柱脚底板厚度计算 (2)
“外柱柱脚”节点计算书
“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！。
论文
6．刚性柱脚设计设计原则：（1）刚性固定露出式柱脚主要由底板、加劲肋（加劲板）、锚栓及锚栓支撑托座等组成，如图6.1所示，各部分的板件都应具有足够的强度和刚度，而且相互间应有可靠的连接。
（2）为满足柱脚的固定度，提高其承载力和变形能力，柱脚下部（柱脚处）在形成塑性铰之前，不容许锚栓和底板发生屈曲，也不容许基础混凝土被压坏。
因此设计露出式柱脚时，应采取以下措施：①为提高柱脚底板的刚度和减小板的厚度，可采用锚栓支撑托座等措施。
②设计锚栓时，应使锚栓的屈服在底板和柱构件的屈服之后，因此对锚栓的设计应留有15%~20%的富余量；③为提高柱脚的初期回转刚度和抗滑移刚度，对锚栓宜施加预拉力，锚栓拉应力宜控制在2N mm的范围。
预加拉力的施工方法，宜采用扭转法。
50~80/6.1 EE1刚性柱脚设计6.1.1 本柱脚设计资料设计采用刚性固定外露式柱脚，柱子钢材为Q235，HW400×400×13×21，柱翼缘与柱脚底板采用完全焊透的对接焊缝，腹板采用角焊缝连接，柱脚落在混凝土强度等级C25的基础短柱上。
柱脚的详细设计见图6.1所示。
图6.1 EE 柱脚设计图（1）计算指标螺栓采用Q235，2b /140mm N f t =； 底板厚度mm t pa 30=：2/205mm N f =，2/206000mm N E s =；柱腹板与柱脚的连接角焊缝：2w f /160mm N f =；混凝土采用C25级，轴心抗压强度设计值211.9/c f N mm =，c E =28000N/mm 2，混凝土强度影响系数：0.1c =β。
（2）柱脚底板处内力设计值28.381655.2511.M k N m ,N k N ,V k N=-⋅=-=， 6.1.2 柱脚底板尺寸的确定初步锚栓为3M27mm(2~3.5)54~94.5,9070a d mm a mm aa mm ====取，取254,60t t t t l b d mm l b mm =====取取F=15mm ，加劲肋板厚度15R t mm =，支承加劲肋个数2s n =，则()()2400215215c 170 2.567.521221s R s b F n t mm d mm n ---⨯-⨯===>=-⨯-（满足要求）， 取2220l b mm == ，则()12(9060)20130t l a l l mm =+-=+-= ，127060201595t b aa b b F mm =+--=+--=（） ，底板尺寸：12=224002*********L h l l mm ++=+⨯+⨯= ，1222400295220630B b b b mm =++=+⨯+⨯= ，6.1.3 锚栓计算、底板下混凝土局部受压计算、底板下后浇层抗剪承载力计算（1）判断底板混凝土的应力分布情况锚栓3M27，总有效面积：700==116.67mm 66L ， 328.381017.1114.671655.256M L e mm mm N ==⨯=<= 根据规范可得，可见底板截面为小偏心受压，故偏心作用很小，底板受力为全截面受压（即：0a T =）。
外露式刚接柱脚计算书
外露式刚接柱脚计算书项目名称____xxx_____ 日期_____________设计_____________ 校对_____________一、柱脚示意图二、基本参数1．依据规范《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS 102:2002) 2．柱截面参数柱截面高度h b =500mm柱翼缘宽度b f =500mm柱翼缘厚度t f =14mm柱腹板厚度t w =14mm3．荷载值柱底弯矩M=350mkN柱底轴力N=500kN柱底剪力V=50kN4．材料信息混凝土C25柱脚钢材Q235-B锚栓Q2355．柱脚几何特性底板尺寸 a ＝75mm c ＝100mm b t ＝85mm l t ＝75mm柱脚底板长度 L =800mm柱脚底板宽度 B =800mm柱脚底板厚度 t =30mm锚栓直径 d =39mm柱腹板与底板的焊脚高度 h f1 =10mm加劲肋高度 h s =210mm加劲肋厚度 t s =10mm加劲肋与柱腹板和底板的焊脚高度 h f2 =10mm三、计算过程1. 