外包柱脚塑性抗弯承载力计算分析

“H柱外包刚接”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柱外包刚接柱截面：H-350*357*19*19，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= 380 mm×390 mm，厚：T= 20 mm锚栓信息：个数：2采用锚栓：双螺母焊板锚栓库_Q235-M30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×8列向排列：仅布置一列栓钉混凝土外包尺寸信息：X向：h1=180 mmX向：h2=180 mmY向：b1=80 mmY向：b2=80 mm实配钢筋：4HRB400_25+8HRB400_16+8HRB400_16X向钢筋保护层厚度：C x=30 mmY向钢筋保护层厚度：C y=30 mm实配箍筋：矩形箍HRB400-Φ6@250节点示意图如下：二. 荷载信息设计内力：组合工况内力设计值组合工况1 -250.3 256.30.0 0.0 0.0 否三. 验算结果一览最大压应力(MPa) 1.69 最大19.1 满足等强全截面 1满足基底最大剪力(kN) 256 最大100不满足绕x轴抗弯承载力(kN*m) 432 最小1121不满足绕y轴抗弯承载力(kN*m) 308 最小513不满足沿Y向抗剪应力比 4.84 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) 179 最小为28满足绕Y轴承载力比值 0.90 最大1.00 满足绕X轴承载力比值 0 最大1.00 满足绕Y轴含钢率(%) 0.49 最小0.20 满足绕X轴含钢率(%) 0.49 最小0.20 满足沿Y向主筋中距(mm) 86.4 最小50.0 满足沿Y向主筋中距(mm) 86.4 最大200 满足沿X向主筋中距(mm) 125 最小50.0 满足沿X向主筋中距(mm) 125 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) 1080 最小875 满足 X向抗剪应力比 0.34 最大1.00 满足 Y向抗剪应力比 1.09 最大1.00不满足箍筋间距(mm) 250 最大250 满足箍筋直径(mm) 6.00 最大10.0 满足四. 混凝土承载力验算控制工况：组合工况1，N=(-250.332) kN；底板面积：A=L*B =380×390×10^-2=1482cm^2底板承受的压力为：N=250.332 kN底板下混凝土压应力：σc=250.332/1482 ×10=1.68915 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：组合工况1，N=(-250.332) kN；V x=256.3 kN；V y=0 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×(250.332+0)=100.133 kN柱脚所承受的剪力：V=(V x^2+V y^2)^0.5=(256.3^2+0^2)^0.5=256.3 kN＞100.133，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=2.70756e+006mm3M p=W p*f y=2.70756e+006×345=934.107 kN·m因为N/N y=250332/6.77545e+006=0.0369469<=0.13, 所以M pc=M p=934.107 kN·m绕x轴柱脚的极限受弯承载力：A s=0.25π×162×4+0.25π×252×2=1786mm2M u1=M pc/(1-l r/l)=9.34107e+008/(1-1500/4500)=1401.16 kN·mM u2=0.9A s f yk h0=0.9×1786×400×672=432.068 kN·mM u,base j=min(M u1,M u2)=432.068 kN·m<1.2M pc=1120.93 kN·m, 不满足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=1.23892e+006mm3M p=W p*f y=1.23892e+006×345=427.429 kN·m因为N/N y=250332/6.77545e+006=0.0369469<=Aw/A, 所以M pc=1*M p=427.429 kN·m绕y轴柱脚的极限受弯承载力：A s=0.25π×162×4+0.25π×252×2=1786mm2M u1=M pc/(1-l r/l)=4.27429e+008/(1-1500/4500)=641.143 kN·mM u2=0.9A s f yk h0=0.9×1786×400×479=307.977 kN·mM u,base j=min(M u1,M u2)=307.977 kN·m<1.2M pc=512.914 kN·m, 不满足八. 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×8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：组合工况1控制内力：N=(-250.332)kN，My=0kN·m，Vx=256.3kN顶部箍筋处弯矩设计值：Myu=|0+256.3×0.05|=12.815 kN·mX向截面高度：h x=350mmX向翼缘厚度：t x=19mm沿Y向一侧栓钉承担的翼缘轴力：N f=12.815/(350-19)×10^3=38.716kN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=3.14159×16^2/4=201.062 mm^2N vs1=0.43*A s(E c*f c)^0.5=0.43×201.062×(333200)^0.5×10^-3=49.9058 kNN vs2=0.7*A s*f*γ=0.7×201.062×215×1.67 ×10^-3=50.5339 kN N vs=min(N vs1，N vs2)=49.9058 kN沿Y向单根栓钉承受剪力：V=38.716/8/1=4.8395kN≤49.9058，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！九. 钢筋验算X向承载力验算控制工况：组合工况1控制内力：Mx=0 kN·m，Vy=0 kNX向柱脚底部弯矩设计值：Mxd=|0|=0 kN·mY向承载力验算控制工况：组合工况1控制内力：My=0 kN·m，Vx=256.3 kNX向柱脚底部弯矩设计值：Myd=|0|=0 kN·m外包混凝土X向长度：X=710 mm外包混凝土Y向长度：Y=517 mm实配钢筋：4HRB400_25+8HRB400_16+8HRB400_16单侧角筋面积：A c=981.748 mm^2沿Y向中部筋面积：A my=804.248 mm^2外包混凝土X向计算长度：X0=710-30-25×0.5=667.5 mm构造要求沿Y向配筋量：A ymin=0.002*X0*Y=690.195 mm^2沿Y向单侧实配面积：A sy=A c+A my=1786 mm^2≥A ymin=690.195，满足要求沿X向中部筋面积：A mx=804.248 mm^2外包混凝土Y向计算长度：Y0=517-30-25×0.5=474.5 mm构造要求沿X向配筋量：A xmin=0.002*Y0*X=673.79 mm^2沿X向单侧实配面积：A sx=A c+A mx=1786 mm^2≥A xmin=690.195，满足要求沿Y向钢筋中心间距：X00=625 mm角筋绕Y轴承载力：M cy=A c*F yc*X0=981.748×360×667.5 ×10^-6=235.914 kN·m中部筋绕Y轴承载力：M my=A mx*F ym*X0=804.248×360×667.5 ×10^-6=193.261 kN·m实配钢筋绕绕Y轴承载力：M sy=M cy+M my=235.914+193.261=429.175 kN·mM sy≥|M y|=384.45，满足要求沿X向钢筋中心间距：Y00=432 mm角筋绕X轴承载力：M cx=A c*F yc*Y0=981.748×360×474.5 ×10^-6=167.702 kN·m中部筋绕X轴承载力：M mx=A mx*F ym*Y0=804.248×360×474.5 ×10^-6=137.382 kN·m实配钢筋绕X轴承载力：M sx=M cx+M mx=167.702+137.382=305.084 kN·mM sx≥|M x|=0，满足要求十. 外部混凝土抗剪验算X向承载力验算控制工况：组合工况1控制内力：N=(-250.332) kN，Vx=256.3 kNX向柱脚底部剪力设计值：Vxd=max(|256.3-0.4×250.332|，0)=100.133 kNY向承载力验算控制工况：组合工况1控制内力：N=(-250.332) kN，Vy=0 kNY向柱脚底部剪力设计值：Vyd=max(|0-0.4×250.332|，0)=356.433 kN 水平箍筋X向配箍率：ρshx=2×56.5487/(357+160)/250=0水平箍筋Y向配箍率：ρshy=2×56.5487/(350+360)/250=0工字形类截面，ρsh不能大于0.06取ρshx=0，取ρshy=0外包混凝土所分配的X向受剪承载力：V rcx1=(0.07×11.9+0.5×360×0)×(357+160)×680×10^-3=348.222 kNV rcx2=(0.14×11.9×160/(160+357)+360×0)×(357+160)×680×10^-3=292.006 kN 外包混凝土X向受剪承载力比值：ξx=100.133/min(348.222,292.006)=0.342914≤1.0，满足外包混凝土所分配的Y向受剪承载力：V rcy1=(0.07×11.9+0.5×360×0)×(350+360)×487×10^-3=327.683 kNV rcy2=(0.14×11.9×360/(360+350)+360×0)×(350+360)×487×10^-3=371.396 kN 外包混凝土Y向受剪承载力比值：ξy=356.433/min(327.683,371.396)=1.08774>1.0，不满足。

