外包柱脚塑性抗弯承载力计算分析

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1、孙学水，等：外包柱脚塑性抗弯承载力计算分析外包柱脚塑性抗弯承载力计算分析孙学水１２２关超张卫东（１．浙江杭萧钢构股份有限公司，杭州３１０００３；２．广东杭萧钢构有限公司，广东珠海５１９０５５）摘要：ＧＢ５００１１－２００１《建筑抗震设计规范》未对矩形钢管混凝土柱外包式柱脚的抗震设计方法进行明确说明，但最新实施的ＧＢ５００１１－２０１０《建筑抗震设计规范》明确规定了这种柱脚与基础连接的极限承载力的计算方法。结合工程实例，对外包式柱脚依据新旧抗震规范的计算方法进行对比分析，同时对这种柱脚节点的抗震设计方法进行探讨。关

2、键词：矩形钢管混凝土柱；外包柱脚；抗震设计；极限抗弯承载力；塑性抗弯承载力ＣＡＬＣＵＬＡＴＩＯＮＯＦＰＬＡＳＴＩＣＢＥＮＤＩＮＧＣＡＰＡＣＩＴＹＯＦＳＥＭＩ－ＥＭＢＥＤＤＥＤＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮＡＴＣＯＬＵＭＮＢＡＳＥ１２２ＳｕｎＸｕｅｓｈｕｉＧｕａｎＣｈａｏＺｈａｎｇＷｅｉｄｏｎｇ（１．ＺｈｅｊｉａｎｇＨａｎｇｘｉａｏＳｔｅｅｌＳｔｒｕｃｔｕｒｅＣｏ．Ｌｔｄ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１０００３，Ｃｈｉｎａ；２ＧｕａｎｇｄｏｎｇＨａｎｇｘｉａｏＳｔｅｅｌＳｔｒｕｃｔｕｒｅＣｏ．Ｌｔｄ，Ｚｈｕｈａｉ５１９０５５，Ｃｈｉｎ

3、ａ）ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｓｅｍｉ－ｅｍｂｅｄｄｅｄｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎａｔｃｏｎｃｒｅｔｅ－ｉｎｆｉｌｌｅｄｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｓｔｅｅｌｔｕｂｅｃｏｌｕｍｎｂａｓｅｉｓｎｏｔｃｌａｒｉｆｉｅｄｉｎＴｈｅＣｏｄｅｆｏｒＳｅｉｓｍｉｃＤｅｓｉｇｎｏｆＢｕｉｌｄｉｎｇｓ（ＧＢ５００１１－２００１），ｗｈｉｌｅｉｎｔｈｅｌａｔｅｓｔｖｅｒｓｉｏｎｏｆｔｈｅｓａｍｅｃｏｄｅ（ＧＢ５００１１－２０１０），ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｕｌｔｉｍａｔｅｌｏａｄｉｎｇ

4、ｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｃｏｌｕｍｎｂａｓｅｏｆｔｈｉｓｔｙｐｅａｎｄｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｃｏｎｃｒｅｔｅｉｓｐｒｏｖｉｄｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔｅｘａｍｐｌｅｓ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｔｈｅｓｅｍｉ－ｅｍｂｅｄｄｅｄｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎａｔｃｏｌｕｍｎｂａｓｅａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｒｅｖｉｏｕｓａｎｄｌａｔｅｓｔｖｅｒｓｉｏｎｓｏｆｓｅｉｓｍｉｃｃｏｄｅ，ａｎｄｉｔｉｓａｌｓｏｅｘｐｌｏｒｅｄｔｈｅｐｒ

5、ａｃｔｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｆｏｒｉｔｓｓｅｉｓｍｉｃｄｅｓｉｇｎ．ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ｃｏｎｃｒｅｔｅ－ｉｎｆｉｌｌｅｄｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｓｔｅｅｌｔｕｂｅｃｏｌｕｍｎ；ｓｅｍｉ－ｅｍｂｅｄｄｅｄｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎａｔｃｏｌｕｍｎｂａｓｅ；ｓｅｉｓｍｉｃｄｅｓｉｇｎ；ｕｌｔｉｍａｔｅｂｅｎｄｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ；ｐｌａｓｔｉｃｂｅｎｄｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ外包柱脚在多高层钢结构及钢－混组合结构中但对筏板厚度要求较低。３种形式具体如图１所较为常见，在结构设计中有着广泛的应用。外包柱示。脚在结构设计中主要分为弹

6、性设计和抗震设计。鉴１．２规范规定于之前的国内规范对于抗震要求不明确，在新旧规目前对于外包柱脚的抗震计算研究并不多见，范更新之际，对于外包柱脚的抗震设计，根据ＧＢ文献［３－６］涉及了相关外包柱脚的研究内容，其设［１］计方法主要参照ＪＧＪ９９－９８《高层民用建筑钢结构５００１１－２００１《建筑抗震设计规范》（以下简称“旧［７］抗规”）和ＧＢ５００１１－２０１０《建筑抗震设计规范》［２］技术规程》（以下简称“高钢规”）中的相关方法，但（以下简称“新抗规”）的要求，对比新旧抗规下的计对于抗震设计时，“高钢规”以及“旧抗

7、规”均未作明算分析，并结合工程实例做进一步探讨，从而得出结确规定，２０１０年出版并实施的“新抗规”做出了相关规定。论及建议。２外包柱脚抗震计算的适用范围及计算内容１研究概况根据新旧抗规规定，抗震设防烈度为６度及以１．１外包柱脚形式简介上地区的建筑，必须进行抗震设计。因此进行抗震外包柱脚目前主要有３种形式：１）柱子直接落设计的建筑，如结构上采用外包柱脚，则必须按照相在筏板基础上，此种连接形式施工方便，但对于筏板关规范进行抗震验算。但考虑到建筑本身有多种结厚度要求严格，设计时应注意筏板抗冲切验算；２）柱子落在基础反梁

8、上，此种节点对于筏板的冲切相对第一作者：孙学水，男，１９７９年出生，工学学士，工程师。有利；３）柱子直接落在承台上，此种节点由于涉及到Ｅｍａｉｌ：ｓｕｎｘｕｅｓｈｕｉ＠１６３．ｃｏｍ收稿日期：２０１２－０３－１６基础梁或筏板的钢筋穿过钢柱问题，施工比较繁琐，ＳｔｅｅｌＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．２０１２（７），Ｖｏｌ．２７，Ｎｏ．１６１１１科研开发ａ－落在筏板上的外包柱脚；