基础混凝土承压计算（1） 底板受力偏心类型的判别36t l L +=800/6+75/3=158.333mm 偏心距 NM e ==350×1000/500=700mm 根据偏心距e 判别式得到：abs(e)>(L/6+lt/3) 底板计算应对压区和拉区分别计算（2） 基础混凝土最大压应力和锚栓拉力a. 6/0L e ≤<锚栓拉力 0a =T)/61(max L e LBN +=σ b.)3/6/(6/t l L e L +≤<锚栓拉力 0a =T)2/(32max e L B N -=σ c. )3/6/(t l L e +>若d <60mm 则：2max 6LB M L B N ⋅⋅+⋅=σ 2min 6L B M L B N ⋅⋅-⋅=σ 柱脚底板的受压区长度 x n ＝m inm ax m ax σσσ-⋅L 若mm 60≥d 则：解下列方程式得到柱脚底板的受压区长度x n ：0))(2/(6)2/(3n t t a e 2n 3n =---+--+x l L l L e BnA x L e x 其中，A e a 为受拉区锚栓的有效面积之和，n =E s /E c 。
钢结构习题
（1）某构件当其可靠指标β减小时，相应失效概率将随之 增加 。
（2）承载能力极限状态为结构或构件达到 承载能力或达到不适于继续承载的变形时的极限状态。
（3）在对结构或构件进行 正常使用 极限状态验算时，应采用永久荷载和可变荷载的标准值。
（1）假定钢材为理想的弹塑性体，是指屈服点以前材料为弹 性的。
（2）伸长率10δ和伸长率5δ，分别为标距长l ＝1=10d 和l ＝ 1=5d 的试件拉断后的 平均伸长率 。
（3）如果钢材具有 韧性 性能，那么钢结构在一般情况下就不会因偶然或局部超载而发生突然断裂。
（4）kα是钢材的 屈服强度 指标。
（5）当温度从常温下降为低温时，钢材的塑性和冲击韧性下降 。
（6）钢材内部除含有Fe ，C 外，还含有害元素 硫磷氧氮 spon 。
（7）碳对钢材性能的影响很大，一般来说随着含碳量的提高，钢材的塑性和韧性逐渐___下降____。
（8）对于焊接结构，除应限制钢材中的硫、磷的极限含量外，还应限制碳 的含量不超过规定值。
（9）钢中含硫量太多会引起钢材的 热脆 ；含磷量太多会引起钢材的 冷脆 。
（10）钢材在冶炼和浇铸过程中常见的冶金缺陷有 裂纹 、 咬边 、 等。
（11）钢材的硬化，提高了钢材的 强度 ，降低了钢材的 塑性和韧性 。
（12）随着时间的增长，钢材强度提高，塑性和韧性下降的现象称为 。
（13）应力集中易导致钢材脆性破坏的原因在于应力集中处 塑性变形 受到约束。
（14）根据循环荷载的类型不同，钢结构的疲劳分 常副疲劳 和 变副疲劳 两种。
（15）试验证明，钢材的疲劳强度主要与构造状况、应力幅和循环荷载重复次数有关，而与钢材的_ 强度___并无明显关系。
（16）在不同质量等级的同一类钢材（如Q235 A ，B ，C ，D 四个等级的钢材），它们的屈服点、强度和伸长率都一样，只是它们的化学成分和__韧性___指标有所不同。
（17）符号L125×80×10表示 不等边角钢 （长边125mm ，窄边80mm ，厚度10mm ）。
柱脚底板尺寸的确定
抗剪键 （b）模型 图
第2章 轻型门式刚架结构设计
国家级精品课程—钢结构设计
第 9 讲 节点
节点设计
柱脚节点 （1）铰接柱脚的设计：
➢ 4）柱脚水平抗剪验算：
抗剪键（槽钢） 抗剪键（钢板）
（2-101）
第2章 轻型门式刚架结构设计
国家级精品课程—钢结构设计
第 9 讲 节点
节点设计
柱脚节点 （1）铰接柱脚的设计：
➢ 4）柱脚水平抗剪验算： 当不能满足公式（2-101）的要求时，可设置抗剪键
抵抗水平剪力，抗剪键可采用角钢、槽钢、工字钢等制作。
抗剪键
膨胀细石混凝 土
基础
（a）立面
图
图2-75 抗剪键示意图
①当H形截面柱与底板采用周边角焊缝时，焊缝强度
应按下列公式计算：
Nc
N Aew
≤f
f
w f
V
v
V Aeww
≤
f
w f
fs
Nc f
2
v
2
≤
f
w f
N
N — 钢柱的轴心压力；
Aew — 沿钢柱截面四周角焊缝总截面面积； V — 钢柱水平剪力；
Aeww— 钢柱腹板处的角焊缝面积； σfs— 角焊缝的折算应力。
国家级精品课程—钢结构设计
第 9 讲 节点
节点设计
柱脚节点
柱脚形式：