多层钢结构厂房“自震”产生原因及解决措施应用研究—以南通市某五层钢框架厂房项目为例摘要：钢结构因其质量轻盈、便于运输、施工周期短等优点在民用建筑、工业建筑、市政工程中被广泛应用。

也因为其质量轻、延塑性高等特点，使钢结构建造的房屋更容易受到风荷载，地面震动，雪荷载等外界环境影响，使得建筑物使用的舒适度及安全性大打折扣。

所以，在设计施工前选择正确的结构体系、合理的连接做法，可以在以后的使用过程中避免许多不必要的麻烦。

本文将通过多层钢结构厂房项目具体案例，对多层钢框架“自震”的原因进行分析，并提出最终解决钢框架“自震”的方案。

现场根据我方提供的加固方案对厂房整体进行加固，完成后原先的震感消失，经检测单位检测，改造后的房屋已完全符合国际标准。

现在已经投入正常的生产和使用当中也能满足。

关键词：多层钢框架厂房；自震；原因分析；解决方案引言近几年，随着我国工业进程的蓬勃发展，各式各样的工业厂房出现在人们的视野里。

有些需要无阻碍的操作面积，有些需要很高的操作空间，有些需要重型吊车来吊运物品，有些则需要解决易爆物品的储存。

大跨度、高层高、带吊车、能泄爆等实质性的问题便摆在了广大设计人员面前。

钢结构建筑便可以最好地解决以上的问题。

但是钢结构房屋的种类有很多，性能也各不相。

有门式钢架轻型钢结构厂房、重型钢结构厂房、排架结构厂房、钢框架结构厂房以及格构式钢结构厂房等。

选择正确的结构形式和连接方式，不仅可以节省不少的建设成本，更能在以后的施工、使用中减少很多的问题，避免许多不必要的麻烦。

1、多层钢结构厂房项目概况本项目建设于江苏省南通市如皋港东升石材产业园内，建筑为一栋5层钢框架厂房，以钢结构框架形式为主体结构，主体抗震为七度设防烈度，抗震等级为四级。

基础形式以独立柱下基础和条形墙下基础为主，基础下采用水泥土搅拌桩对地基土进行处理，楼板为混凝土组合楼板。

加固前房屋主体已封顶（外围玻璃幕墙未安装、砖墙未砌筑），房屋一、二层楼面震感不明显，三层及以上的楼面均存在不同程度震感,以上下震动为主要震动方向（经专业机构检测），且震动幅度随着楼层增高而加大，站在楼面有明显震感，房屋体验感很差。

