外露柱腳設計新方法曝光!

更新時間：2019-01-24 10:39:52 來源：環球網校

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摘要外露柱腳設計新方法曝光！

引言

隨著我國經濟的發展與工業水平的提高，鋼結構在工業與民用建筑中應用越來越廣泛。鋼材具有較高的強度和良好的變形能力，經過合理設計的鋼結構建筑具有優良的抗震、耗能性能。鋼結構建筑應根據建筑的類別、功能、高度等選擇合理鋼結構體系，并對結構構件及節點連接進行精心設計。在進行節點設計時，柱腳的設計是非常重要的，它是關系的到整個結構抗震性能的關鍵節點。柱腳的形式一般分三種:埋入式、外包式和外露式。外露式剛接柱腳適用于 6，7 度抗震設防地區且房屋高度不超過 50m 的鋼結構。本文主要針對外露式剛接柱腳進行討論。

1 外露式剛接柱腳傳統設計方法

多年來，外露式剛接柱腳設計采用的方法是《鋼結構連接節點設計手冊》的算法，本文稱之為傳統設計方法，此方法按照柱底荷載偏心距的不同區分為三種情況進行計算，方法如下。

圖 1 底板下的混凝土受壓應力分布圖

( 1) 當偏心距 e ≤ L /6 時( 圖 1( a) ) ，底板下的混凝土最大受壓應力:

2 外露式剛接柱腳設計新方法

近些年來，有的協會規程《高層建筑鋼-混凝土混合結構設計規程

CECS 230:2008 》及行業規程《高層民用建筑鋼結構技術規程: JGJ 99—2015》提出外露式剛接柱腳設計的一種新方法: 按照鋼筋混凝土壓彎構件截面的設計方法計算柱腳承載力。具體計算要求如下。

( 1) 鋼柱軸力由底板直接傳至混凝土基礎，按現行國家標準《混凝土結構設計規范》( GB 50010—2010)驗算柱腳底板下混凝土的局部承壓，承壓面積為底板面積。

( 2) 在軸力和彎矩作用下計算所需錨栓面積，應按下式驗算:

M ≤ M1( 1)

式中: M 為柱腳彎矩設計值，kN·m; M1為在軸力和彎矩作用下按鋼筋混凝土壓彎構件截面的設計方法計算的柱腳受彎承載力，kN·m。

設截面為底板面積，由受拉邊的錨栓單獨承受拉力，混凝土基礎單獨承受壓力，受壓邊的錨栓不參加工作，錨栓和混凝土的強度均取設計值。

( 3) 抗震設計時，在柱與柱腳連接處，柱可能出現塑性鉸的柱腳極限承載力應大于鋼柱的全塑性抗彎承載力，應按下式計算:

( 4) 鋼柱底部的剪力可由底板與混凝土之間的摩擦力傳遞，摩擦系數取 0.4; 當剪力大于底板下的摩擦力時，應設置抗剪鍵，有抗剪鍵承受全部剪力; 也可由錨栓抵抗全部剪力，具體做法詳見有關規程。