一般情况
当有5t以上 桥式吊车 或刚架侧 向刚度过
弱时
平板式铰接柱脚 刚接柱脚
第2章 轻型门式刚架结构设计
国家级精品课程—钢结构设计
第 9 讲 节点
节点设计
柱脚节点
平板式铰接柱脚
第2章 轻型门式刚架结构设计
(整理)钢管柱脚计算手册
圆形底板刚接柱脚压弯节点技术手册根据对柱脚的受力分析，铰接柱脚仅传递垂直力和水平力；刚接柱脚包含外露式柱脚、埋入式柱脚和外包式柱脚，除了传递垂直力和水平力外，还要传递弯矩。
软件主要针对圆形底板刚接柱脚压弯节点，计算主要遵循《钢结构连接节点设计手册》（第二版）中的相关条文及规定，并对相关计算过程自行推导。
设计注意事项刚性固定外露式柱脚主要由底板、加劲肋（加劲板）、锚栓及锚栓支承托座等组成，各部分的板件都应具有足够的强度和刚度，而且相互间应有可靠的连接。
为满足柱脚的嵌固，提高其承载力和变形能力，柱脚底部（柱脚处）在形成塑性铰之前，不容许锚栓和底板发生屈曲，也不容许基础混凝土被压坏。
因此设计外露式柱脚时，应注意：（1）为提高柱脚底板的刚度和减小底板的厚度，应采用增设加劲肋和锚栓支承托座等补强措施；（2）设计锚栓时，应使锚栓在底板和柱构件的屈服之后。
因此，要求设计上对锚栓应留有15%~20%的富裕量，软件一般按20%考虑。
（3）为提高柱脚的初期回转刚度和抗滑移刚度，对锚栓应施加预拉力，预加拉力的大小宜控制在5~8kN/cm2的范围，作为预加拉力的施工方法，宜采用扭角法。
（4）柱脚底板下部二次浇灌的细石混凝土或水泥砂浆，将给予柱脚初期刚度很大的影响，因此应灌以高强度微膨胀细石混凝土或高强度膨胀水泥砂浆。
通常是采用强度等级为C40的细石混凝土或强度等级为M50的膨胀水泥砂浆。
一般构造要求刚性固定露出式柱脚，一般均应设置加劲肋（加劲板），以加强柱脚的刚度；当荷载大、嵌固要求高时，尚须增设锚栓支承托座等补强措施。
圆形柱脚底板的直径和厚度应按下文要求确定；同时尚应满足构造上的要求。
一般底板的厚度不应小于柱子较厚板件的厚度，且不宜小于30mm。
通常情况下，圆形底板的长度和宽度先根据柱子的截面尺寸和锚栓设置的构造要求确定；当荷载大，为减小底板下基础的分布反力和底板的厚度，多采用补强做法，如增设加劲肋（加劲板）和锚栓支承托座等补强措施，以扩展底板的直径。
柱底板计算表(带公式程序)
柱底板计算程式工程名称：1. 输入已知条件:输入柱脚尺寸BH600*396柱高h600mm柱宽b496mm 输入弯矩M146Ton-m输入轴力N179Ton估计锚栓大小M30锚栓材料16Mn输入d195mm输入d2120mm输入d3125mm输入d4125mm输入d595mm输入d6120mm计算得底板宽D=(d1+d2)*2+b530mm计算得底板长L=h+(d5+d6)*2680mm底板材料16Mn输入混凝土基长L11130mm输入混凝土基宽L21230mm输入混凝土强度C202. 检验基础受压和锚栓受拉计算得偏心距e=M/N0.219m混凝土基面积Ab=L1*L2998400mm^2柱底板面积Ae=D*L638400mm^2=SQRT(Ab/Ae) 1.251混凝土强度放大系数q1混凝土承压强度Fcc10.0混凝土弹性模量E22000=4*3.14*r^2*0.82260.8mm^2计算得受拉锚栓面积Aay1 3*(e-D/2)=-483.8y26*210000Aa(e+D/2-d5)/(L*E)=81504.4由公式 Xn^3+y1*Xn^2-y2*(D-d5-Xn)=0,得计算受压长度Xn530.1192543530.1mm=2*N*(e+D/2-d5)/(L*Xn*(D-d5-Xn/3))混凝土所受最大压力Fc6.66N/mm^2Fc<q1*FccOK!=N*(e-D/2+Xn/3)/(D-d5-Xn/3)计算受拉锚栓总拉力Tp43361.6N 锚栓强度f140N/mm^2计算锚栓所受拉力s=Tp/Aa19.2N/mm^2s<140OK!3. 计算板厚t底板强度s1345N/mm^2 1.对于两边支撑计算a1=SQRT((d1+d2)^2+(d5+d6)^2)240.4mm 计算b1=(d1+d2)*(d5+d6)/a1120.2mm计算b1/a1=b1/a10.500由b1/a1用插值法得q20.060计算弯矩M1=q2*fc*a1^223104.9N-mm计算板厚t=SQRT(6*m1/s1)20.0mm 2.对于三边支撑计算a2=d3+d4250mm计算b2=D/2265mm计算b2/a2=b2/a2 1.520由b2/a2用插值法得q30.210计算弯矩M2=q3*fc*a2^287336.7N-mm计算板厚t=SQRT(6*m2/s1)39.0mm=Tp/410840.4N 计算一个锚栓所受拉力T锚栓孔径d35mm计算板厚t=sqrt((6*T*d5)/((d+2*d5)*s1)8.6840mm。
