數(shù)說明：

為底板下混凝土的軸心抗壓強度設計值；為柱的軸心壓力；、

為底板長度、寬度。埋入的鋼柱的柱腳底板厚度，可按下式確定，同時不應小于柱中較厚板件厚度，且不宜小于20mm參數(shù)說明：

為根據柱腳底板下的混凝土基礎反力和底板的支承條件，分別按懸臂板、三邊支承板、兩相鄰支承板、四邊支承板、周邊支承板、兩相對邊支承板計算得到的最大彎矩，其值可按以下要求確定：①對懸臂板：——計算區(qū)格內底板下混凝土基礎的最大分布反力中三種情況下對應計算可得；——底板的懸臂長度。②對三邊支承板和兩鄰邊支承板：——計算區(qū)格內底板下混凝土基礎的最大分布反力中三種情況下對應計算可得；——計算區(qū)格內由邊長度邊支承板表中示意的斜邊長確定；——與

有關的系數(shù)，按下表采用：注：當③對四邊支承板：

時，按懸伸長度為

的懸臂板計算。——計算區(qū)格內底板下混凝土基礎的最大分布反力，按上文中三種情況下對應計算可得（計算區(qū)格內，非整個底板的最大反力）；——計算區(qū)格內，板的短邊長度；——與

有關的系數(shù)，按下表采用：④對圓形周邊支承板：——計算區(qū)格內底板下混凝土基礎的最大分布反力，按上文中三種情況下對應計算可得（計算區(qū)格內，非整個底板的最大反力）；——圓形板的半徑。⑤對兩對邊支承板：——計算區(qū)格內底板下混凝土基礎的最大分布反力，按上文中三種情況下對應計算可得（計算區(qū)格內，非整個底板的最大反力）；——兩相對邊支承板的跨度。為鋼材的抗拉、抗壓和抗彎強度設計值，根據計算點處鋼板材質、厚度不同而取不同數(shù)值，按下文表格中數(shù)值采用：埋入的鋼柱與底板的連接焊縫地根據柱軸心壓力的大小要求計算確定：①對無加勁肋的柱腳，當沿形截面柱周邊采用角焊縫連接時，其強度應按下列公式計算：參數(shù)說明：、

為作用于柱腳處的軸心壓力、水平剪力；為沿柱截面周邊的角焊縫的總有效截面面積；為柱腹板處的角焊縫的有效截面面積；為正面角焊縫的強度設計值增大系數(shù)：對承受靜力荷載和間接承受動力荷載的直角角焊縫，??；對直接承受動力荷載的直角角焊縫，??；對斜角角焊縫，不論承受靜力荷載或動力荷載，均取。為角焊縫抗拉、抗壓和抗剪強度設計值，按下表確定：②對無加勁肋的柱腳，當形截面柱翼緣采用完全焊透的坡口對接焊縫，而腹板采用角焊縫連接時，其強度可近似地按下列公式計算：參數(shù)說明：

為柱單側翼緣的截面面積。對無加勁肋的柱腳，當沿柱周邊采用完全焊透的坡口對接焊縫時，可視焊縫與柱截面時等強度的，不必進行焊縫強度驗算。通常情況下，柱腳底板與柱下端的連接焊縫，無論有無加勁肋，可按無加勁肋進行計算。當加勁肋與柱和底板的連接焊縫質量有可靠保證時，也可采用底板與柱下端和加勁肋的連接焊縫的截面性能進行計算。埋入的鋼柱柱腳的固定錨栓，一般僅做安裝固定之用，錨栓的直徑選擇和設置要求等應符合上文中的構造要求?？紤]彎矩由焊于埋入的鋼柱翼緣（外側）的抗剪圓柱頭栓釘傳遞，每側翼緣需要的圓柱頭栓釘數(shù)目，應按下式計算，同時且不宜小于。參數(shù)說明：

為由于彎矩

的作用入的鋼柱單側翼緣產生的軸向壓力可按下式計算：為作用于鋼柱埋入處頂部的彎矩；為埋入的鋼柱的截面高度；為一個圓柱頭栓釘受剪承載力設計值，應按下式計算，也可按表采用：為圓柱頭栓釘釘桿的截面面積；為混凝土的彈性模量；為混凝土的軸心抗壓強度設計值，按前文中表格確定；為圓柱頭栓釘所用鋼材的抗拉強度設計值。當柱腳內力的傳遞沒有特殊的要求，也不做特殊的處理時，鋼柱的埋入深度和鋼柱翼緣外側面的鋼筋混凝土保護層厚度，應按以下要求確定。（1）鋼柱埋入基礎和基礎梁的深度，一般可在以下范圍內采用。對輕型工字形柱：對大型截面H型鋼柱和箱型截面柱和圓管形截面柱：其中

