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12.7 — 柱 脚【
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Ⅰ 一【般规定
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12.7!.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.MAZZOL】。ANI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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1—2,.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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12《.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40mm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100m—m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
【 : 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
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: 《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2】3)即?可
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《图,23 外》包式柱脚的》计算概念图
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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16m【m;锚栓直径规格不!宜小于?M16且应有—足够的?锚固深?度
!Ⅳ 埋入式柱脚
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12.7.】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 99以及!。。钢骨混凝土结构设计!规程Y?B 9082—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
】
12【.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
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Ⅴ 插入【式柱:脚
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1:2,.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1991年6!月编写的“》钢,柱杯口式柱脚设计】规定:”(土三结》。规2-91)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 5》。08:5-1?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: J01-89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)!hc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2:。0,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26《 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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