型钢混凝土柱非埋入式柱脚计算

钢骨混凝土柱柱脚节点计算书
一、构件编号：SRC-KZ柱脚
二、依据：《高层建筑钢-混凝土混合结构设计规程》（CECS 230:2008）
三、计算过程及结果
钢骨混凝土柱脚采用埋入式柱脚，首先计算埋入式柱脚的埋置深度。

图1 截面参数说明
钢骨混凝土柱截：
700*700+H400*400*12*25 混凝土强度等级：C40
钢材强度等级：Q345
A．绕强轴
B．绕弱轴
四、钢骨混凝土柱脚埋置深度及构造要求
本项目钢骨混凝土埋置深度为1.5m，大于计算埋置深度和2倍钢骨截面高度，可以根
据构造要求设置基础底板和地脚锚栓。

底板厚度取30mm厚，柱脚锚栓选用M24，具体布置等详见结施。

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钢筋混凝土柱的设计方法及计算公式钢筋混凝土柱是建筑结构中常见的构件之一，它通常用作支撑层之间的承重结构，承受上部构件及荷载的重量。

对于工程师来说，设计一个合适的钢筋混凝土柱是至关重要的，因为这决定着整个建筑的质量和安全。

本文将介绍钢筋混凝土柱的设计方法及计算公式。

1. 根据受力形式选择设计方法设计钢筋混凝土柱的第一步是根据受力形式选择设计方法。

钢筋混凝土柱主要承受拉压弯矩，受力情况可分为受轴向压力、扭转和弯曲的组合作用。

一般情况下，根据柱的受力状态，可以采用以下三种设计方法：（1）轴心受压当柱子受到竖直方向的集中荷载时，柱子承受的是轴向受压冲击。

在设计此类柱子时，设计者要选择合适的截面形状和尺寸，确定适当的钢筋数量和钢筋的布置方式，以保证柱子的受压稳定性和安全度。

（2）弯矩作用当柱子受到侧向荷载时，其会产生弯曲，柱子中心的压力与周边的拉力会在某一点达到平衡。

在设计此类柱子时，需确定所需的弯矩强度、实际载荷大小和柱子的质量。

（3）受扭矩作用当柱子受到一个施力矩时，柱子会受到扭曲应力，并且产生扭矩应力。

在设计此类柱子时，需要确定扭矩计算公式、剪切力和各个区域的应力重心。

2. 确定计算参数和计算公式在设计钢筋混凝土柱时，需通过计算公式确定各个力学参数，从而决定钢筋数量、钢筋直径以及柱子的尺寸。

以下是常见的钢筋混凝土柱计算公式。

（1）轴向受压计算公式当柱子受到轴向受压时，其抗压强度可表示为以下公式：Nc = 0.85fckAc + Asc fy其中，Nc 为柱子所承受的轴向受压力；fck 为混凝土的抗压强度；Ac 为柱子截面积；Asc 为柱子截面内的纵向钢筋面积；fy 为钢筋的抗拉强度。

（2）弯曲计算公式当柱子受到弯曲作用时，其抗弯强度可表示为以下公式：M = 0.85fckWx + Asfy× (d - a/2)其中，M 为柱子的弯矩；fck 为混凝土的抗压强度；Wx 为柱子的截面抵抗矩；As 为柱子截面内的纵向钢筋面积；fy 为钢筋的抗拉强度；d 为柱子的有效高度；a 为纵向钢筋到柱子端面的距离。

型钢混凝土柱埋入式柱脚埋深计算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。

型钢混凝土柱的计算方法先说说型钢混凝土柱的轴力计算。

这就像是在看这个柱子要承担多少来自上面的压力。

一般呢，根据结构的受力分析，把柱子上面传来的各种荷载，像楼板传来的恒载、活载这些，按照力学的规则加起来，这就是柱子承受的轴力啦。

比如说，上面有好多层楼的重量，那这些重量都要通过柱子传到基础，这个重量产生的力就是轴力的一部分呢。

再讲讲弯矩计算。

这弯矩啊，就好比是在掰这个柱子，让它有弯曲的趋势。

如果柱子两边的受力不一样，就会产生弯矩。

在计算的时候，要考虑到柱子周围的梁对它的约束作用，梁和柱子之间的连接方式不同，传递的弯矩大小和分配方式也不一样哦。

就像一群小伙伴手拉手，力量传递是有规律的。

还有剪力的计算呢。

剪力就像是在柱子上横着来的一股力量，想要把柱子剪断一样。

在结构受到水平荷载，比如风荷载或者地震荷载的时候，柱子就会产生剪力。

这个计算呀，要结合结构的整体受力模型，考虑柱子在整个结构中的位置，不同位置的柱子承受的剪力大小可能差很多呢。

在型钢混凝土柱的计算中，型钢和混凝土的协同工作也很关键。

型钢就像是柱子里的骨架，混凝土就像是包裹在骨架外面的肉。

它们共同承担着各种力。

我们在计算的时候，要考虑到它们各自的力学性能，混凝土抗压能力强，型钢呢，在抵抗弯矩和剪力方面有它的优势。

它们相互配合，让柱子变得更加坚固。

而且呀，在计算的时候，还得根据相关的规范和标准。

这些规范就像是游戏规则一样，大家都得遵守。

不同地区、不同类型的建筑可能会遵循不同的规范细则，这也是为了确保建筑的安全可靠嘛。

宝子，型钢混凝土柱的计算虽然有点复杂，但是只要咱把这些基本的概念搞清楚，按照规范一步步来，就能够准确地计算出它的受力情况啦。

这样咱们就能设计出安全又合理的建筑结构啦。

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。

箱形固接柱脚连接类型：外包式柱脚采用钢截面：箱形：400×400×10柱脚混凝土标号：C35柱脚底板钢号：Q345柱脚底板尺寸：B×H×T=760×760×40锚栓钢号：Q345锚栓直径：d =36锚栓垫板尺寸：B×H ×T=130×130×20翼缘侧锚栓数量：2腹板侧锚栓数量：2柱底混凝土承压计算：控制内力：N =5551kN柱脚混凝土最大压应力σc ：3225551109.5976076036N /mm π⨯=⨯-⨯ 柱脚混凝土轴心抗压强度设计值f c ：16.70N/mm 2σc =9.59N/mm 2≤f c =16.70N/mm 2，柱底混凝土承压验算满足。

锚栓抗拉承载力校核：锚栓不承受拉力，按构造设置。

一、柱脚抗剪栓钉19φ：单个栓钉剪力连接件的受剪承载力为：c c st s v f E A .N 430=；u st s v f γA .N 70≤kN ...π.43881071610153419430342=÷⨯⨯⨯⨯⨯。

kN .22.711021541967.17032=÷⨯⨯⨯⨯π，故取kN N s v 71=。

口400×400×10的柱：若按全截面等强来算，每侧翼缘最大拉力为400×10×310/1000=1240kN 。

所需要栓钉数量为1240/71=17.46个，筏板顶标高-3.10m ，两排布置，符合要求。

二、柱脚主筋、箍筋（按等强设计）主筋：口400×400×10的柱：()6400103104001010483.6M Nd kN m ==⨯⨯⨯-÷=。

204836000001865.74720360S sy M A mm d f ===⨯，故采用5C 25。

2454000383475038800800S A ρ..%bh ====⨯＞0.2%，满足要求。