為鋼柱的截面高度或管徑。對邊柱或角柱的埋入深度，應同時符合下列公式（a）、（的要求。（2柱腳鋼柱翼緣外側面的鋼筋混凝土保護層厚度下情況確定。①對中柱厚度應滿足補強配筋和基礎梁配筋的設置要求。②對邊柱和角柱的埋入深度不宜小于25cm

和保護層厚度時符合下列公（a）（b）參數(shù)說明：

為鋼柱的埋入深度（cm）；為鋼柱的截面高度（cm），對圓管形截面柱，?。ü軓剑?；為鋼柱的截面寬度（cm），對圓管形截面柱，近似?。粸殇撝囊砭壓穸龋╟m），對圓管形截面柱為管壁厚度；為鋼柱的鋼筋混凝土保護層厚度（cm）；為柱子鋼材的屈服強度（kN/cm2）；為基礎或基礎梁混凝土的軸心抗壓強度標準值（kN/cm2

），可按前文表格中查得。埋入式柱腳的鋼柱受壓側翼緣處的基礎或基礎梁混凝土的受壓應力列要求：參數(shù)說明：

為作用于鋼柱埋入處頂部的彎矩；為作用于鋼柱埋入處頂部的水平剪力；為鋼柱的埋入深度；為相當于埋入的鋼柱翼緣寬度和鋼柱埋入深度的混凝土截面的模量，可按下式計算：為混凝土的軸心抗壓強度設計值；為鋼柱的翼緣寬度。設置在埋入的鋼柱四周的垂直縱向主筋，應分別在垂直于彎矩作用平面的受拉側和受壓側對稱配置。此時可近似按下式計算：參數(shù)說明：

為作用于鋼柱腳底板的彎矩，按下式計算：為柱腳的設計彎矩；為柱腳的設計剪力；為受拉側與受壓側縱向主筋合力點間的距離；為鋼筋抗拉強度設計值。對雙向受彎的柱腳，其兩方向的垂直縱向主筋也應在雙軸對稱配置。此時可近似地分別根據各向的作用彎矩公式計算所需要的鋼筋面積進行配置。頂部加強箍筋、一般箍筋及其他構造鋼筋，應按前文中的構造要求確定。附：錨栓參數(shù)：《鋼骨混凝土結構設計規(guī)程YB9082-2006中埋入式柱腳相關技術內容，主要針對勁性柱柱腳節(jié)點。鋼骨混凝土柱腳分為埋入式和非埋入式柱腳。在抗震設防的結構中宜優(yōu)先采用埋入式柱腳。當有地下室，且柱中鋼骨延伸至基礎頂面時，抗震結構也可以采用非埋入式柱腳。柱鋼骨底板形式及錨栓的配置方法可按下圖采用。埋入式柱腳應符合下列要求：1柱鋼骨在基礎中的埋深應按下文規(guī)定進行計算，且要求：當采用輕型工字鋼截面鋼骨時，不得小于柱鋼骨截面高度的2；當采用大截面工字形截面、十字形截面和箱型截面鋼骨時，不得小于柱鋼骨截面高度的2.5。2鋼骨底板的錨栓埋深不得小于倍錨栓直徑（彎鉤長度在外），錨栓應埋在柱腳底部的混凝土中。3在鋼骨埋入部分的頂部，應設置水平加勁肋或隔板。加勁肋或隔板的截面和寬厚比應符合規(guī)范中關于塑性設計的規(guī)定。若鋼骨為鋼管，且混凝土在鋼管內可澆筑至基礎頂部以上1鋼管截面高度時，埋入部分的頂部可不設加勁肋或隔板；或在鋼管外周做封閉加勁肋。4埋入式柱腳在基礎中的埋深范圍內骨周邊應設置栓釘釘直徑不小于19mm平及豎向中心距不大于200mm且栓釘至鋼骨板材邊緣的距離不大于100mm當有可靠依據時，可按計算確定栓釘數(shù)量。5埋入式柱腳中鋼骨的最小混凝土保護層厚度不應小于250mm，柱和角柱外側的混凝土保護層厚度不應小于400mm埋入式柱腳的鋼骨伸入基礎的埋置深度

應滿足下式的要求：參數(shù)說明：

為基礎頂面柱鋼骨部分承擔的彎矩設計值，可?。粸殇摴堑氖軓澇休d力；為基礎頂面柱鋼骨部分承擔的剪力設計值，可