埋入式型钢混凝土柱脚计算

埋入式柱脚计算书一、基本信息柱下基础（梁）、承台均为C35混凝土，2/7.16mm N f c =，柱脚四周均配置HRB335级钢筋，2/300mm N f y =钢柱、柱脚加劲板及底板材质均为Q345B ，)35~16(/170,/29522>==mm N f mm N f v 、)50~35(/155,/26522>==mm N f mm N f v柱脚采用4个M30的安装锚栓，具体位置、尺寸如图十字型钢柱截面：2 H650×300×14×18柱底内力：m kN M m kN M kN N kN V kN V y x y x ⋅-=⋅-===-=2.229,1.19,8.15129,1.12,9.167二、柱脚基本尺寸如下图三、计算1、柱脚埋入深度mm H S d 195065033=⨯=≥，取埋入深度mm S d 2000=2、柱脚底板尺寸验算c c f mm N B L N <=⨯⨯=⨯=23/13.1510001000108.15129σ 满足要求 3、计算柱脚底板厚度pb t1）两相邻边支承板498.025912922==a b ，查表得：060.0=α， m kN a M c i ⋅=⨯⨯⨯==-609.01025913.15060.05222ασ2）三边支承板 ①：859.021318322==a b ，查表得：1017.0=α， m kN a M c i ⋅=⨯⨯⨯==-698.01021313.151017.05222ασ ②：7.026018322==a b ，查表得：087.0=α， m kN a M c i ⋅=⨯⨯⨯==-89.01026013.15087.05222ασ4）四边支承板133233233==a b ，查表得：048.0=β， m kN a M c i ⋅=⨯⨯⨯==-8.01033213.15048.05223βσ柱脚底板厚度：mm f M t i pb 8.442651089.0665max =⨯⨯=≥，取柱脚底板厚mm t pb 50= 4、计算埋入钢柱所需的圆柱头栓钉数目选用φ19栓钉，一个圆柱头栓钉的受剪承载力设计值：kN N e v 52.90= 由于柱底弯矩M 作用，在埋入的钢柱单侧翼缘产生的轴压力：kN H M N F 6.352650102.2293=⨯== 翼缘单侧所需的栓钉数目：9.352.906.352==≥e v F e v N N n 个 按型钢混凝土柱构造要求在埋入深度内设置栓钉应可以满足要求，即每侧翼缘设置两排φ19@1005、验算埋入钢柱脚受压翼缘处的基础（梁）混凝土受压应力埋入的钢柱翼缘宽度和钢柱埋入深度的混凝土截面模量：3822100.2620003006mm S b W d FC c ⨯=⨯== c c d c f mm N W S V M <=⨯⨯⨯+⨯=⋅+=2836/99.1100.2)22000109.167102.229()2(σ 满足要求 6、计算设置在埋入钢柱四周的垂直纵向主筋柱脚底部弯矩：m kN S V M M d bc ⋅=⨯+=⋅+=5650.29.1672.229垂直纵向主筋合理点距离约为：mm h s 800=受拉（或受压）侧所需的钢筋面积：26235430080010565mm f h M A y s bc s =⨯⨯== 钢柱脚每侧6Φ25（22945mm A s =）的垂直纵向主筋箍筋为Φ10@100，柱脚埋入的顶部配置3Φ12@50的加强筋7、计算钢柱与底板间的连接钢柱与底板间采用冼平顶紧剖口全熔透对接焊，可视作与构件等强，不作验算。

