沈阳钢结构工程柱脚设计探讨-辽宁东建钢结构有限公司

沈阳钢结构工程柱脚设计探讨

2021-08-11
来源：东建钢结构

柱脚是钢结构的一个重要组成部分，具有固定位置和传力两大作用，沈阳钢结构工程柱脚设计对整个结构的安全有重大影响，然而柱脚设计关键点往往被忽略，计算内容较多、公式复杂、钢结构工程形式多样，柱脚形式多样。

对于高层钢结构工程而言，地下室框架柱一般均采用组合结构，如果按照《组合规》第 6.5条规定，基础底板厚度较大，柱脚设计和构造偏于严格，造成基础设计的极大浪费和不合理。结合柱脚受力机理，可主要参考《高钢规》的规定。

对于一些执行规范较严格的地区，设计人员对柱脚的设计也可采用性能化的设计方式，即采用大震下地震组合内力对柱脚进行设计，大震下地震力组合值系数可取1.0，材料的强度采用标准值。

综合以上各规范对钢结构柱脚设计的规定，对于不同类型钢结构工程可选用的柱脚见下表。

设防烈度	类型	柱脚形式
设防烈度	类型	外露式	外包式	埋入式
6度、7度	门式刚架轻型厂房	✓	✓	✓
	单层（重型）钢结构厂房	○	✓	✓
	多层钢结构厂房	×	✓	✓
	单层钢结构建筑	○	✓	✓
	多层钢结构建筑	×	○	✓
	高层钢结构建筑	×	○	✓
	钢与混凝土组合结构	×	○	✓
	钢管混凝土组合结构	×	○	✓
8度及以上	门式刚架轻型厂房	○	✓	✓
	单层（重型）钢结构厂房	×	✓	✓
	多层钢结构厂房	×	✓	✓
	单层钢结构建筑	○	✓	✓
	多层钢结构建筑	×	○	✓
	高层钢结构建筑	×	○	✓
	钢与混凝土组合结构	×	○	✓
	钢管混凝土组合结构	×	○	✓

(注：✓:适宜采用 ○：可以采用，但需进行性能化设计 ×：不应采用或可不采用)

新钢标对于柱脚的新规定

1. 新钢标明确规定，插入式柱脚可用于多层钢结构框架柱，正式认可了插入式柱脚在民用建筑中的应用。插入式柱脚之前主要出现在工业建筑的相关内容。

2. 关于抗震性能化设计中对于柱脚的另外一些相关规定，详《钢结构设计标准》(GB50017-2017)第17.2.12条。

3. 新钢标关于外包式柱脚参考了日本的相关规定，受力模式跟之前规范有更新，钢柱弯矩在外包柱脚顶部钢筋位置处最大，底板处约为零，弯矩通过钢柱和混凝土之间的压力传递。以往受力模式假定是，轴力由钢柱底板传递，弯矩通过栓钉传递给混凝土短柱，受力模式的变化导致对栓钉的设计要求有所不同。新钢标条文中不再写栓钉的要求，只是在图中表示栓钉为可选项，与高钢规表示“外包部分的钢柱翼缘表面宜设置栓钉”相吻合，即栓钉为构造措施。

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