柱脚计算
“箱形柱外露刚接”节点计算书==================================================================== 计算软件：MTS结构设计系列软件 MTSTool v4.6.1.1计算时间：2018年07月17日 13:58:39====================================================================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：箱形柱外露刚接柱截面：BOX-200*12，材料：Q235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= 440 mm×270 mm，厚：T= 20 mm锚栓信息：个数：4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C25节点前视图如下：节点下视图如下：二. 荷载信息设计内力：组合工况内力设计值组合工况1 -201.0 10.0 35.0 0.0 8.0 否三. 验算结果一览最大压应力(MPa) 2.61 最大11.9 满足底板厚度(mm) 20.0 最小20.0 满足等强全截面 1 满足板件宽厚比 15.8 最大18.0 满足板件剪应力(MPa) 28.8 最大125 满足焊缝剪应力(MPa) 24.9 最大160 满足焊脚高度(mm) 7.00 最小6.71 满足焊脚高度(mm) 7.00 最大9.60 满足板件宽厚比 4.54 最大14.9 满足板件剪应力(MPa) 0.67 最大180 满足焊缝剪应力(MPa) 0.72 最大200 满足焊脚高度(mm) 7.00 最小6.71 满足焊脚高度(mm) 7.00 最大12.0 满足最大正应力(MPa) 115 最大215 满足2轴剪应力(MPa) 94.6 最大125 满足3轴剪应力(MPa) 21.8 最大125 满足综合应力(MPa) 0 最大160 满足焊脚高度(mm) 6.00 最大6.36 满足焊脚高度(mm) 6.00 最小3.45 满足四. 混凝土承载力验算控制工况：组合工况1，N=(-201) kN；M x=0 kN·m；M y=8 kN·m；柱脚底板X向单向偏压，弯矩为:8 kN·m偏心距：e=8/201 ×10^3=39.801 mm底板计算方向长度：L=440 mm底板垂直计算方向长度：B=270 mm锚栓在计算方向离底板边缘距离：d=50 mme1=L/6=440/6=73.3333 mme2=L/6+d/3=440/6+50/3=90 mme <e1=73.3333，故σc=N*(1+6*e/L)/L/B=201×(1+6×39.801/440)/440/270 ×10^3=2.61019N/mm^2锚栓群承受的拉力：T a=0单个锚栓承受的最大拉力：N ta=0混凝土抗压强度设计值：f c=11.9N/mm^2底板下混凝土最大受压应力：σc=2.61019N/mm^2底板下混凝土最大受压应力设计值：σc11.9N/mm^22.61≤11.9，满足五. 底板验算1 混凝土反力作用下截面所围区格分布弯矩计算截面所围区格按四边支承板计算，依中心点取混凝土压应力控制工况：组合工况1，最大混凝土压应力：σc=1.69192 N/mm^2长边长度：a3=H-T f=188 mm短边长度：b3=B-T w=188 mm分布弯矩：M strSub=0.048×1.69192×188×188 ×10^-3=2.87036 kN2 混凝土反力作用下边角区格分布弯矩计算边角区格按两边支承板计算，依自由角点取混凝土压应力控制工况：组合工况1，最大混凝土压应力：σc=2.61019 N/mm^2边缘加劲肋到底板边缘长度：a=0.5×(440-190)=125 mmX向加劲肋到底板边缘长度：b=0.5×[270-(1-1)×170]=135 