埋入式柱脚计算书一、基本信息柱下基础（梁）、承台均为C35混凝土，2/7.16mm N f c =，柱脚四周均配置HRB335级钢筋，2/300mm N f y =钢柱、柱脚加劲板及底板材质均为Q345B ，)35~16(/170,/29522>==mm N f mm N f v 、)50~35(/155,/26522>==mm N f mm N f v柱脚采用4个M30的安装锚栓，具体位置、尺寸如图十字型钢柱截面：2 H650×300×14×18柱底内力：m kN M m kN M kN N kN V kN V y x y x ⋅-=⋅-===-=2.229,1.19,8.15129,1.12,9.167二、柱脚基本尺寸如下图三、计算1、柱脚埋入深度mm H S d 195065033=⨯=≥，取埋入深度mm S d 2000=2、柱脚底板尺寸验算c c f mm N B L N <=⨯⨯=⨯=23/13.1510001000108.15129σ 满足要求 3、计算柱脚底板厚度pb t1）两相邻边支承板498.025912922==a b ，查表得：060.0=α， m kN a M c i ⋅=⨯⨯⨯==-609.01025913.15060.05222ασ2）三边支承板 ①：859.021318322==a b ，查表得：1017.0=α， m kN a M c i ⋅=⨯⨯⨯==-698.01021313.151017.05222ασ ②：7.026018322==a b ，查表得：087.0=α， m kN a M c i ⋅=⨯⨯⨯==-89.01026013.15087.05222ασ4）四边支承板133233233==a b ，查表得：048.0=β， m kN a M c i ⋅=⨯⨯⨯==-8.01033213.15048.05223βσ柱脚底板厚度：mm f M t i pb 8.442651089.0665max =⨯⨯=≥，取柱脚底板厚mm t pb 50= 4、计算埋入钢柱所需的圆柱头栓钉数目选用φ19栓钉，一个圆柱头栓钉的受剪承载力设计值：kN N e v 52.90= 由于柱底弯矩M 作用，在埋入的钢柱单侧翼缘产生的轴压力：kN H M N F 6.352650102.2293=⨯== 翼缘单侧所需的栓钉数目：9.352.906.352==≥e v F e v N N n 个 按型钢混凝土柱构造要求在埋入深度内设置栓钉应可以满足要求，即每侧翼缘设置两排φ19@1005、验算埋入钢柱脚受压翼缘处的基础（梁）混凝土受压应力埋入的钢柱翼缘宽度和钢柱埋入深度的混凝土截面模量：3822100.2620003006mm S b W d FC c ⨯=⨯== c c d c f mm N W S V M <=⨯⨯⨯+⨯=⋅+=2836/99.1100.2)22000109.167102.229()2(σ 满足要求 6、计算设置在埋入钢柱四周的垂直纵向主筋柱脚底部弯矩：m kN S V M M d bc ⋅=⨯+=⋅+=5650.29.1672.229垂直纵向主筋合理点距离约为：mm h s 800=受拉（或受压）侧所需的钢筋面积：26235430080010565mm f h M A y s bc s =⨯⨯== 钢柱脚每侧6Φ25（22945mm A s =）的垂直纵向主筋箍筋为Φ10@100，柱脚埋入的顶部配置3Φ12@50的加强筋7、计算钢柱与底板间的连接钢柱与底板间采用冼平顶紧剖口全熔透对接焊，可视作与构件等强，不作验算。

软件主要针对型钢混凝土埋入式刚性柱脚节点，计算主要遵循《钢结构连接节点设计手册》（第二版）及《钢骨混凝土结构设计规程》（YB 9082-2006）中的相关条文及规定。

《钢结构连接节点设计手册》（第二版）中埋入式柱脚相关技术内容，主要针对钢柱做埋入式柱脚节点。

设计注意事项刚性固定埋入式柱脚时直接将钢柱埋入钢筋混凝土基础或基础梁的柱脚。

其埋入办法：一是预先将钢柱脚按要求组装固定在设计标高上，然后浇灌基础或基础梁的混凝土；另一种是预先按要求浇灌基础或基础梁的混凝土，在浇灌混凝土时，按要求留出安装钢柱脚用的插入杯口，待安装好钢柱脚后，再用混凝土强度等级比基础高一级的混凝土灌实。

