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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? 9:9,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.BA】LLIOF.M.M!AZZOLA—N,I著:钢,结构理论与设计冶】金,部建筑研究》总院译1《985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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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Q235!B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】。
! 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【
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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
! 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16mm;锚栓】直径规格《不宜小于M1—6且应有《。足够的锚固》深度
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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》YB 9《。08:2,中相类似《的构造要求相协调
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图25 — 埋入式《柱脚
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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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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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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—2-91)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 50—85-?。1999《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)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 h—c,为安全计本条将最小!。插入:深度改为0.5hc!
】 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:26 插入式柱】脚
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12.—7,.11 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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