“外柱柱脚”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：圆柱埋入刚接柱截面：φ299×12,材料：Q355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：1×B=700mm×700mm,厚：T=30mm锚栓信息：个数：4采用锚栓：双螺母弯钩锚栓库_Q345-M24方形锚栓垫板尺寸(mm)：B×T=70×20底板下混凝土采用C30基础梁混凝土采用C30埋入深度：1.2m栓钉生产标准：GB/T10433栓钉抗拉强度设计值：f=215N∕mm2栓钉强屈比：γ=1.67沿Y向栓钉采用：M19×100行向排列：12OmmX9列向排列：45o×2沿X向栓钉采用：M19×100行向排列：120mm×9列向排列:45o×2实配用冈筋：4HRB400C20+10HRB400C20÷10HRB400C20近似取X向钢筋保护层厚度：Cx=30mm近似取Y向钢筋保护层厚度：Cy=30mm节点示意图如下：二.荷载信息设计内力：组合工况内力设计值工况N(kN)Vx(kN)Vy(kN)Mx(kN∙n Q)My(kN∙m)组合工况-813.227261.830.0 0.0 5.219三.验算结果一览验算项数值限值结果最大压应力(MPa) 1.39最大14.3满足等强全截面1满足基底最大剪力(kN)219最大273满足绕X轴抗弯承载力(kNXm)1311 最小1019满足绕y轴抗弯承载力(kN×m)1873 最小1019满足沿Y向抗剪应力比 5.29最大71.3满足沿X向抗剪应力比O最大71.3满足X向栓钉直径(mm)19.0最小16.0满足X向列间距(mm)117最大200满足X向列间距(mm)76.0最大200满足X向行间距(mm)120最大200满足X向行间距(mm)120最小114满足X向边距(mm)149最小为29.5满足Y向栓钉直径(mm)19.0最小16.0满足Y向列间距(mm)117最大200满足Y向列间距(mm)76.0最大200满足Y向行间距(mm)120最大200满足Y向行间距(mm)120最小114满足Y向边距(mm)149最小为29.5满足绕Y轴承载力比值0.65最大1.00满足绕X轴承载力比值0最大1.00满足绕Y轴含钢率(％) 0.65最小0.20满足绕X轴含钢率(％) 0.65最小0.20满足沿Y向主筋中距(mm)83.3 最小45.0 满足沿Y向主筋中距(mm)83.3最大200满足沿X向主筋中距(mm)83.3最小45.0满足沿X向主筋中距(mm)83.3最大200满足沿Y向锚固长度(mm)920最小700满足沿X向锚固长度(mm)920最小700满足四.混凝土承载力验算控制工况:组合工况1N=(-813.227)kN；底板面积：A=1×B=700×700×10-2=4900cm2底板承受的压力为：N=813.227kN底板下混凝土压应力：σc=813.227/4900×10=1.6596N∕mm2<14.3,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：组合工况1N=(-813.227)kN；Vx=261.83kN；Vy=OkN；锚栓所承受的总拉力为：Ta=OkN柱脚底板的摩擦力：Vfb=O.4X(-N+Ta)=0.4x(813.227+0)=325.29kN柱脚所承受的剪力：V=(Vx2+Vy2)0.5=(219.322+02)0.5=219.32kN<325.29,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：Wp=3953712mm3Mp=WpXfy=3953712×235=929.12232kN∙m因为N∕Ny=813227/2542616.6=0.268742837>0.2,所以Mpc=1.25(1-N/Ny)Mp=849.284kN∙m绕X轴柱脚的极限受弯承载力：Mu,basej=fckBc1[((21+hb)2+hb2)0.5-(21+hb)]=20.1×209.3×4000×[((2×4000+1200)2+12002)0.5-(2×4000+1200)]=1311.398kN∙m>=1.2Mpc=1.2×8.492842e+008=1019.141kN∙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：WP=3953712mm3Mp=Wp×fy=3953712×235=929.12232kN∙m因为N∕Ny=813227/2542616.6=0.268742837>0.2,所以Mpc=1.25(1-N∕Ny)Mp=849.284kN∙m绕y轴柱脚的极限受弯承载力：Mu,basej=fckBc11((21+hb)2+hb2)0.5-(21+hb)]=20.1×299×4000×[((2×4000+1200)2+12002)0.5-(2×4000+1200)]=1873.425 kN∙m>=1.2Mpc=1.2×8.492842e+008=1019.141kN∙m,满足八.栓钉验算栓钉生产标准：GB/T10433栓钉抗拉强度设计值：f=215N∕mm2栓钉强屈比：γ=1.67沿Y向栓钉采用：M19×100行向排列：120mm×9列向排列：45o×2沿X向栓钉采用：M19×100行向排列：12OmmX9列向排列：45o×21沿Y向栓钉验算承载力验算控制工况：组合工况1控制内力：N=(-813.227)kN,My=5.219kN∙m,Vx=261.83kN顶部箍筋处弯矩设计值：Myu=∣16.37+0.21932×50∣=27.336kN∙mX向截面高度：hx=299mmX向翼缘厚度：tx=12mm沿Y向一侧栓钉承担的翼缘轴力：Nf=27.336∕(299-12)×103=95.247kN单个栓钉受剪承载力设计值计算：栓钉钉杆面积:As=πd2∕4=3.142×192/4=283.529mm2Nvs1=0.43×As(Ec×fc)0.5=0.43×283.529×(429000)0.5×10-3=79.854kNNvs2=0.7×As×f×γ=0.7×283.529×215×1.67×10-3=71.261kNNvs=min(Nvs1,Nvs2)=71.261kN沿Y向栓钉抗剪等效列数：Nr=ZCOSa=2沿Y向单根栓钉承受剪力：V=95.25∕9∕2=5.292kN<71.26,满足2沿X向栓钉验算承载力验算控制工况：组合工况1控制内力：N=(-813.227)kN,Mx=OkNm,Vy=OkNY向顶部箍筋处弯矩设计值：Mxu=∣0-0×50∣=0kN∙mY向截面高度：hy=299mmY向翼缘厚度：ty=12mm沿X向一侧栓钉承担的翼缘轴力：Nfy=0∕(299-12)×103=0kN沿X向栓钉承受剪力为零，承载力满足要求九.钢筋验算1内力计算Y向承载力验算控制工况：组合工况1控制内力：My=5.219kN∙m,Vx=261.83kNY向柱脚底部弯矩设计值：Myd=∣5.219+261.83×1.2∣=319.42kN∙m2承载力计算外包混凝土X向长度：X=580mm外包混凝土Y向长度：Y=580mm实配钢筋：4HRB400.20÷10HRB400_20+10HRB400_20单侧角筋面积：Ac=628,319mm2沿Y向中部筋面积：Amy=1570.796mm2外包混凝土X向计算长度：X0=580-30-20×0.5=540mm构造要求沿Y向配筋量：Aymin=0.002×XO×Y=626.4mm2沿Y向单侧实配面积：Asy=Ac+Amy=2199.115mm2≥Aymin=626.4,满足要求沿X向中部筋面积：Amx=1570.796mm2外包混凝土Y向计算长度：Y0=580-30-20×0.5=540mm构造要求沿X向配筋量：Axmin=0.002×YO×X=626.4mm2沿X向单侧实配面积：Asx=Ac+Amx=2199.115mm2>Axmin=626.4,满足要求沿Y向钢筋中心间距：X00=500mm角筋绕Y轴承载力：Mcy=Ac×Fyc×X0=628.319×360×540×10-6=122.145kN∙m 中部筋绕Y轴承载力：Mmy=Amx×Fym×XO=1570.796×360×540×10-6=305.363kN∙m实配钢筋绕绕Y轴承载力：MSy=MCy+Mmy=I22.145+305.363=427.508kN∙m Msy>∣My∣=319.42,满足要求沿X向钢筋中心间距：Y00=500mm角筋绕X轴承载力：Mcx=Ac×Fyc×Y0=628.319×360×540X10-6=122.145kN∙m 中部筋绕X轴承载力：Mmx=Amx×Fym×YO=1570.796×360×540×10-6=305.363kN∙m实配钢筋绕X轴承载力：Msx=Mcx+Mmx=122.145+305.363=427.508kN∙m Msx>∣Mx∣=0,满足要求“内柱柱脚”节点计算书一.设计依据本工程按照如下规范、规程、设计手册进行设计：1.《钢结构设计标准》(GB500I7-2017)2.《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)3.《建筑抗震设计规范》(GB500U-2010)(2016年版)4.