通常情况下，前一种方法对提高和确保钢柱脚和钢筋混凝土基础或基础梁的组合效应或整体刚度有利，所以在工程实际中多被采用。

在埋入式柱脚中，钢柱的埋入深度是影响柱脚的固定度、承载力和变形能力的重要因素，而且有时对于中柱、边柱和角柱，其埋入深度也不尽相同，这就需要选择易于进行钢筋混凝土补强的埋入深度来处理。

为防止钢柱的局部压屈和局部变形，在钢柱向钢筋混凝土基础或基础梁传递水平力处压应力最大值的附近，设置水平加劲肋是一个有效的补强措施；对箱型截面柱和圆管形截面柱处设置水平加劲肋的环形横隔板外，在箱内和管内浇灌混凝土也将获得良好的效果。

为防止基础或基础梁中混凝土早期的压坏和剪坏，应配置补强钢筋，合理地确定钢柱周边的钢筋混凝土保护层厚度及其配筋是很重要的。

在中柱、边柱和角柱中，其钢筋混凝土保护层厚度有时是不尽一致，特别在边柱和角柱的柱脚中，对没有设置基础梁的一侧，钢柱翼缘面处的钢筋混凝土保护层厚度；中柱不得小于180mm；边柱、角柱的外侧不宜小于250mm。

配置在钢柱埋入部分中的钢筋，出基础或基础梁应有的配筋外，尚应在钢柱周边增设补强垂直纵向主筋、架立筋、箍筋、顶部加强箍筋、基础梁主筋在钢柱埋入部分水平方向弯折处的加强箍筋。

在整体框架的内力分析时，对柱脚部分的刚度和刚度区域应留有一定的富裕量，刚度区域的高度应比基础或基础梁混凝土顶面高出1.2倍的钢柱截面高度。

埋入式柱脚设计本工程设计柱与柱脚的连接板、锚栓均采用q345钢，柱脚采用刚性埋入式柱脚，采用c30混凝土fc=14.3n/mm2,ft=1.43n/mm2，箍筋和纵筋均采用hrb400钢筋（fy=360n/mm2）。

柱埋入深度都为900mm，混凝土保护层厚度为200mm。

()抗震作用下最不利的一组内力：m=-209.973kn⋅mn=-1440.320knv=55.53kn（1）底板设计选取l=428+50⨯2=528mm，b=407+20⨯2=447mm。

底板以下混凝土承载力验算n1440320σc===6.1n/mm2 lb528⨯447柱截面自由宽度b2=193.5mm，腹板高a2=358mm，底板悬臂长度a1=50mm查《钢结构节点设计手册》表8-4，得系数α=0.0682m1=α1σca2=0.068⨯6.1⨯3582=53162n⋅mm11m2=σca12=⨯6.1⨯502=7625n⋅mm22t≥==35.7mm，同时不应小于柱较厚板件的厚度且不宜小于30mm，因此底板厚选为36mm。

柱与底板连接：柱翼缘采用完全焊透坡口对接焊缝，腹板采用双面角焊缝连接hf=8mm（无引弧板）。

lw=428-2⨯35-2⨯24-2⨯8=294mm 焊缝应力：σn=σmn1440320==45.31n/mm22af+aew2⨯407⨯35+2⨯0.7⨯8⨯294m209.973⨯106==wf⎛132⎫⨯407⨯35+407⨯35⨯196.5⎪⎝12=74.82n/mm2.5v55.53⨯103τv===16.86n/mm2aew2⨯0.7⨯8⨯294翼缘焊缝承受的最大压应力σmax=σn+σm=120.13n/mm2 ⎛σnσw=β腹板焊缝最大应力⎝f2⎫45.31⎫⎪+τv2=⎛+16.862=40.78n/mm2⎪⎪⎝1.22⎭⎭2≤ffw=200n/mm2满足要求。

