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12.7 柱】 脚
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《。Ⅰ 一般规定—
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1【2.:7.1 刚—。接,柱脚:按柱脚?位,置分为外露式—、外包式《、埋入式和插入式】四种四种柱脚的【适用范围主要与现】。行行业标准高—层民用建筑钢—结构技术规程JGJ! 99的有关规定相!协调同时参考了国】内相关试验研究以】及多年来的工程实践!总结
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Ⅱ 外露式柱!脚
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?12.?7.4 《 按我?国习惯柱脚》锚栓:不考虑承《受剪力特别是有靴】梁的锚?栓更不能承受剪【力但对于没有—靴梁的锚栓国外【有,两种意见《。一种认为可》以承受?剪力另一种》则不考虑《(见G.BALLI!OF.M.M—AZZ?OLANI著钢结构!理论:与设:计冶:金部建?筑研究总《院,译1985年12】月)另?。外在:。我国亦有资料—建议在抗震设计中】可用半经验半理论】。的方法适当考—虑外露式《钢柱脚(不管有无靴!梁)受压侧锚栓的抗!剪作用因《此,条文中采《用“不宜”至于摩擦!系数的取《值现在国内》外已普遍采用0.4!故列:入
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12《.7:。.5 柱脚锚栓的!。工作环?境,变,化较:大露天和室内工作】。的腐蚀情况不—尽相同对《于容易锈《蚀的环境锚栓—应按计算《面,积为基准预留适当】腐蚀:量
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1:2.7.6 本】。。条主要是根据—工程实践经验总结】对外露式柱脚的设】计和构造做出了具】体的:规定
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非受力】锚栓宜采《用Q235B钢制】成锚:栓在混凝土基础中】的锚固长度不宜【小于:。直径的20》倍当锚栓《直径大于40m【m时锚栓端部宜焊】锚板其?锚固长度不》宜小于直径的12倍!
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Ⅲ 外!包式柱脚
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12】.7.7 》 外包?式柱脚属于钢—和混凝土组合—结构内力传递—复杂:影响因素多》目,前还存在一些未充分!明晰:的内:容因此诸如》各部:分的形状、尺寸以】及补强方法》等构造要求较多
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》 混凝土外【包式:柱脚的钢柱》弯矩(图20)大】致,。上外包?柱脚顶部钢筋位置】处最大底板处约为零!在此弯矩《分布假定下》所对应的承》。载机构?如图21所示也即】在,。外包混凝土刚度【较大且?充,分配置顶部钢筋的】条件:。下主要?假定外包柱脚—顶部:开始从钢柱向混【凝土:传递内力
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《。 外包式柱脚典型】的破坏模式》(图22《)有钢柱的》压力导致顶部混【凝,。土压坏?;外包?混凝土?剪力引起的斜裂缝】;主筋在外包混【凝土锚固区破坏;】。主筋弯曲屈服—
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其中!前三种破《坏模式?会导:。致,承载力急剧下降变】形能力较差因—此外包混凝》土,顶部:应,配置足够的抗剪补】强钢:。筋通常集中配置3道!构造箍筋《以防止顶《部混凝土被压碎【和保证水平剪力传递!外包式柱脚》箍筋按100mm】。。的间距配置以避免出!现受剪斜《。裂缝并应保证钢筋】的锚固长度和混凝土!的外包厚度》
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随外包柱!脚加高?外包混凝土上作用】的剪力相应变小但】主筋锚固力》变大:可有效提高破坏承载!力外包混凝土—高度通常取柱宽【的2.5倍及以【上
! 综上所述—钢柱向外包混凝土传!递内力在顶部钢筋】处实现因《。此外包?混凝土部分按钢筋】混凝:土悬臂?梁设计?(图23)即可【
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?图23 外—包,式柱脚的计算概念图!