《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-2015)5.《钢结构连接节点设计手册》（第三版）李星荣魏才昂秦斌主编6.《钢结构设计方法》童根树著7.《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）（2015年版）二.计算软件信息本工程计算软件为钢结构软件PKPM-STSV5计算日期为2023年4月8日18时12分2秒计算书中未标注单位的数据，单位均为mm三,计算结果一览四.节点基本资料节点编号=44；柱截面尺寸：圆管299X16；材料：Q355；柱脚混凝土标号：C30；柱脚底板钢号：Q355；埋入深度：1.20叱柱脚底板尺寸：B×H×T=540X540X30；锚栓钢号：Q355；锚栓直径D=24；锚栓垫板尺寸：BXT=70X25；环向锚栓数量：4柱与底板采用对接焊缝连接；加劲肋与柱连接采用对接焊缝；埋入部分顶面加劲肋设置：T=16；栓钉直径：16；栓钉长度：65；单列侧栓钉数：4个；竖向受力筋强度等级：HRB(F)400；箍筋强度等级：HRB(F)335；保护层厚度：250；实配钢筋(埋入式柱脚已按极限承载力进行调整)：横向单侧受力筋：3Φ22;横向单侧架立筋：2Φ16;竖向单侧受力筋：3Φ22;竖向单侧架立筋：2Φ16;顶部附加箍筋：3Φ12@50；一般箍筋：4>10@100；五.计算结果1.栓钉抗剪承载力校核说明：高钢规已取消，结果仅供参考；栓钉抗剪承载力内力设计值N=721199kN,V=0.429kN,M=0.789kN∙m栓钉直径：16；栓钉长度：65；单列侧栓钉数：4个；单个栓钉的抗剪承载力：N：=min(0.43AJEJ c0.7AYf)y O MU r VV=ιnin(0.43×201.06×y∣30000.00×14.30,0.7×201.06×167×235.00)=50.53kN合力弯矩作用力臂(相对X轴为)：y1nax=105.7i各位置栓钉的力臂总和为：¾≡=4470050单个栓钉承受剪力为：MEV XymC1XNNF=-5⅛ ------------ +7=3776730.00×105.71/(2×44700.50)+758729.00/4=194.17kNN v =N p ∕n v =194169.0()/4=48.54kNNVVN 栓钉抗剪承载力满足要求!2 .侧面混凝土承压计算钢标算法: 计算配筋为:_My+/X ，_]328540().()()+13050.6()X897.0() AS =0.9f y b 0= 0.9X360.00X697构造配筋为：=0.87N∕mtn 2_________ / _________ 26548.80+(2×1001.53/897.00+I)2299X89700OCW0%=14.30N∕mm2,侧面混凝土承压验算满足要求!3.柱脚配筋校核（1）翼缘侧配筋计算： 高度方向拉延筋形心间距：h 0=697计算配筋为：心+… A109Wo构造配筋为：A min =0.002b 0h 0=0.002×697×697=97162mn?（2）腹板侧配筋计算： 宽度方向拉延筋形心间距： 23068200.00÷23154.70X897.000.9×360.00X697194.12mm 22×1(X)1.53 897.00+Du +A min=0.002h0h0=0.002×697×697=97162nιf n2(3)实配钢筋(埋入式柱脚已按极限承载力进行调整)：横向单侧受力筋：3Φ22;横向单侧架立筋：2Φ16;竖向单侧受力筋：3Φ22;竖向单侧架立筋：2Φ16;顶部附加箍筋：3Φ12@50；一般箍筋：＜M0@100；4.柱脚极限承载力验算结果连接系数：∏j=1.20柱脚最大轴力和轴向屈服承载力的比值0.10圆管柱：N∕N v W0.2圆管柱截面全塑性受弯承载力：W p=1282.79cm3MP=W p×f y=1282790.00×345.00=442.56kN・m取M nr=Mn=442.56kN∙m圆管柱脚连接的极限受弯承载力：M U=SJH⑵+〃/+幼2.⑵÷hβ)∣20.IO×299×12(X).00×{y∣(2×1200.00+897.00)2+897.0()2-(2×12(X).(X)+897.00)}864.29kN∙mM11>Q i M nr=531.07kN-m,满足要求!u J∕7c“裙房柱脚”节点计算书一.设计依据本工程按照如下规范、规程、设计手册进行设计：1.《钢结构设计标准》(GB50017-2017)2.《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)3.《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)(2016年版)4.《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-2015)5.《钢结构连接节点设计手册》(第三版)李星荣魏才昂秦斌主编6.《钢结构设计方法》童根树著7.《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)(2015年版)二.计算软件信息本工程计算软件为钢结构软件PKPM-STSV5计算日期为2023年4月8日18时3分23秒计算书中未标注单位的数据，单位均为mm三.计算结果一览柱截面尺寸：圆管299X12；材料：Q355；柱脚混凝土标号：C30：柱脚底板钢号：Q355；埋入深度：1.20m；柱脚底板尺寸：BXHXT=540×540X30；锚栓钢号：Q355：锚栓直径D=24；锚栓垫板尺寸：BXT=70X14；环向锚栓数量：4柱与底板采用对接焊缝连接：加劲肋与柱连接采用对接焊缝；埋入部分顶面加劲肋设置：T=13：栓钉直径：16；栓钉长度：65；单列侧栓钉数：4个；竖向受力筋强度等级:HRB(F)400：箍筋强度等级：HRB(F)335；保护层厚度:250；实配钢筋(埋入式柱脚已按极限承载力进行调整)：横向单侧受力筋：3Φ22;横向单侧架立筋：2Φ16;竖向单侧受力筋:3Φ22;竖向单侧架立筋:2Φ16;顶部附加箍筋：3Φ12Θ50;一般箍筋：＜MO@100；五.计算结果1栓钉抗剪承载力校核说明：高钢规已取消，结果仅供参考；栓钉抗剪承载力内力设计值：N=351.958kN,V=11.028kN,M=20.194kN∙m栓钉直径：16；栓钉长度：65；单列侧栓钉数：4个：单个栓钉的抗剪承载力：N：=min(0.43A sγ∣E c f cc,0.7A sγf)=min(0.43×201.()6Xyj25500.0()×9.60,0.7×201.06×167×235.00)=42.78kN合力弯矩作用力臂(相对X 轴为)：y f nax=105.71各位置栓钉的力臂总和为：⅛n=4470050单个栓钉承受剪力为：NF=A +^=/7900900.00×105.71/(2×44700.50)+337571.00/4=130.45kN Z ysum4 N v =Nm=130450.00/4=32.61kNNVVN 栓钉抗剪承载力满足要求!2 .侧面混凝土承压计算钢标算法:/ 22510.47 +(2×1730.32∕897.00+I)2299X897.00=1.06N∕mm 2OC^0.8f c =9.60Λ½ww 2,侧面混凝土承压验算满足要求! 3 .柱脚配筋校核（1）翼缘侧配筋计算：高度方向拉延筋形心间距：(2h(∕d+1)2/，o σc=(~T+DU+2×1730.32897.00+Du+计算配筋为: 22310600.00+9788.28X897KX) 0.9X360.00X697 构造配筋为： A min =0.002h 0h 0=0.002×697×697=97162nιf n 2(2)腹板侧配筋计算：计算配筋对应的内力组合号：1(非地震组合)；内力设计值：M v =-34.59kN ・m ；V r =-20.34kN;宽度方向拉延筋形心间距：%=697计算配筋为：_MV+½y X>_34593200.00+20341.50X897.0()A S =0.9fyb 0 = 0.9×360.00X697构造配筋为：A min =0.002b 0h 0=0.002X697×697=971.62mm 2(3)实配钢筋(埋入式柱脚已按极限承载力进行调整)：横向单侧受力筋：3Φ22;横向单侧架立筋：2Φ16;竖向单侧受力筋：3Φ22;竖向单侧架立筋：2616；顶部附加箍筋：3Φ12@50；一般箍筋：4>10@100；4 .柱脚极限承载力验算结果连接系数：∏j =1.20柱脚最大轴力和轴向屈服承载力的比值：0.09圆管柱：N∕N v W0.2yM r +V v Xh A s =0.9f y h 0137.67mιn^=233.98nun^圆管柱截面全塑性受弯承载力：W p=989.00cm3MP=W p×f y=989004.00X345.00=341.21kN∙in取M nr=M n=341.21kN∙m圆管柱脚连接的极限受弯承载力：MM=f*"∖∕⑵+hB)2+a2-(21÷hβ))=13.40×299X3400.00×(y∣(2×3400.00+897,00)2+897.002-(2×3400.00+897,00)) =709.61kN*mM1t>H i M nr=409.45kN・〃i,满足要求！。