（2）锚栓设计锚栓起安装固定底板的作用。

“H柱埋入刚接”节点计算书一. 节点基本资料设计依据：《钢结构连接节点设计手册》（第二版）节点类型为：H柱埋入刚接柱截面：H-390*198*6*8，材料：Q345柱与底板全截面采用对接焊缝，焊缝等级为：二级，采用引弧板；底板尺寸：L*B= 420 mm×230 mm，厚：T= 20 mm锚栓信息：个数：2采用锚栓：双螺母弯钩锚栓库_Q235-M24方形锚栓垫板尺寸(mm)：B*T=70×20底板下混凝土采用C40基础梁混凝土采用C25基础埋深：1.5m栓钉生产标准：GB/T 10433栓钉抗拉强度设计值：f=215 N/mm^2栓钉强屈比：γ=1.67沿Y向栓钉采用：M16×120行向排列：200 mm×7列向排列：仅布置一列栓钉实配钢筋：4HRB400_22+8HRB400_16+6HRB400_16近似取X向钢筋保护层厚度：C x=30 mm近似取Y向钢筋保护层厚度：C y=30 mm节点示意图如下：二. 荷载信息设计内力：基本工况内力标准值恒载 -30.0 52.052.0 31.0 31.0 活载0.0 0.0 0.0 0.00.0三. 验算结果一览最大压应力(MPa) 0.42 最大19.1 满足等强全截面 1满足基底最大剪力(kN) 99.3 最大16.2不满足绕x轴抗弯承载力(kN*m) 2266 最小337 满足绕y轴抗弯承载力(kN*m) 4464 最小66.3 满足 X向承担剪力(kN) 73.2 最大290满足 X向压应力(MPa) 0.81 最大11.9满足 Y向承担剪力(kN) 64.2 最大395满足 Y向压应力(MPa) 0.41 最大11.9满足沿Y向抗剪应力比 17.0 最大49.9满足 X向栓钉直径(mm) 16.0 最小16.0满足 X向列间距(mm) 0 最大200满足 X向行间距(mm) 200 最大200满足 X向行间距(mm) 200 最小96满足 X向边距(mm) 99 最小为28满足绕Y轴承载力比值 0.41 最大1.00满足绕X轴承载力比值 0.21 最大1.00满足绕Y轴含钢率(%) 0.30 最小0.20满足绕X轴含钢率(%) 0.35 最小0.20满足沿Y向主筋中距(mm) 125 最小47.0满足沿Y向主筋中距(mm) 125 最大200满足沿X向主筋中距(mm) 138 最小47.0满足沿X向主筋中距(mm) 138 最大200满足沿Y向锚固长度(mm) 560 最小560满足沿X向锚固长度(mm) 950 最小770满足四. 混凝土承载力验算控制工况：1.35D+0.98L，N=(-40.5) kN；底板面积：A=L*B =420×230×10^-2=966cm^2底板承受的压力为：N=40.5 kN底板下混凝土压应力：σc=40.5/966 ×10=0.41925 N/mm^2≤19.1，满足五. 柱对接焊缝验算柱截面与底板采用全对接焊缝，强度满足要求六. 柱脚抗剪验算控制工况：1.35D+0.98L，N=(-40.5) kN；V x=70.2 kN；V y=70.2 kN；锚栓所承受的总拉力为：T a=0 kN柱脚底板的摩擦力：V fb=0.4*(-N+T a)=0.4×(40.5+0)=16.2 kN柱脚所承受的剪力：V=(V x^2+V y^2)^0.5=(70.2^2+70.2^2)^0.5=99.278 kN＞16.2，不满足七. 柱脚节点抗震验算1 绕x轴抗弯最大承载力验算绕x轴柱全塑性受弯承载力：W p=8.149e+005mm3M p=W p*f y=8.149e+005×345=281.14 kN·m因为N/N y=40500/1.9172e+006=0.021125<=0.13, 所以M pc=M p=281.14 kN·m绕x轴柱脚的极限受弯承载力：M u,base j=f ck B c l[((2l + h b)2+h b2)0.5-(2l +h b)]=26.8×198×2500×[((2×2500+1500)2+15002)0.5-(2×2500+1500)]=2266.3 kN·m >=1.2Mpc=1.2×2.8114e+008=337.37 kN·m, 满足2 