mm跨度：a2=(125^2+135^2)^0.5=183.984 mm区格不规则，按等面积等跨度折算悬挑长度：b2=89.0025 mm分布弯矩：M c2=0.0574003×2.61019×183.984×183.984 ×10^-3=5.0716 kN3 混凝土反力作用下边缘加劲肋内侧区格分布弯矩计算边缘加劲肋内侧区格按三边支承板计算，依跨度中点取混凝土压应力控制工况：组合工况1，最大混凝土压应力：σc=1.69192 N/mm^2跨度：a2=190 mm悬挑长度：b2=0.5×(270-200+12)=41 mm分布弯矩：M c3=0.5×1.69192×41×41 ×10^-3=1.42206 kN4 要求的最小底板厚度计算综上，底板各区格最大分布弯矩值为：M max=5.0716 kN受力要求最小板厚：t min=(6*M max/f)^0.5=(6×5.0716/205 ×10^3)^0.5=12.1835 mm≤20，满足一般要求最小板厚：t n=20 mm≤20，满足柱截面要求最小板厚：t z=12 mm≤20，满足六. 柱对接焊缝验算柱截面与底板采用全对接焊缝，强度满足要求七. X向加劲肋验算加劲肋外伸长度：L b=105 mm反力区面积：S r=min(270，2×105]×105×10^-2=220.5 cm^21 X向加劲肋板件验算控制工况：组合工况1，混凝土压应力：σcm=2.61019 N/mm^2计算区域混凝土反力：F c=2.61019×220.5/10=57.5548 kNX向加劲肋不承担锚栓拉力，取锚栓反力：F a=0 kN板件验算控制剪力：V r=max(F c，F a)=57.5548 kN计算宽度取为上切边到角点距离：b r=126.717 mm板件宽厚比：b r/t r=126.717/8=15.8396≤18，满足扣除切角加劲肋高度：h r=270-20=250 mm板件剪应力：τr=V r/h r/t r=57.5548×10^3/(250×8)=28.7774 Mpa≤125，满足2 X向加劲肋焊缝验算焊缝验算控制剪力和控制工况同板件验算，V r=57.5548 kN角焊缝有效焊脚高度：h e=2×0.7×7=9.8 mm角焊缝计算长度：l w=h r-2*h f=250-2×7=236 mm角焊缝剪应力：τw=V r/(2*0.7*h f*l w)=57.5548/(2×9.8×236)=24.8853 MPa≤160，满足八. 边缘加劲肋验算加劲肋外伸长度：L b=20 mm加劲肋外侧反力区长度：l i=min[0.5×(440-200+10)，20]=20 mm反力区面积：S r={20+min[0.5×(200-10)，20]}×20×10^-2=8 cm^21 边缘加劲肋板件验算控制工况：组合工况1，混凝土压应力：σcm=2.08845 N/mm^2计算区域混凝土反力：F c=2.08845×8/10=1.67076 kN边缘加劲肋验算不承担锚栓拉力，取锚栓反力：F a=0 kN板件验算控制剪力：V r=max(F c，F a)=1.67076 kN计算宽度取为上切边到角点距离：b r=45.4267 mm板件宽厚比：b r/t r=45.4267/10=4.54267≤14.8558，满足扣除切角加劲肋高度：h r=270-20=250 mm板件剪应力：τr=V r/h r/t r=1.67076×10^3/(250×10)=0.668303 Mpa≤180，满足2 边缘加劲肋焊缝验算焊缝验算控制剪力和控制工况同板件验算，V r=1.67076 kN角焊缝有效焊脚高度：h e=2×0.7×7=9.8 mm角焊缝计算长度：l w=h r-2*h f=250-2×7=236 mm角焊缝剪应力：τw=V r/(2*0.7*h f*l w)=1.67076/(2×9.8×236)=0.722396 MPa≤200，满足控制工况：组合工况1，N=(-201) kN；V x=10 kN；V y=35 kN；九. 