钢骨混凝土柱脚设计实例

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1、钢骨混凝土柱脚设计实例　　摘要：钢骨混凝土结构越来越多的应用于高层及转换结构中，它改善了钢结构的整体刚度且更耐久耐火，其相比钢筋混凝土结构而言构件截面减小的同时承载力大大提高。但是两种材料间的协同工作需要有良好的连接构造来保证，如何使节点连接安全可靠、传力明确的同时又方便现场施工是本文讨论的重点。关键词：钢骨混凝土结构；节点；柱脚；中图分类号：TU375文献标识码：A一、前言4近年来，我国高层建筑迅速发展，需要多种结构类型以满足建筑高度、功能、节约材料及降低造价等方面的要求，因此钢骨混凝土构件得到了广泛的应用。钢骨混凝土结

2、构与钢结构相比，钢骨混凝土的外包混凝土可以防止钢构件的局部屈曲，提高构件的整体刚度，显著改善钢结构构件出平面扭转屈曲性能，使钢材的强度得以充分发挥。外包混凝土又增加了结构的耐久性和耐火性。它比纯钢结构具有更大的刚度和阻尼，有利于控制结构的变形和振动。钢骨混凝土结构与钢筋混凝土结构相比，由于配置了钢骨，使构件的承载力大大提高，加之钢骨混凝土截面减小、重量轻，且抗剪承载力提高和结构延性加大，可显著改善抗震性能。但是，钢骨混凝土结构的缺点是既要求钢构件制造安装又要求支模、绑扎钢筋、浇筑混凝土，施工工序增加的同时给节点设计提出了更

3、高的要求。本文以钢骨混凝土柱脚为例，如何使节点连接安全可靠、传力明确的同时又方便现场施工是本文讨论的重点。二、工程概况某调度中心地下两层，地上八层，钢筋混凝土框剪结构，标准柱网11000X13800。首层层高7.4米，局部44000X27600大开间，上部两榀跨度27600型钢转换桁架，44000方向为空间桁架支撑体系。用于支撑转换桁架的框架柱为钢骨混凝土柱，矩形柱截面1700X1700,其中十字型钢骨1200X900X35X40(Q345-B)。三、埋入式柱脚钢骨柱的柱脚分为埋入式和非埋入式两种【1】，在抗震区宜采用埋入

4、式柱脚。钢骨埋深是根据钢骨埋入长度范围内基础对钢骨翼缘的承压力提供的抗弯和抗剪承载力与基础顶部钢骨的弯矩和剪力设计值的平衡条件得出的【2】。我们提取一组柱底截面设计内力：轴力；弯矩；剪力钢骨截面面积：；截面惯性矩：；截面模量：钢骨部分承担的轴力：4其中：钢骨部分承担的弯矩：其中：钢柱埋入部分的有效承压宽度：混凝土承压强度设计值：柱脚钢骨伸入基础的最大埋置深度：埋置深度不应小于3倍型钢柱截面高度，四、非埋入式柱脚由于本工程柱下轴向荷载较大，故需要较大的埋深，但是本工程基础采用厚筏板基础，筏板中沿柱两个轴线方向上钢筋较多，施工

5、单位提出施工上有困难，施工质量无法保证。考虑本工程有二层地下室，柱中钢骨延伸至基础顶面，同时柱脚剪力、弯矩不大，后经施工单位、设计单位、制作单位及建设单位多次研究采用非埋入式柱脚。在设计时，将柱脚截面分为两部分，第一部分为钢骨柱脚锚栓和底板下混凝土组成的截面，另一部分为周边钢筋混凝土箱形截面。(一)验算钢骨柱底混凝土局部承压满足要求4(二)计算周边混凝土箱型截面配筋，按照沿截面腹部均匀配置纵向钢筋的工字形截面钢筋混凝土偏心受压构件，验算其正截面受压。;设计时可以把柱脚锚固螺栓按构造要求设置，则钢骨部分视为铰接Mb=0，弯矩

6、全部由周边的钢筋混凝土箱型截面承担。由于弯矩与轴力数量级差较大，简化为轴心受压构件来确定周边钢筋混凝土箱型截面的配筋。(三)受剪承载力验算，非埋入式主教的柱底剪力由底板摩擦力及四周钢筋混凝土截面抗剪承载力共同抵抗。由于本例剪力较小，仅底板摩擦力就足以抵抗剪力，故不赘述。五、小结钢骨混凝土能较好的改善结构的延性，但同时也存在节点处理困难，设计人员在充分理解规范设计理念的同时，应结合工程实际情况给出既受力合理又能方便施工的设计方案。本文抛砖引玉，愿与更多设计同仁交流设计经验。参考文献：【1】《钢骨混凝土结构技术规程》（YB90

7、82-2006）【2】《高层建筑钢-混凝土混合结构设计规程》（CECS230：2008）4