绕y轴抗弯最大承载力验算绕y轴柱全塑性受弯承载力：W p=1.6018e+005M p=W p*f y=1.6018e+005×345=55.263 kN·m因为N/N y=40500/1.9172e+006=0.021125<=Aw/A, 所以M pc=1M p=55.263 kN·m绕y轴柱脚的极限受弯承载力：M u,base j=f ck B c l[((2l + h b)2+h b2)0.5-(2l +h b)]=26.8×390×2500×[((2×2500+1500)2+15002)0.5-(2×2500+1500)]=4463.8 kN·m >=1.2Mpc=1.2×5.5263e+007=66.315 kN·m, 满足八. 端部X向抗剪验算1 X向基本参数柱子X向截面高度： h c=390mmX向受压翼缘宽度： b f=198mm柱子X向翼缘厚度： t f=6mm柱子X向腹板厚度： t w=16mm柱子腹板弯角半径： r=6mm基础梁混凝土标号：C25弹性模量：E c=28000N/mm^2抗压强度：f c=11.9N/mm^2抗拉强度：f t=1.27N/mm^2基础埋置深度： d=1.5m水平加劲肋厚度： t s=8mm加劲肋中心到混凝土顶面距离：d s=50mm2 X向抗剪验算基础梁抗剪面积:A cs=2283.9cm^2柱脚上部加劲肋有效承压宽度b e,s计算：b e,s=2*t f+2*t s=2×6+2×8=28mm柱腹板的有效承压宽度b e,w计算：b e,w=2*t f+2*r+t w=2×6+2×6+16=40mm钢柱承压区的承压力合力到混凝土顶面的距离d c计算：d c=(b f*b e,s*d s+d*d*b e,w/8-b e,s*b e,w*d s)/(b f*b e,s+d*b e,w/2-b e,s*b e,w)=(198×28×50+1500×1500×40/8-28×40×50)/(198×28+1500×40/2-28×40) =333.23mm柱子反弯点距离混凝土顶面高度h0计算：最大抵抗剪力：V cap=A cs*f t=2283.9×1.27/10=290.06kNh0=M y/V x=37.2/62.4×1000=596.15mm承受剪力：V=(h0+d c)*V x/(3*d/4-d c)=(596.15+333.23)×62.4/(3×1500/4-333.23)=73.246kN≤290.06，满足3 X向承压验算混凝土承压力：σ=(2*h0/d+1)*[1+(1+1/(2*h0/d+1)^2)^0.5]*V/b f/d=(2×596.15/1500+1)×[1+(1+1/(2×596.15/1500+1)^2)^0.5]×62.4/198/1500×10^3=0.80879N/mm^2≤11.9，满足九. 端部Y向抗剪验算1 Y向基本参数柱子Y向截面高度： h c=198mmY向受压翼缘宽度： b f=390mm柱子Y向翼缘厚度： t f=16mm柱子Y向腹板厚度： t w=6mm柱子腹板弯角半径： r=6mm2 Y向抗剪验算基础梁抗剪面积:A cs=3113.9cm^2柱脚上部加劲肋有效承压宽度b e,s计算：b e,s=2*t f+2*t s=2×16+2×8=48mm柱腹板的有效承压宽度b e,w计算：b e,w=2*t f+2*r+t w=2×16+2×6+6=50mm钢柱承压区的承压力合力到混凝土顶面的距离d c计算：d c=(b f*b e,s*d s+d*d*b e,w/8-b e,s*b e,w*d s)/(b f*b e,s+d*b e,w/2-b e,s*b e,w)=(390×48×50+1500×1500×50/8-48×50×50)/(390×48+1500×50/2-48×50) =276.45mm柱子反弯点距离混凝土顶面高度h0计算：最大抵抗剪力：V cap=A cs*f t=3113.9×1.27/10=395.47kNh0=M x/V y=37.2/62.4×1000=596.15mm承受剪力：V=(h0+d c)*V y/(3*d/4-d c)=(596.15+276.45)×62.4/(3×1500/4-276.45)=64.169 kN≤395.47，满足3 Y向承压验算混凝土承压力：σ=(2*h0/d+1)*[1+(1+1/(2*h0/d+1)^2)^0.5]*V/b f/d=(2×596.15/1500+1)×[1+(1+1/(2×596.15/1500+1)^2)^0.5]×62.4/390/1500×10^3 =0.41062N/mm^2≤11.9，满足十. 