外包式钢柱脚设计方法研究及其在加建改造中的应用舒睿彬【摘要】目前国内规范对于外包式钢柱脚的设计计算原则、设计计算方法还存在矛盾和不足.依据强连接弱构件的基本抗震原理要求,采用二阶段设计原则,并利用混凝土结构、钢结构等构件承载力设计计算原理和方法,以及现有的试验结果,提出了一套较完整、合理、可行的外包式钢柱脚的设计计算方法及公式.以该设计方法和公式,在实际加建工程中设计应用,获得了较大的经济利益.同时,外包式钢柱脚的受力机理、钢柱偏置等等问题仍有待后续研究.【期刊名称】《结构工程师》【年(卷),期】2016(032)005【总页数】6页(P166-171)【关键词】外包式钢柱脚;加建改造;二阶段抗震设计原则;强连接弱构件【作者】舒睿彬【作者单位】华东建筑设计研究院有限公司,上海200002【正文语种】中文柱脚是上部结构与基础连接的重要部分,是决定其整个结构体系承载能力的一个重要因素,柱脚是否合理不仅关系到整个建筑的安全性,还对建筑结构的受力性能、施工及整个工程产生重大影响[1-2]。

柱脚形式有外露式柱脚、埋入式柱脚、外包式钢柱脚等。

外包式钢柱脚由于连接方便、施工简单,在加建改造项目中应用广泛。

外包式柱脚是由钢柱(表面设置抗剪栓钉)和相应高度的外包钢筋混凝土柱墩(厚度不小于180 mm,配置有纵向钢筋、箍筋)组成(图1)。

外包式钢柱脚受力机理复杂,现行文献[3-4]研究表明:钢柱与下部结构(或基础)铰接,柱底弯矩与剪力均由外包钢筋混凝土柱墩部分承担,柱底压力通过外包式混凝土柱墩部分和钢柱脚底板传给下部结构(或基础),柱底拉力主要通过外包式混凝土柱墩部分传给下部结构(或基础)。

现阶段国内规范外包式钢柱脚的设计计算方法存在矛盾和不足。

本文将依据强连接弱构件的基本抗震原理要求,采用二阶段设计原则,并利用混凝土结构、钢结构等构件承载力设计计算原理和方法,以及现有的试验结果,提出了一套较完整、合理、可行的外包式钢柱脚的设计计算方法及公式。

混凝土柱抗弯承载力计算原理解析混凝土柱是建筑结构中常见的承重构件，它的抗弯承载力计算原理是设计和评估柱子的承载能力的重要依据。

本文将深入探讨混凝土柱抗弯承载力的计算原理，从材料性能、受力分析和设计规范等方面进行解析。

一、材料性能混凝土柱的抗弯承载力与材料的强度有关。

混凝土的主要强度参数有抗压强度和抗拉强度。

在抗弯承载力计算中，通常使用混凝土的抗压强度来评估其强度。

这是因为混凝土主要受到压力作用，在受压区域的应力很大，而在拉伸区域的应力较小，所以抗压强度是更重要的参数。

二、受力分析在混凝土柱的抗弯承载力计算中，需要对其受力状态进行分析。

一般情况下，混凝土柱受到纵向压力和弯矩的作用。

纵向压力是来自于建筑物自身重量，加上其他承载在柱子上的荷载。

弯矩则是由于这些荷载的作用而产生的。

为了抵抗弯矩，柱子必须具有足够的抗弯强度。

三、设计规范混凝土柱抗弯承载力的计算依据于相应的设计规范。

在中国，常用的有《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）和《钢筋混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2010）。