抗剪键验算1 正应力验算锚栓所承受的拉力为：T a=0 kN柱脚所承受的剪力：V=(V x^2+V y^2)^0.5=(10^2+35^2)^0.5=36.4005 kN柱脚底板的摩擦力：V fb=0.4*(-N+T a)=0.4×(201+0)=80.4 kN抗剪键X向剪力：V sx=V x×(V-V r)/V=10×(36.4005-80.4)/36.4005=(-12.0876) kN 抗剪键Y向剪力：V sy=V y×(V-V r)/V=35×(36.4005-80.4)/36.4005=(-42.3065) kN 抗剪键X向弯矩：M sx=V y×h d=(-42.3065)×50×10^-3=(-2.11533) kN·m抗剪键Y向弯矩：M sy=V x×h d=(-12.0876)×50×10^-3=(-0.604379) kN·m计算γ：截面塑性发展系数γ2=1.2γ3=1.05验算强度：σ1=((-2.115))/39.7/1.05×10^3-((-0.6044))/16.9/1.2×10^3=(-20.94)N/mm^2σ2=((-2.115))/39.7/1.05×10^3+((-0.6044))/7.8/1.2×10^3=(-115.3)N/mm^2σ3=-((-2.115))/39.7/1.05×10^3-((-0.6044))/16.9/1.2×10^3=80.55N/mm^2σ4=-((-2.115))/39.7/1.05×10^3+((-0.6044))/7.8/1.2×10^3=(-13.82)N/mm^2σmax=115.3 N/mm^2≤215，满足2 2轴剪应力验算控制工况同正应力验算，2轴剪力计算参上τ=(-42.31)×23.5/0.53/198.3×10=(-94.6)N/mm^2τ2=(-94.6) N/mm^2≤125，满足3 3轴剪应力验算控制工况同正应力验算，3轴剪力计算参上τ=(-12.09)×7.833/1.7/25.6×10=(-21.76)N/mm^2τ3=(-21.76) N/mm^2≤125，满足十. 抗剪键角焊缝验算焊缝群分布和尺寸如下图所示：角焊缝焊脚高度：h f=6 mm；有效高度：h e=4.2 mm焊缝受力：N=0kN；V x=0kN；V y=0kN；M x=0kN·m；M y=0kN·m；未直接承受动力荷载，取正面角焊缝强度设计值增大系数βf=1.22 1 焊缝群强度验算轴力下正应力：σN=N/A=0/16.72×10=0 MPa最大综合应力：σmax=max(τy，τx)=0 MPa≤160，满足2 角焊缝构造检查角焊缝连接板最小厚度：T min=5.3 mm构造要求最大焊脚高度：h fmax=1.2*T min=6.36 mm≥6，满足腹板角焊缝连接板最大厚度：T max=5.3 mm构造要求最小腹板焊脚高度：h fmin=1.5*T max^0.5=3.453 mm≤6，满足。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
柱脚底板厚度计算
（根据CECS 102:98 7.2.9条 编制）
端板钢材的抗拉强度设计值f =315N/mm^2端板的宽度b =250mm 加肋板的宽度bs =
0mm 螺栓中心至腹板的距离e w =
60mm 螺栓中心至翼缘板表面的距离ef =90mm 螺栓的间距a =
120
mm
1.伸臂类端板：
(7.2.9-1)
一个高强螺栓的拉力设计值,Nt =0KN 按公式(7.2.9-1)计算的端板厚度t 1=
0.0
mm
2.无加劲肋类端板：
(7.2.9-2)
一个高强螺栓的拉力设计值,Nt =78.5KN 按公式(7.2.9-2)计算的端板厚度t 1=
19.3
mm
3.两边支承类端板 (1)端板外伸
(7.2.9-3a )
一个高强螺栓的拉力设计值,Nt =0KN 按公式(7.2.9-3a)计算的端板厚度t 1=
0.0
mm
(2)端板平齐
(7.2.9-3b )
一个高强螺栓的拉力设计值,Nt =0KN 按公式(7.2.9-3b)计算的端板厚度t 1=
0.0
mm
4.三边支承类端板：
(7.2.9-4)
一个高强螺栓的拉力设计值,Nt =0KN 按公式(7.2.9-4)计算的端板厚度t 1=
端板厚度t =0.0
mm
结 论：端板厚度t =
19.3
mm
bf
N
e
t t
f
6≥
f
e a N e t w t
w )5.0(3+≥
f
e e e b e N e e t w
f f w t
w f )](2[6++≥
f
e e e b e N e e t w
f f w t
w f )](4[12++≥
f
e b b e N e e t
f s w t
w f ]4)2([62
++≥。