栓钉验算栓钉生产标准：GB/T 10433栓钉抗拉强度设计值：f=215 N/mm^2栓钉强屈比：γ=1.67沿Y向栓钉采用：M16×120行向排列：200 mm×7列向排列：仅布置一列栓钉1 沿Y向栓钉验算承载力验算控制工况：1.35D+0.98L控制内力：N=(-40.5)kN，My=41.85kN·m，Vx=70.2kN顶部箍筋处弯矩设计值：Myu=|41.85+0.0702×50|=45.36 kN·mX向截面高度：h x=390mmX向翼缘厚度：t x=8mm沿Y向一侧栓钉承担的翼缘轴力：N f=45.36/(390-8)×10^3=118.74kN单个栓钉受剪承载力设计值计算：栓钉钉杆面积：A s=πd^2/4=3.1416×16^2/4=201.06 mm^2N vs1=0.43*A s(E c*f c)^0.5=0.43×201.06×(3.332e+005)^0.5×10^-3=49.906 kNN vs2=0.7*A s*f*γ=0.7×201.06×215×1.67 ×10^-3=50.534 kNN vs=min(N vs1，N vs2)=49.906 kN沿Y向单根栓钉承受剪力：V=118.74/7/1=16.963kN≤49.906，满足2 沿X向栓钉验算H型截面柱，沿X向栓钉按构造设置即可，不验算！十一. 钢筋验算1 内力计算X向承载力验算控制工况：1.35D+0.98L控制内力：Mx=41.85 kN·m，Vy=70.2 kNX向柱脚底部弯矩设计值：Mxd=|41.85-70.2×1.5|=63.45 kN·mY向承载力验算控制工况：1.35D+0.98L控制内力：My=41.85 kN·m，Vx=70.2 kNY向柱脚底部弯矩设计值：Myd=|41.85+70.2×1.5|=147.15 kN·m2 承载力计算外包混凝土X向长度：X=772 mm外包混凝土Y向长度：Y=580 mm实配钢筋：4HRB400_22+8HRB400_16+6HRB400_16单侧角筋面积：A c=760.27 mm^2沿Y向中部筋面积：A my=603.19 mm^2外包混凝土X向计算长度：X0=772-30-22×0.5=731 mm构造要求沿Y向配筋量：A ymin=0.002*X0*Y=847.96 mm^2沿Y向单侧实配面积：A sy=A c+A my=1363.5 mm^2≥A ymin=847.96，满足要求沿X向中部筋面积：A mx=804.25 mm^2外包混凝土Y向计算长度：Y0=580-30-22×0.5=539 mm构造要求沿X向配筋量：A xmin=0.002*Y0*X=832.22 mm^2沿X向单侧实配面积：A sx=A c+A mx=1564.5 mm^2≥A xmin=847.96，满足要求沿Y向钢筋中心间距：X00=690 mm角筋绕Y轴承载力：M cy=A c*F yc*X0=760.27×360×731 ×10^-6=200.07 kN·m 中部筋绕Y轴承载力：M my=A mx*F ym*X0=804.25×360×731 ×10^-6=158.73 kN·m 实配钢筋绕绕Y轴承载力：M sy=M cy+M my=200.07+158.73=358.81 kN·mM sy≥|M y|=147.15，满足要求沿X向钢筋中心间距：Y00=498 mm角筋绕X轴承载力：M cx=A c*F yc*Y0=760.27×360×539 ×10^-6=147.52 kN·m 中部筋绕X轴承载力：M mx=A mx*F ym*Y0=804.25×360×539 ×10^-6=156.06 kN·m 实配钢筋绕X轴承载力：M sx=M cx+M mx=147.52+156.06=303.58 kN·mM sx≥|M x|=63.45，满足要求。

