随着我国经济建设的快速发展,钢结构在工业及民用建筑房屋中的应用日益广泛。特别是近年来,随着国家的大力提倡,我国钢结构工程建设得到了空前规模的发展。呼和浩特钢结构柱脚摩域体育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,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。
中国有名的钢结构建筑
本文主要从新建建筑钢柱脚形式的选用、现行新规范对柱脚的相关规定、构造及各种加层钢结构的柱脚节点做法等方面,阐述并整理柱脚设计的相关内容,为设计人员提供一定参考。
柱脚形式选用
摩域体育现行规范对柱脚形式选用的规定
不同类型钢结构工程柱脚查询表
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。
摩域体育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。
摩域体育新钢标对于柱脚的新规定
摩域体育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。
摩域体育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,呼和浩特钢结构钢柱弯矩在外包柱脚顶部钢筋位置处大,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,
4.新钢标提出了4种外包式柱脚典型破坏模式,围绕破坏模式提出了相应的构造措施,外包混凝土顶部的抗剪补强钢筋,通常集中配置3道构造箍筋,防止顶部混凝土被压碎和保证水平剪力的传递;外包式柱脚箍筋按100mm的间距配置,以免出现受剪斜裂缝,并应保证钢筋的锚固长度和混凝土的外包厚度;确保外包混凝土的高度。
摩域体育5.新钢标对埋入式柱脚的受力模式的假定也做了修改,按钢柱侧面和混凝土之间的受压区支承反力形成的抗力来抵抗弯矩和剪力(高钢规未变),与以往计算中假定钢柱侧面的栓钉剪力来抵抗弯矩的受力模式不同。钢柱埋入部分可不设栓钉,对于有拔力的柱,宜在柱埋入混凝土部分设置栓钉。
实腹式刚接柱脚主要由底板、加劲肋、靴梁、隔板、锚栓及锚栓支撑托座等组成,各板件的强度和刚度及相互间的连接应起到增加柱脚整体刚度,提高柱脚承载力和变形能力的作用,且构造应符合下列要求:
摩域体育(1)柱脚底板厚度不宜小于30mm,且不应小于钢柱翼缘厚度
(2)当采用外露式柱脚时,柱脚的极限承载力不宜小于柱截面塑形屈服承载力的 1.2倍。柱脚锚栓不宜用以承受柱底水平剪力,柱底剪力应由底板与基础间的摩擦力或设置抗剪键及其它措施承担,柱脚锚栓应可靠锚固。
摩域体育(3)刚性柱脚的锚栓不仅起到安装过程固定的作用,且在柱脚弯矩下承受拉力,刚性柱脚的锚栓直径和数量应由计算确定,直径不应小于24mm。
摩域体育(4)三级及以上抗震等级时,锚栓截面面积不宜小于钢柱下端截面面积的20%。
外包式柱脚
(1)外包式柱脚底板应位于基础梁或筏板的混凝土保护层内;外包混凝土的厚度,对H形截面柱不宜小于160mm,对矩形管或圆形管柱不宜小于180mm,同时不宜小于钢柱截面高度的30%;混凝土强度等级不宜低于C30;柱脚混凝土外包高度,H形柱不宜小于柱截面高度的2倍,矩形管柱或圆管柱宜为矩形管截面长边尺寸或圆管直径的2.5 倍;当没有地下室时,外包宽度和高度宜增大20%;当仅有一层地下室时,外包宽度宜增大10%。
(2)柱脚底板厚度不宜小于16mm。
摩域体育(3)柱脚锚栓直径不宜小于16mm,锚固长度不宜小于其直径的20倍。锚栓直径选取应使基础压应力值不应超过混凝土局部承压强度设计值,锚栓底部应设锚板或弯钩。
(4)柱在外包混凝土的顶部箍筋处应设置水平加劲肋或横隔板。
(5)当框架柱为圆形管或矩形管时,应在管内浇灌混凝土,强度等级不应小于基础混凝土。浇灌高度应高于外包混凝土,不宜小于圆管直径或矩形管的长边。
(6)外包钢筋混凝土的受弯和受剪承载力验算及受拉钢筋和箍筋的构造要求应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》(2015年版)(GB50010—2010)的有关规定,主筋深入基础内的长度不应小于25倍直径,四角主筋两端应加弯钩,下弯长度不应小于15d,外包层顶部箍筋应加强加密(间距不应大于50mm),且不应小于3道直径12mm的HRB335级热轧钢筋。
摩域体育(7)外包部分的钢柱翼缘表面宜按构造设置栓钉,构造参埋入式柱脚设置。
(8)外包式、埋入式柱脚,呼和浩特钢结构摩域体育钢柱脚在与混凝土接触的范围内,不得刷油漆;柱脚安装时,应将钢柱表面的泥土、油污、铁锈和焊渣等用砂轮清刷干净。