这些规范给出了计算公式和相应的参数来评估混凝土柱的抗弯承载力。

根据规范的要求，我们可以计算出混凝土柱的抗弯承载力。

在计算抗弯承载力时，首先需要确定柱子的截面形状和尺寸。

常见的柱截面形状有矩形、圆形和T形等。

我们需要计算出柱子的受压区高度、有效高度和截面面积等参数。

接下来，根据规范中的公式，计算出柱子的抗弯强度。

将柱子的抗弯强度与受到的弯矩进行对比，以确定柱子是否具有足够的抗弯承载力。

总结回顾：混凝土柱抗弯承载力的计算原理是根据材料性能、受力分析和设计规范进行的。

在计算抗弯承载力时，我们需要考虑混凝土的抗压强度，柱子的受力状态，以及相应的设计规范。

通过计算出柱子的抗弯强度和受到的弯矩进行对比，可以评估柱子是否具有足够的抗弯承载力。

个人观点和理解：混凝土柱抗弯承载力的计算是建筑设计和结构评估中非常重要的一部分。

通过合理的计算方法和设计规范，可以确保混凝土柱在承受荷载时不会发生破坏或失稳。

第26卷第5期2005年9月江苏大学学报(自然科学版)JournalofJiangsuUniversity(NaturalScienceEdition) Vol.26No.5Sep.2005外包钢-混凝土组合梁正截面受弯承载力试验胡吉,石启印,李爱群112(1.江苏大学理学院,江苏镇江212013;2.东南大学混凝土与预应力混凝土结构教育部重点实验室,江苏南京210096)摘要:针对普通钢-混凝土组合梁存在的跨度不大、混凝土与型钢之间滑移、横向稳定性差等问题,提出一种新型的组合梁———外包钢-混凝土组合梁.为研究其抗剪性能,进行了三根足尺简支梁的试验,通过对构件静载试验结果的分析,认为外包钢-混凝土组合梁比同跨度普通组合梁具有更大跨高比及抗剪能力.基于组合梁弹性理论和简化塑性理论,提出新型组合梁的正截面承载力的建议计算公式,计算值与试验结果吻合良好.根据试验结果,提出适于外包钢-些工程构造措施.关键词:钢-混凝土组合梁;组合抗剪性能;;中图分类号:TU398;TU31711文献标识码:)05-0457-04entngcapacityofnormalcross2sectioninsteel2encasedconcretecompositebeamsHUJi,SHIQi2yin,LIAi2Quntion,SoutheastUniversity,Nanjing,Jiangsu210096,China)112(1.FacultyofScience,Jiangs uUniversity,Zhenjiang,Jiangsu212013,China;2.KeyLabofRCandPCStructureofMinistry ofEduca2Abstract:Aimingatsomeexistedproblemsofcommonsteel2concretebeam,anewtypeofcom positebeam,steel2encasedcompositebeam,isproposed.Tostudyitsanti2shearcapacity,expe rimentshavebeendoneonthreefullsizesimplesupportedsamples.Byanalyzingtheexperimen talresultsunderstaticloaditisfoundthatthiskindofbeamhaslargerspan2heightrateandbettera nti2shearperformance.Basedonthetheoryofcompositeelasticbeamandthesimplifiedplastic theory,atheoreticalformulaisproposedforthebearingcapacityofnormalsectionofthisnewty pebeam,whichprovestobeingoodagreementwiththeexperimentalresults.Accordingtothee xperimentalresults,somesuitableconstruc2tionmeasuresareproposedtofacilitateitsapplicat ioninrealengineering.Keywords:steel2encasedconcretecompositebeam;compositeanti2shearcapacity;bendingc apacity;plastictheory在钢结构和钢筋混凝土结构基础上发展起来的钢-混凝土组合梁,它兼有钢结构的受拉性能较好和混凝土结构的受压性能较好的优点,形成强度高、刚度大、延性好的结构形式,广泛地应用于楼盖体系中.但实践表明,该种形式的组合梁存在以下问题[1]得很大,一般不超过316m;②混凝土与型钢之间的连接没有得到很好的解决,两者之间的滑移和掀起不容忽视;③截面的横向稳定性差,型钢腹板在支座处容易发生失稳.针对钢-混凝土组合梁上述缺点,作者提出外包钢-混凝土组合梁形式.该种结构形式的组合梁:①受压型钢板跨度的影响,梁的跨度不宜做收稿日期:2005-02-28基金项目:江苏省自然科学基金资助项目(BK2004064);江苏省建设厅基金资助项目(JS200321)作者简介:胡吉(1966-),女,上海人,工程师(huji@),主要从事土木工程实验与测试研究.石启印(1964-),男,陕西渭南人,副教授(shiqiyin@),主要从事工程结构抗风抗震研究.458江苏大学学报(自然科学版)第26卷与传统组合梁的区别在于:以较厚钢板做底板,腹板采用较薄的冷弯薄壁型钢,两者通过焊缝连接形成U形截面,然后在U形截面内浇注混凝土,作为T形组合梁的肋部,翼缘为现浇板,钢与混凝土通过可靠的剪力连接件共同工作.这种结构形式的优点在于:钢梁可以在工厂装配,根据需要截面可做成各种形状,如Z型、U型、L型等.填充混凝土及布置的拉结钢筋加强了梁的整体性和稳定性,提高了梁的刚度,对于抵抗板与梁交界面处的纵向剪力起到了一定的作用,在北京银泰中心大楼楼盖体系方案设计中被采用.1试验111试件制作试验共设计外包钢-混凝土足尺简支梁3根,详细情况见表1和图1,材性试验见表2. 表1试件设计参数Tab.1Designedparametersofthesample编号SBD-1SBD-2SBD-3fck/MPa311729172618抗剪措施翼缘栓钉<18@360,底板栓钉<18@350,抗剪钢筋<8@250翼缘栓钉<18@350,底板栓钉<18@440,抗剪钢筋<8@250翼缘栓钉<18@350,底板栓钉<18@440,抗剪钢筋<8@250其他措施翼缘外翻80mm,配<18@450的拉条翼缘外翻80mm,配<18@500的拉条翼缘外翻80配<18@500的拉条表2Tab.2Mechanical试件厚度/mm41418试件宽度/mm30计算面积/300254254/410360365340400380/MPa500450595515585580伸长率/%30.027.016154.023.022.0弯曲试验(180°2a)合格合格合格为一个加载等级.11212测点布置量测应变的电阻应变片贴在梁跨中截面的型钢底板、腹部、钢筋、混凝土表面,以便了解外包钢-混凝土组合梁构件型钢、钢筋、混凝土的受力状态.型钢应变片、钢筋应变片标距为3mm×5mm,混凝土表面应变片标距为5mm×100mm.在加载过程中,应变片数据采用应变箱自动采集仪联机获取.另在支座、加载点和跨中位置布置百分表测量加载过程中构件的变形,试验装置见图2.应变片布置在跨中部位,截面厚度、混凝土板宽度以及型钢底板宽度的方向.图1构件截面示意图Fig.1Cross2sectionofcompositepart设计说明:混凝土强度等级均为C30,翼缘板内双向温度钢筋为<8@200,底部钢板的型号为Q345,腹板的型号为Q235,拉条和抗剪螺栓型号为HRB335,横向钢筋为<8@200.112试验方案11211加载方式与装置试验采用人工加载,加载装置使用量程为500kN的油压千斤顶(已使用压力机标定).在加载位置安放反力架并固定于地槽,千斤顶位于反力架和组合梁之间,通过分配钢梁将荷载传递到梁顶,见图2.试验过程中,采用同步加载,在组合梁底部钢板屈服前,以10kN为一个加载等级,屈服后改为5kN图2试验装置图Fig.2Experimentsetting113试验现象(1)SBD-1梁第5期胡吉等:外包钢-混凝土组合梁正截面受弯承载力试验459加载至165kN(P/Pu=01569,PU为极限荷载)时,梁端部混凝土与外包钢之间出现细小竖向粘结滑移裂缝.加载至235kN(P/Pu=0181)时,混凝土翼缘板的侧面出现细小纵向裂缝.加载至290kN时(P/Pu=110),梁一侧靠近加载点附近的纯弯段内混凝土翼缘板被压碎.直至破坏,底部钢板与混凝土之间没有出现剪切滑移,但梁的挠度较大.(2)SBD-2梁加载至255kN(P/Pu=01879)时,梁端部填充混凝土和底部钢板之间出现粘结滑移裂缝,跨中钢梁腹板与混凝土翼缘板之间出现纵向细小裂缝.继续加载,裂缝开展不大.加载至290kN时(P/Pu=110),混凝土翼缘板被压碎,整个加载过程中组合梁的端部粘结滑移裂缝都不明显.(3)SBD-3梁加载至130kN(P/Pu=01464),.载至140kN(P/Pu)时加载至215kN(P/Pu=01768)时,梁一端端部填充混凝土与底部钢板之间出现横向粘结滑移裂缝,加载至235kN(P/Pu=01839)时,梁的另一端端部填充混凝土与底部钢板之间出现细微的横向粘结滑移裂缝.加载至280kN(P/Pu=110)时,混凝土翼缘板被压碎.三根梁的破坏形式均为正截面受弯破坏.114试验结果及分析11411荷载-挠度从图3可以看出,在底部钢板屈服之前,挠度基有明显的屈服台阶,构件的屈强比较小.图4跨中梁底部钢板荷载-应变Fig.4Load2strainrelationshiponbottomsteelplateatmiddlespan11413荷载沿截面高度变化从图5可以看出,组合梁截面的应变基本符合平截面假定.本上随着荷载的增加呈线性增大;在屈服荷载以后,荷载-挠度曲线的斜率逐渐变小,构件的刚度逐步下降,破坏时,梁的挠度较大,构件表现出良好的延性性能.图5跨中应变沿截面高度分布Fig.5Distributionofstrainalongheightofcrosssectionatmiddlespan2理论分析图3跨中截面荷载-位移曲线Fig.3Load2displacementrelationshiponcross2sectionatmiddlespan211假定(1)平面应变符合平截面假定[2];(2)混凝土板与钢梁间有可靠的连接,可忽略11412荷载-应变从图4可以看出,三根梁破坏时钢梁底部均早已屈服,钢材的塑性性能发挥充分,承载能力都较大,说明梁能很好地共同工作.SBD-1、SBD-2梁滑移的影响;(3)不计受拉区混凝土的作用[3];(4)材料的应力-应变关系采用现行设计规范公式,式中混凝土峰值应变ε0=01002,混凝土极限460江苏大学学报(自然科学版)第26卷应变εcu=010033,钢材屈服应变εy根据试验结果取值,钢材极限应变εsu=01025,已考虑钢材的塑性变形的发展.212计算公式(1)中和轴在U型钢截面内.屈服荷载、极限荷载进行计算,并将计算值与相应的试验值进行了对比,由表3可见,两者吻合良好.表3理论计算值与试验值对比Tab.3Comparisonofcalculatedandexperimentalresults屈服荷载极限荷载试件计算值试验值计算值/计算值试验值计算值/My/My/试验值Mu/Mu/试验值M/M(kN・m)(kN・m)m)Mu/Muyy(kN・m)(kN・SBD-1444123921845011416144031043013110670197511050611175901161413638106381061610019590192301997SBD-2SBD-3由图6可知混凝土及钢截面纤维的应变分别为εc=φ(yc-y)εs=φ(y′-yc)式中φ为截面曲率,yc为中和轴到混凝土翼缘板顶部的距离,εc为距离混凝土板顶部距离为y处的混凝土应变,εs为距离混凝土板顶部距离为y′处的钢材应变.混凝土的应力-应变方程为εεccσc=fcε-,c≤ε0σc=fc,0εc式中fc由式(1)、(2)可得到:混凝土所受压力C1=C2=Asc(1)3结论,可以得到-,延.(2)梁截面应变符合平截面假定.在完全剪切连接情况下,抗弯承载力可以根据弹塑性理论计算,并可忽略滑移的影响.参考文献(References)[1]范旭红,石启印,马波.钢-混凝土组合梁的研究()σdA,钢材所受压力∫σdA,钢材所受拉力T=σdA,式中A∫∫AccsASSssc为受压的钢材的面积,ASS为受拉的钢材的面积,σc为距离混凝土板顶部距离为y处的混凝土应力,σs为距离混凝土板顶部距离为y′处的钢材应力.由X方向平衡方程σcd A+Ac与展望[J].江苏大学学报(自然科学版),2004,25(1):89-92.FANXu2hong,SHIQi2yin,MABo.Developmentandperspectiveofsteel2concretecomposit ebeams[J].Jour2nalofJiangsuUniversity(NaturalScienceEdition),6X=0,C1+C2=T,即ASS∫cAsc∫σsdA=∫σsdA(3)2004,25(1):89-92.(inChinese)[2]张耀春,毛小勇,曹宝珠.轻钢-混凝土组合梁的试验计算出yc.对混凝土和钢截面分别取矩得到M=Ac研究及非线性有限元分析[J].建筑结构学报,2003,σ(y∫c-y)dA+σs(y-yc)dAAs∫(4)24(1):26-33.ZHANGYao2chun,MAOXiao2yong,CAOBao2zhu.Ex2perimentalstudyandnonlinearfin iteelementanalysisoflightweightsteel2concretecompositebeam[J].JournalofBuildingStru ctures,2003,24(1):26-33.(inChi2nese)[3]林于东,宗周红.帽型截面钢-混凝土组合梁受弯强度[J].工业建筑,2002,32(9):11-13,59.图6截面尺寸及应变分布Fig.6Dimensionofcross2sectionanddistributionofstrain (neutralaxisinsteelbeam)LINYu2dong,ZONGZhou2hong.Bendingstrengthofcap2stylesectionofsteel2concreteco mpositebeam[J].IndustrialConstruction,2002,32(9):11-13,59.(in(2)中和轴在混凝土板内.与(1)类似,可推导出相应的设计计算公式.213理论计算值与试验值比较应用上文推导的理论计算公式,对三根试件的Chinese)(责任编辑陈持平)。