埋入式柱脚计算书一、基本信息柱下基础（梁）、承台均为C35混凝土，2/7.16mm N f c =，柱脚四周均配置HRB335级钢筋，2/300mm N f y =钢柱、柱脚加劲板及底板材质均为Q345B ，)35~16(/170,/29522>==mm N f mm N f v 、)50~35(/155,/26522>==mm N f mm N f v柱脚采用4个M30的安装锚栓，具体位置、尺寸如图十字型钢柱截面：2 H650×300×14×18柱底内力：m kN M m kN M kN N kN V kN V y x y x ⋅-=⋅-===-=2.229,1.19,8.15129,1.12,9.167二、柱脚基本尺寸如下图三、计算1、柱脚埋入深度mm H S d 195065033=⨯=≥，取埋入深度mm S d 2000=2、柱脚底板尺寸验算c c f mm N B L N <=⨯⨯=⨯=23/13.1510001000108.15129σ 满足要求 3、计算柱脚底板厚度pb t1）两相邻边支承板498.025912922==a b ，查表得：060.0=α， m kN a M c i ⋅=⨯⨯⨯==-609.01025913.15060.05222ασ2）三边支承板 ①：859.021318322==a b ，查表得：1017.0=α， m kN a M c i ⋅=⨯⨯⨯==-698.01021313.151017.05222ασ ②：7.026018322==a b ，查表得：087.0=α， m kN a M c i ⋅=⨯⨯⨯==-89.01026013.15087.05222ασ4）四边支承板133233233==a b ，查表得：048.0=β， m kN a M c i ⋅=⨯⨯⨯==-8.01033213.15048.05223βσ柱脚底板厚度：mm f M t i pb 8.442651089.0665max =⨯⨯=≥，取柱脚底板厚mm t pb 50= 4、计算埋入钢柱所需的圆柱头栓钉数目选用φ19栓钉，一个圆柱头栓钉的受剪承载力设计值：kN N e v 52.90= 由于柱底弯矩M 作用，在埋入的钢柱单侧翼缘产生的轴压力：kN H M N F 6.352650102.2293=⨯== 翼缘单侧所需的栓钉数目：9.352.906.352==≥e v F e v N N n 个 按型钢混凝土柱构造要求在埋入深度内设置栓钉应可以满足要求，即每侧翼缘设置两排φ19@1005、验算埋入钢柱脚受压翼缘处的基础（梁）混凝土受压应力埋入的钢柱翼缘宽度和钢柱埋入深度的混凝土截面模量：3822100.2620003006mm S b W d FC c ⨯=⨯== c c d c f mm N W S V M <=⨯⨯⨯+⨯=⋅+=2836/99.1100.2)22000109.167102.229()2(σ 满足要求 6、计算设置在埋入钢柱四周的垂直纵向主筋柱脚底部弯矩：m kN S V M M d bc ⋅=⨯+=⋅+=5650.29.1672.229垂直纵向主筋合理点距离约为：mm h s 800=受拉（或受压）侧所需的钢筋面积：26235430080010565mm f h M A y s bc s =⨯⨯== 钢柱脚每侧6Φ25（22945mm A s =）的垂直纵向主筋箍筋为Φ10@100，柱脚埋入的顶部配置3Φ12@50的加强筋7、计算钢柱与底板间的连接钢柱与底板间采用冼平顶紧剖口全熔透对接焊，可视作与构件等强，不作验算。

