探究厂房钢结构柱脚设计

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1、探究厂房钢结构柱脚设计　　摘要：随着我国的钢结构厂房的高速发展，钢结构柱脚的形式也越来越多，本文根据自身工作经验，针对钢结构柱脚的结构设计进行详细阐述，介绍了其优点缺点。关键词：钢结构柱脚；结构设计；刚接柱脚；铰接柱脚中图分类号：TU391文献标识码：A文章编号：1．柱脚的分类现代工业厂房钢结构中涉及到柱脚的系统结构主要包含有框排架结构柱柱脚，门式刚架结构柱柱脚，平台结构柱柱脚，及厂房围护结构柱柱脚。以上四种系统结构的柱脚，根据结构的不同特点与不同要求可做成刚结柱脚，铰接柱脚，悬挂式柱脚。刚性固定柱脚常用形式有支承式柱脚，埋入式柱脚，

2、插入式柱脚；铰接柱脚有板式柱脚，辊轴式柱脚，悬挂式柱脚为柱底板竖向可位移和柱胶板竖向可位移。2．各类柱脚的优缺点5刚接支承式柱脚为最常用的柱脚形式，由底板，靴梁，加劲肋，和锚栓等部分组成，耗钢量约为柱子总用钢量的5～20%，这种支承式柱脚一般有整体式和分离式两种，整体式柱脚刚度耗，但耗钢量大，且制作费工，一般仅用于实腹柱或柱肢中心距小于或等于1.5m的格构式柱，分离式柱脚构造简单，便于施焊，且每肢的柱脚均为轴心受力，受力明确，节省材料，但刚度较差，插入式和埋入式柱脚构造简单，制作方便，耗钢量少，但安装校正不便，且桩基下沉后，几乎无法调

3、整，故地基较差的场地不宜采用。3．柱脚的计算3.1刚接支承式柱脚计算主要包括底板的厚度与面积的确定，靴板，隔板的截面基其与柱连接的焊缝的确定，锚栓直径的取值。3.1.1底板的计算：A.底板的宽度B一般可按构造确定，即：B=b0+2C。b0——柱与底板连接部分的最大宽度；C——边距一般可以取20～50mmB.底板的长度L应按底板下混凝土的最大压应力不超过其轴心抗压强度设计值，乘以局部承压时的提高系数，（按现行混凝土结构设计规范GB50010-2010取值）。对于仅受轴心压力的格构式柱分离式柱脚则可按以下公式确定其底面积：式中N——格构式

4、柱的分肢可能产生的最大轴心压力C.底板的厚度t按下式计算：式中M——底板的弯矩，可根据底板的支承条件分别按四边支承板，三边支承板，直角支承板，简支板，和悬臂板计算所得的最大弯矩。3.1.2柱脚靴板的内力计算5柱脚靴板的内力计算根据所承担的底板区域内的基础反力进行。当为分离式柱脚时，靴板按悬臂梁计算内力，当为整体式柱脚时候，靴板按双悬臂梁计算，计算靴梁截面强度时候，一般只考虑靴板本身，而不考虑上下加劲板或底板的作用，其计算公式为：抗弯强度抗剪强度式中M，V——靴板的最大弯矩和剪力；t——靴板的厚度；h——靴板的高度3.2插入式柱脚3.2

5、.1工字型或箱形截面的实腹柱一般不设底板，为使计算简便且偏安全，作用于柱底的弯矩和轴心压力，采用分别验算的方法，对于作用于柱底的轴心力N假定仅由粘剪力传递，按下式计算：式中——杯口二次浇灌层与钢或二次浇灌层与基础混凝土侧壁之间的粘剪强度设计值，规范无规定，一般我们偏安全的取混凝土的抗拉强度设计值；U——钢柱横截面周边长。对于作用于柱底的弯矩考虑考虑由柱子的翼缘板与混凝土之间的抗压传递，忽略柱腹板上粘剪力的影响，计算时平截面假定，受压区混凝土的应力图为三角形，按下式计算：式中——混凝土受压强度设计值；——钢柱翼缘宽度5一般情况下可不考虑

6、柱底剪力的影响，但当柱底剪力特别大时，应考虑剪力与弯矩的共同作用，此时上述公式中M与分别代以和，按下列公式计算：3.2.2格构式柱通常采用双杯口，按受压柱肢与受拉柱肢分别进行计算，为不使柱埋入深度过大，通常皆设置底板，应首先根据柱肢分配柱轴力与弯矩，求出各个肢上的压力与拉力。受压柱肢的压力假定仅由柱底板下混凝土的局部承压承受考虑：式中——局部承压强度的提高系数，按下式计算：——局部承压面积，（一般为柱底板的面积，但此时应按基础的局部承压应力验算底板强度）——局部受压时的计算底部面积，根据局部受压面积与计算底部面积同心，短边对称的原则确

7、定（参见>GBJ10-89）当受压柱肢的承压按底板承受时候不能满足时候，可以考虑由承压力与粘剪力共同承受。式中u1——受压柱肢底板周长对受拉柱肢的抗拉考虑仅由粘剪力承受计算同工字型与箱形截面的计算公式4．柱脚的构造要求4.15柱脚底板除按计算外应不小于20mm，不大于80mm并当底板平面尺寸较大时候，为便于施工底板下的二次浇灌层，应视具体情况在底板上开设直径不小于100mm的孔洞，一般可按每平方米开一个孔考虑。4.2靴板，加劲板，及隔板厚度均不应该小于12mm。4.3锚栓下垫板的厚度一般可以取（0.4～0.5d），但应不小于20mm厚

8、。4.4刚接柱脚的螺栓一般不小于Φ30，对门式刚架铰接柱脚可不小于Φ20，对室外外露式柱脚螺栓应不小于Φ24且对露出基础部分柱脚应该做防护，可用混凝土包裹，包裹厚度不小于200，高度不小于地面以上200。4.5对插入式柱