钢管混凝土柱脚节点抗冲切计算分析卜永红;王毅红;颜卫亨;孙珊珊【摘要】基于8个钢管混凝土柱脚节点在竖向荷载作用下的试验数据,采用理论分析与数据拟合的方法给出该类埋入式柱脚节点较为准确的抗冲切承载力计算公式;基于钢管混凝土柱脚节点在竖向荷载作用过程中表现出的典型特征,数值拟合了三折线结构受力模型,并与试验结果进行了对比.研究结果表明,由拟合的结构受力模型确定的曲线与试件的试验曲线吻合较好,直接反映了试件的受力破坏过程,可应用于钢管混凝土柱脚结构在竖向荷载作用下的非线性反应分析与设计计算.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2016(000)009【总页数】3页(P51-53)【关键词】钢管混凝土柱;柱脚节点;冲切;结构受力模型;设计计算【作者】卜永红;王毅红;颜卫亨;孙珊珊【作者单位】长安大学建筑工程学院,陕西西安710061;长安大学建筑工程学院,陕西西安710061;长安大学建筑工程学院,陕西西安710061;长安大学建筑工程学院,陕西西安710061【正文语种】中文【中图分类】TU375.3埋入基础梁的钢管混凝土柱脚节点具有整体性好、抗震能力强的优点，但由于钢管混凝土柱埋入钢筋混凝土基础梁，使得基础梁的有效受力截面高度减小。

当钢管混凝土柱在基础梁中的埋置深度较大时，节点区在柱的竖向压力作用下，很容易发生冲切破坏［1］。

文献［2-3］从实际工程中选取试验模型，通过试验研究在钢管混凝土柱脚上设置栓钉、抗剪环、加强环板等措施，取得了提高柱脚节点抗冲切能力的实际效果。

本文基于试验研究结果，给出了该类节点较为准确的抗冲切承载力计算公式，并基于钢管混凝土柱脚节点在竖向荷载作用过程中表现出的典型特征，数值拟合了此类节点的结构受力模型。

按1∶6缩尺比例，设计了8个柱脚节点试件，试件ZJ/J-1和ZJ/J-2均未采取抗冲切加强措施，而在试件ZJ/J-3和ZJ/J-4的柱脚上设置栓钉，在试件ZJ/J-5和ZJ/J-6的柱脚上设置钢筋环箍，在试件ZJ/J-7和ZJ/J-8的柱脚上设置外加强环板，具体的试验设计方案、试验过程、破坏形态等相关内容见文献［2］。

外包式柱脚箍筋构造要求
外包式柱脚箍筋构造是建筑结构中重要的一部分，其要求如下： 1. 确保结构强度：外包式柱脚箍筋构造的设计要满足建筑结构的强度要求，确保其在负荷作用下不发生破坏。

2. 技术标准符合规范：外包式柱脚箍筋的制作和施工应符合国家技术标准和相关规范的要求，确保设计的合理性和稳定性。

3. 材料选择应合适：外包式柱脚箍筋的材料应选择符合国家标准的优质钢材，并严格按照设计要求进行加工和制造。

4. 强度与韧性兼备：外包式柱脚箍筋的强度和韧性应兼备，既要保证其抗弯强度，又要保证其在塑性变形时具有足够的韧性。

5. 焊接质量要好：外包式柱脚箍筋的焊接质量应符合相关规范的要求，保证其焊缝的质量和稳定性。

6. 安装要规范：外包式柱脚箍筋的安装应按照设计要求进行，保证其与主体结构之间的连接牢固可靠。

以上是外包式柱脚箍筋构造的要求，建筑施工时需要严格遵守，以确保结构的安全和稳定。

- 1 -。

浅谈钢框架外露式刚接柱脚与 基础连接的极限承载力张宗昌1 李娟2摘要：钢框架柱脚一般采用刚接柱脚。

刚接柱脚形式一般有外露式、插入式和埋入式。

通常情况下，6度时，采用外露式柱脚；7度、8度时，有吊车的框排架或重屋盖框排架柱宜采用外露式刚接柱脚；8度、9度时，多层框架柱、可采用埋入式柱脚；8度、9度时，单层排架格构柱和实腹式均可采用杯口式插入柱脚。

本文通过实际工程浅谈一下钢结构框架外露式钢结构柱脚与基础连接的极限承载力。

关键词：外露式；框架结构；刚接柱脚；极限承载力本文将通过为某公司高压粉煤气化示范项目中钢结构管廊来说明此问题。

该项目管廊比较多，有新建，有改建。

通常情况下，工程中管廊都做成钢结构。

本工程中管廊型式多样，有柱在横向是钢筋混凝土的，纵向梁是钢结构的；也有全是钢的。

基础型式业主统一要求都做成弹性地基梁模式，但由于现场实际原因，有些基础只能做成独立基础，有些基础还需要新旧联合基础。

该项目气化界区桥架管廊段长度244.5m，地下部分情况复杂，地上部分需要在原有管廊之间插空立柱子（见图1），由于管廊新建钢柱是在原有管廊之间插空设置，故新建管廊无法在电缆走向方向做成框架形式，只能做成排架型式，纵向框架梁分别向里偏移600mm再做梁，然后再钢梁之间做水平支撑，增加结构平面内刚度，以弥补钢梁不能直接连接到钢柱而造成钢梁对钢柱约束较弱缺憾。

图1 （管廊平面布置图局部）该管廊共三层，该管廊标高5.600m恒荷载40KN/m，标高8.500m恒荷载30KN/m，标高9.800m恒荷载35KN/m；固定架位置共2处，集中水平力作用于9.800m，大小为120KN，其它位置及标高钢柱轴线处水平力为10KN。