埋入式钢柱脚的传力分析和设计计算金 波(杭州广播电视大学 杭州 310012)童根树(浙江大学建筑工程学院 杭州 310027)摘 要:对埋入式钢柱脚的设计方法进行了研究,分析了其传力的机理。

指出因为栓钉的存在,钢柱必然传递一部分轴力给外包混凝土柱,利用组合柱理论对外包混凝土的压力进行了计算,得到了简单的公式,通过算例发现,传递到外包混凝土的轴力是总轴力的25%~35%。

根据这个传递比例,提出栓钉验算和柱脚底板计算的方法。

同时,根据混凝土埋入式钢柱脚的弯矩和剪力的传递,介绍了混凝土埋入式钢柱脚抗弯强度的计算公式,对于边柱和角柱,提出了沿整个埋入深度设置水平U 形钢筋的要求和计算方法。

对于竖向抗冲切不足的问题,介绍了设置水平短钢梁将竖向力扩散到更大范围的方法。

关键词:埋入式钢柱脚 荷载传递 抗剪强度 组合柱A STU DY ON DESIGN METHOD OF BURIED STEEL COLUMN BASESJin Bo(Hangzhou Radio and TV University Hangzhou 310012)Tong Genshu(School of Archi tecture &Engineering,Zhejian g Universi ty Hangzhou 310027)Abstract :A theoretical s tudy is carried out on the current design approach of embedded steel colu mn bases.The load transfer within embedded bases is analyzed.Because of the studs,part of the axial load is transferred from steel to foundation concrete.An analytical solution is presented for the ax ial load in the concrete.Through calculated examples it is found that the axial force i n the concrete is 25%~35%of the total axial force of the column.Based on this finding,the design methods of shear stud and the column base plate are proposed.Based on the shear and bending moment transfer of the embedded s teel column bases,the strength check is proposed,and for side columns and corner columns,horizontal U rebars are proposed to preven t horizontal punch shear failure of concrete,method for determining the area of the U rebars is presented.Embedded steel column bases have inadequate vertical punch shear strength below.It is presented a method for avoiding this punch shear failure by adding horizontal short steel beams at the base.Keywords :embedded steel column base load transfer shear strength composi te column第一作者:金 波 男 1972年10月出生 硕士 讲师 全国注册监理工程师E-mail:jb@收稿日期:2007-12-201 概 述埋入式钢柱脚即将钢柱埋入钢筋混凝土基础中,基础可以是基础梁、独立基础和片筏基础,其构造如图1所示,柱脚传递轴力、剪力和弯矩。

型钢柱埋入式柱脚埋深计算计算依据：《钢骨混凝土结构技术规程》YB9082-2006 《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010 计算参数：基础混凝土强度：c f =23.12/N mm型钢参数：b =400mm; w t =35mm ; f t =30mm; h =1000mm,ss A =1125752mm ,ssy f =2952/N mm ，ss W =167863cm ；s γ=1.0； 根据计算模型：型钢柱最大柱底内力为：N =65100KN, x M =375KN m ⋅0.5x1.0x0.8x23.1x1600x1600/1000b N ==23654.4KN 0c ss ssy ss N f A ==295x112575=33209.6KN 0c rc c c N f A ==23.1x(1600x1600-112575)=56535.5KN 由6.3.3.1条可得钢骨承担的轴力:0ss ss b cy c u bN N N N N N -=⋅=-651002365433209.633209.656535.523654-⋅=+-20825.8KN 钢骨承担的弯矩:y ss s ss ssy M W f γ==1.0x16786x295=4951.8KN m ⋅；m=1.3 001m ss cy ss sscy y ss c N M M N ⎛⎫ ⎪=-⋅=⎪⎝⎭2252.2KN m ⋅由7.4.3条可得:钢骨承担的剪力：2/cy ss ssc n V M H ==2x2252.2/4.0=1126KN34se w f b t d =+=3x35+4x40=265mm 取柱脚箍筋为：12@100φ四肢则有：min ,3,sv yv b c cse A f f f f b s ⎫⎪=⎬⎪⎭min ={28.3，69.3，6.14}=6.142/N mm ssc s se b V h b f ==692mm当钢骨所需埋深：ss c B se B V h b f =因此，当埋深大于1673mm 时，基础底板和地脚螺丝根据构造要求设置即可。