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1、钢柱设计资料一、钢柱构造要求1、当实腹式柱的腹板计算高度ho与厚度tw之比大于80时,应采用横向加劲肋加强,其间距不得大于3ho。横向加劲肋的尺寸和构造应按"钢结构设计规范GB50017--2003"第4.3.6条的有关规定采用。2、格构式柱或大型实腹式柱,在受有较大水平力处和运送单元的端部应设置横隔,横隔的间距不得大于柱截面长边尺寸的9倍和8m。二、柱脚构造要求1、插入式柱脚中,钢柱插入混凝土基础杯口的最小深度:实腹柱为1.5hc或1.5dc;双肢格构柱(单杯口或双杯口)为0.5hc和1.5bc(或dc)的较大值。但不宜小于吊装时
2、钢柱长度的1/20。工字形截面的实腹柱一般不设底板,这样施工方便,箱形和管形截面柱以及格构柱,宜设置柱底板,可减少柱子的埋入长度。注:(1)、hc为柱截面高度(长边尺寸);bc为柱截面宽度;dc为圆管柱的外径。(2)、钢柱底端至基础杯口底的距离一般采用50mm,当有柱底板时,可采用200mm。2、预埋入混凝土构件的埋入式柱脚,其混凝土保护层厚度以及外包式柱脚外包混凝土的厚度均不应小于180mm。钢柱的埋入部分和外包部分均宜在柱的翼缘上设置圆柱头焊钉(栓钉),其直径不得小于16mm,水平及竖向中心距不得大于200mm。埋入式柱脚在埋入
3、部分的顶部应设置水平加劲肋或隔板。3、柱脚在地面以下的部分应采用强度等级较低的混凝土包裹(保护层厚度不应小于50mm),并应使包裹的混凝土高出地面不小于150mm。当柱脚底面在地面以上时,柱脚底面应高出地面不小于100mm。*注:带*号者为规范强制性条文。4、柱脚底板当平面尺寸较大时,为便于施工底板下的二次浇灌层,应在底板上开设直径不小于100mm的孔洞,间隔500~700mm,一般每平方米底板面积开一个孔。5、靴梁柱脚锚栓加劲肋的高度,一般不宜小于400mm,加劲肋厚度不宜小于10mm,其上端宜刨平顶紧于顶板(或加强角钢)上。6、
4、“高层民用建筑钢结构技术规程”规定:外包式柱脚钢柱两侧,每侧厚度不得小于180mm的依据:因外包混凝土一般为C20,其保护层宜按基础无垫层考虑,取70mm(“建筑地基基础设计规范”及日本规定);设受拉主筋最小直径为Φ20mm;主筋与栓钉的间距为25~30mm;栓钉最小直径d为Φ16mm(规格为Φ16mm、Φ19mm、Φ22mm,常用后两种规格),长度为4d;即总厚度=70+20+(25~30)+(4×16)=179~184mm。三、柱肩梁构造要求1、肩梁本身的惯性矩宜大于上柱的惯性矩,以便保证上柱的嵌固;肩梁线刚度与下柱单肢线刚度之
5、比宜大于或等于25,以保证上下柱的整体工作。肩梁高跨比宜取0.35~0.50(当下段柱截面高度较大时取较小值,反之,取较大值)。2、为简化柱身构造,对于柱距a≤12m且吊车起重量Q≤20t的轻型厂房,以及柱距a=6m,吊车起重量Q≤30t的厂房,可直接在柱上设悬挑牛腿来支承吊车梁。对接于柱上的悬挑牛腿,其上下盖板与柱的连接应尽量采用焊透的V形对接焊缝,牛腿焊缝厚度一般不小于8mm。3、当吊车梁为突缘支座时,其下的肩梁腹板与上盖板的连接处应刨平顶紧,肩梁腹板可镶入开槽的吊车肢腹板中,槽口的宽度较肩梁腹板厚度大2mm。四、日本大力加强钢
6、结构柱脚的抗震性能(1)、外露式柱脚:1、锚栓在基础中的锚固长度不得小于锚栓直径的20倍,锚栓端部应做成弯钩或连接锚板。2、柱脚底板厚度不得小于锚栓直径的1.3倍。3、底板与柱身的连接应采用全熔透焊缝。4、锚栓截面面积不得小于柱下端截面面积的20%。5、锚栓孔径不大于锚栓杆直径加5mm。6、保证底板锚栓孔的边距(锚栓垫板与底板围焊后,底板锚栓孔的直径可按垫板的孔径计算锚栓孔的边距,本人注)。(2)、外包式柱脚:1、外包部分的高度不得小于钢柱宽度的2.5倍。2、外包部分的4根主筋顶部要设弯钩。3、混凝土保护层不应小于70mm。(3)、
7、埋入式柱脚:1、埋深应为柱截面高度的2倍以上。2、混凝土保护层应大于钢柱宽度。3、柱外围应设置∮9以上筘筋。注:摘自"钢结构"2003年第五期,蔡益燕"日本大力加强钢结构柱脚的抗震性能"。五、柱缀条的长细比1、按受压计算时,缀条的长细比不超过150,一般采用80。2、按受拉计算时的缀条长细比,当有重级工作制吊车时,不超过250;当有中级工作制吊车时,不超过350,一般采用200。.3、按构造确定缀条的长细比时一般不宜超过200。锚栓在柱脚底板上的支承垫板计算计算近似按圆形板计算底板锚栓孔考虑到锚栓埋置偏位扩孔的可能性,取2d,螺母长
8、取1.5d.例:d=24mm,N=42.5kN(锚栓承载力设计值,具体设计时应取锚栓实际内力)底板孔=2d=48mm,螺母长1.5d=36mm,当r/R=0.5×36/0.5×48=0.75,x/R=0时,弯矩最大:Mr=M=0.28