经用PKPM计算，计算中发现固定架柱间支撑处柱脚螺栓需要6M45；无柱间支撑处的螺栓为8M45，还显示节点屈服承载力不满足。

无柱间支撑处螺栓太大，从直觉上，感觉很不合理（给人的感觉荷载相对较小的地方反而需要的螺栓越大了，不符合常识）。

yjk 外包式柱脚的极限受剪承载力验算yjk 外包式柱脚的极限受剪承载力验算一、引言在建筑结构中，柱脚是连接柱子与基础的重要部分。

为了确保柱子的稳定性和结构的安全性，柱脚的受力性能需要经过严格的验算。

yjk 外包式柱脚是一种常用的柱脚结构形式，本文将对其极限受剪承载力进行全面评估，以便更好地理解该结构形式的设计原理和安全性能。

二、概述yjk 外包式柱脚是一种由外部包裹着混凝土柱脚的钢制构件，通常采用槽钢、工字钢等材料制作。

其设计原理是通过加强柱脚的剪力传递路径，提高其受剪承载力。

在进行极限受剪承载力验算时，需要考虑以下几个因素：柱脚内混凝土孔隙率、钢筋的配置密度、材料的强度等。

下面将分步骤进行详细介绍。

三、步骤1. 柱脚内混凝土孔隙率的计算柱脚内的混凝土孔隙率是影响其受剪承载力的重要因素之一。

通常，孔隙率越小，混凝土的抗剪能力越强。

计算孔隙率的方法可以通过测量柱脚的净体积和实际体积，根据公式：孔隙率 = （净体积-实际体积）/净体积。

2. 钢筋的配置密度钢筋的配置密度也是决定柱脚抗剪能力的关键因素。

配置过少会导致柱脚抗剪能力不足，配置过多则可能影响柱脚的受力传递路径。

在进行钢筋配置时，需要根据结构的载荷和要求，合理确定钢筋的直径、间距和层数等参数。

3. 材料的强度yjk 外包式柱脚的材料强度是进行极限受剪承载力验算时必须考虑的因素。

钢材的强度一般可以通过试验或查表得到，而混凝土的强度则需要根据混凝土配合比和抗压强度设计等要求进行计算。

四、验算结果与讨论在进行完柱脚内混凝土孔隙率、钢筋配置密度和材料强度的计算后，可以得到yjk 外包式柱脚的极限受剪承载力。

由于具体的计算过程和参数涉及一定的复杂性和机密性，具体的验算结果在此无法给出。

然而，我们可以根据结构的要求和实际情况进行评估和讨论。

根据个人理解，yjk 外包式柱脚的设计理念是通过增加柱脚的剪力传递路径，提高其受剪承载力，从而增强柱子与基础之间的连接性能。

Sheji yu Fenxi♦设计与分析钢柱脚抗剪承载力的有限元分析刘阳(武昌工学院城市建设学院，湖北武汉430061)摘要:钢柱脚的抗剪承载力是在水平荷载作用下，保证其节点强度的关键。

通常情况下柱脚受弯剪共同作用，其相互作用机理比较复杂，为进一步明确弯剪共同作用下钢柱脚的抗剪性能及其承载力，用ANSYS有限元软件建立钢柱脚的三维有限元模型，通过低周反复加载，在分析钢柱脚应力及变形情况的基础上，提出了钢柱脚抗剪承载力的有限元分析。

关键词：钢柱脚；抗剪承载力；有限元分析0引言钢柱脚的抗剪承载力通常为分，一部分为柱脚基础间的力，另一分为成系统的抗剪能力。

一般钢柱脚的抗剪承载力计算可简上分力进力口。

通用有限元软件ANSYS的模分析计算和后处理功能，能较准确地对钢柱脚的力学性能进行分析，进一步对其抗剪承载力进行计算。

1有限元模型的建立1.1材料参数及单元选取柱身及锚栓钢材，均可视其为性强化弹塑性，用性强BKIN其关系进模。

柱身及锚栓钢材取Q235，其屈服强度及切线模量分别取235MPa 和790MPa，弹性模量和泊松比分别为2.06X105MPa和0.3。

基础采用C40 ，性模 3.35"104MPa。

钢柱脚用8节点三维元Solid45模，柱下基础用的元Solid65模拟，分析基础钢力作，用模型来建立基础钢。

接触对采用元TARGET170和面-面接触单元CONTACT174,在钢柱脚基础设了。

系数，参考美国AIC349-85中的规定取0.4。

根据工程实际，分别建立柱为H型钢钢的柱脚ZJ-1ZJ-2，分-在柱，模型1所示。

屈服准则。

采用力、位移双收敛准贝IJ，应用Newton-Raphson平衡迭代进非性解，解器选用预件共扼梯度求解器(PCG)，打开自动时步长控制及性搜索。

2有限元计算结果分析2.1柱脚及各部分计算结果(1)无论有无轴压，柱脚发生破坏的主要形式基本相同，柱脚基础局出现脱离。

轴压力的增加，柱脚底板竖向位移增加(当$2=80kN时，ZJ-2底板最大竖向位移为5.87mm)，脱离造成的破坏先于锚栓应力过大的破坏。

外露式钢柱脚节点性能研究现状发表时间：2018-04-19T13:06:22.253Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第33期作者：林国旭郑彦君[导读] 钢框架结构中，柱脚节点是上部主体结构与基础连接的重要节点，能将柱下端的弯矩、轴力、剪力传递给基础。

华南理工大学 510640摘要：钢框架结构中，柱脚节点是上部主体结构与基础连接的重要节点，能将柱下端的弯矩、轴力、剪力传递给基础。

因此其工作性能直接影响到上部结构的承载能力、稳定性、内力分布和变形性能。

其中外露式钢柱脚是常用的柱脚节点，基于其特点和重要性，本文总结国内外学者对外露式柱脚节点性能的研究现状，指出目前研究存在的不足。

关键词：外露式柱脚；节点性能；研究现状1.引言在钢结构建筑中，框架的性能与柱脚性能密不可分，柱脚工作性能直接影响到上部结构的承载能力、稳定性、内力分布和变形性能[1]。

常见的钢结构柱脚按照节点构造可以分为外露式、外包式和埋入式三种。

其中外露式柱脚主要由钢柱、钢底板、锚栓和钢筋混凝土底座组成，其根据锚栓数量及位置又可以分为刚接柱脚及铰接柱脚：铰接柱脚不承受弯矩，其锚栓设置在柱翼缘内，一般为2个锚栓或者4个锚栓；刚接柱脚不发生转动，其锚栓设置在柱翼缘外，数量一般为4个及以上。

外露式柱脚相对于外包式和埋入式柱脚而言，具有现场安装定位方便、施工速度快、造价低等优点，但刚度和承载力有限，在工程中主要应用在低层和多层钢结构，例如厂房及多层住宅等。

2.国外研究现状日本学者秋山宏（1985）[2]基于柱脚底板和混凝土基础无限刚性的假定，且抗弯刚度完全由受拉侧锚栓提供，提出了一种柱脚抗弯刚度的计算公式：Thambiratnam D P等（1986）[3]以为荷载偏心率和底板厚度为变量参数，对12个不同的试件进行了轴力和弯矩作用下的试验。

当偏心距较小时，底板因混凝土开裂而失效；其他情况下的主要失效模式是底板屈服，同时荷载偏心率对应变的影响比底板厚度影响更大。