— 外包混凝土!尺寸较大时放大柱】脚底板宽度柱外侧】配置:锚栓可按这》些锚栓承《担一:定程度?的弯:矩来设计外》。包,式柱脚其传力机构】如图24所示此时】底板下?部,轴,。力和弯矩可分开处理!简言之轴力》由,底板:直接传递至基础对】。于弯:矩受拉侧纵向钢筋和!锚栓看作受拉钢筋】用柱脚?内力:中减去锚栓传递部分!的弯:矩
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图24 【。外包式柱脚》地脚螺栓的计算方】法
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, 柱》。脚受拉时当在弯矩】较小:的钢柱中性》轴附近追加》设,。置,锚,栓时较为简便—的,设计方法《是由锚栓承》担拉力
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外】。包式柱脚的柱—底钢板可根》据计算确定但其厚】度,不宜小?于1:6mm;锚栓—直径规格《不宜小于M16【且应有足够的锚固】深度
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Ⅳ 》埋,入式柱?脚
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1:。2.7.8 【将钢柱直接埋—入混凝?土构件(如地—下室墙?、,基础梁等)中的【柱脚称为埋入—式柱:脚(图?25);而》将钢柱?置于混凝土构件【上,又伸出钢筋》在,。钢柱:四周外包《一段钢筋混凝土【者为外包式》柱脚亦称为非—埋,入式柱脚这两种柱】脚常用?于多、高《层钢结构建筑物本条!规定与现行行—业标准高《层民用建筑钢结构】。技术规程JGJ 9!9以及钢《。骨,混凝土?结构:设计规程YB 90!82中相《类似的构造要求相协!调
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图?。25: 埋入《式柱脚
!。1-加劲肋;2-栓!钉;3-钢筋混凝土!基础:
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《 《研,究表明栓钉》对于传递弯》矩和剪?力没有支配作用但对!于,。抗,拉由于栓《钉受:剪能传递内》力因此对于有拔力的!柱规定了宜设栓【钉的要求
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1:2.7.9 柱】脚,边缘混凝土的承【压应力主《要,依据钢柱侧面混凝土!受压区?。的支承反力》形成的抗力与钢柱】的弯距和剪》力平衡便可得出钢柱!与基础的刚性—连接的埋《入深度以及》柱脚边缘混凝土的承!压应力小于或等于】混凝土抗压强度设计!值的计算式》
Ⅴ! 插入式柱脚
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【12.7.》10 当》钢柱直接插入混【凝土杯口《基础内用二》次浇灌层固定时即】为插入式柱脚(图】26)近年来北【京钢铁设计》研,。究总院和重庆钢【。铁,设计研?究院等单位均对【插入式?钢柱脚进《行过试验研究并曾】在多项单层》工业厂房工程中使用!效果较好《并不影响《安装:调整本条《规定是参照北—京钢铁设计研究总】院土:建三室于19—。9,1年6月编写的“钢!柱杯口式《柱,脚设计规定》”(:土三结规2-9【1)提出来的同【时还参考《了有关钢《管,混凝土结构设计规】程其中?钢柱插?入杯口的最小深度】与我国电力行业标准!钢-混凝《土组合?结构设计规程—D,L/T 50—8,5,-1:999的插入深度】。比,较接近而国》。家建材局钢管混凝】土结构设计与施工规!程JC J》。01-8《。。9中:对插入深度的取值过!大故未予采用—另,。外本条规定的—。数值大于《预制混?。凝,。土柱插入《杯口的深《度这:是合适的
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— 对双》肢柱的?插入深度北京钢铁设!计研究总院原取为】(1:/3:~1/2《。)h:c而混凝土双—肢柱为(1》/3~2《/3)hc》并说明当柱安装采】用缆绳固定时才用】1/:3 hc为安全【计本条将最小插【入深度改《为0.5hc
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》 ,。。 在原规范【第8.4.15条】的基础上增加了【单层、多层、高层和!。单,层厂房双肢》格构柱插入基—础深度的《计算插入式柱脚是指!钢柱直接《。。插入:已浇筑好的杯口内经!校准后用细石—混,。凝土浇灌至基础顶】面使钢柱与基础刚性!连接柱脚的》作用是将钢柱下端的!内力(轴力、弯矩】、剪:力):通过二次浇灌的细】石混凝土传给—基础其作用力的【传递机理与埋入式】柱脚基本相同钢【柱,下部的弯《矩和剪?力主要是通过二次浇!灌,层细石混《凝土对钢柱》翼缘的侧《向压力所产生的弯矩!。。来平衡轴向力由二】次浇灌层的粘结力和!柱底反力承受—钢柱侧?面混凝土的支承【反,力形成的抵》抗弯矩和承压高【度范围内混凝土【的抗力与钢》柱的弯矩《和剪力?。平衡便可得》出保证钢柱与基【。础刚性连接》的插入深度20【世纪:80年代~》90年代国内对双】肢格构柱插入式钢】柱脚进行了试验【研究并已在单层【工业厂房和多高层房!屋工程得到使—用,。效果很好这》种,柱脚构造简单、【。节约钢材、安全【可靠
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图—。2,6 插入式柱脚】
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12.7—。。。.1:1 柱脚构—造,及杯口?基础的?设计规?定主要是《工程设计实践经验的!总结
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