柱脚--钢结构讲解
钢结构工程中柱脚设计初论
钢结构工程中柱脚设计初论钢结构建筑中，柱脚是必不可少的结构连接节点，其对整个结构的承载力及稳定性有着非常重要的作用，作为连接钢柱与钢筋混凝土基础或者基础梁的重要节点，其合理的受力分析和节点设计也就显得尤为必要。
柱脚按结构的内力分析，可大体分为铰接连接柱脚和刚性固定连接（刚接）柱脚两大类。
其中刚接柱脚包含外露式柱脚、埋入式柱脚及外包式柱脚。
刚接柱脚除了承受轴心压力和水平剪力外，还要承受弯矩。
对于工业厂房、多层及高层钢结构常采用刚接柱脚，《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）亦仅对钢结构的刚接柱脚加以规定。
本文即针对三种钢结构刚接柱脚节点形式的受力分析及设计做以探讨。
1 外露式柱脚外露式柱脚主要由底板、加劲肋、锚栓及锚栓支承托座等组成（图1），各部分的板件都应具有足够的强度和刚度，而且相互之间应有可靠的连接。
1.1 受力分析从力学角度看，外露式柱脚更适合作为半刚接性柱脚。
震害表明：其破坏特征是锚栓剪断、拉断或拔出。
结构设计中应考虑柱脚支座的非完全刚性连接，必要时按刚接和半刚接柱脚采用包络设计方法。
当仅采用刚接柱脚计算时，应考虑柱反弯点的下移引起的柱顶弯矩及相关构件的内力增大问题。
外露式柱脚由外露的柱脚螺栓承担钢柱底的弯矩和轴力，柱脚承载力不宜小于柱截面塑形屈服承载力的1.2倍。
底板的尺寸由基础混凝土的抗压设计强度确定，计算底板厚度时，可偏安全地取底板各区格的最大压力进行计算。
由于底板与基础之间不能承受拉应力，拉力应由锚栓来承担，当拉力过大，锚栓直径大于60mm时，可根据底板的受力实际情况，按压弯构件确定锚栓。
柱底剪力应由钢底板与其下钢筋混凝土之间的摩擦力承受（摩擦系数可取0.4）。
当水平剪力超过摩擦力时，可设置抗剪键及柱脚外包混凝土等有效抗剪措施承担。
1.2 节点构造设计外露式柱脚底板的一般厚度不应小于柱子较厚板件的厚度，且不宜小于30mm。
当需增设加劲肋和锚栓支承托座等补强措施时，底板长度和宽度外伸尺寸，每侧不宜超过底板厚度的18 倍。
钢结构柱脚节点构造及计算
钢结构柱脚节点构造及计算摘要：1.钢结构柱脚节点的构造2.钢结构柱脚节点的计算3.总结正文：钢结构柱脚节点构造及计算钢结构柱脚节点是钢结构建筑中非常重要的一个组成部分，它的主要作用是将钢柱与基础结构连接起来，承受钢柱传来的荷载。
钢结构柱脚节点的构造和计算是钢结构设计中的重要内容，下面将分别介绍。
一、钢结构柱脚节点的构造钢结构柱脚节点的构造主要涉及到以下几个方面：1.柱脚底板的构造：柱脚底板需要具有足够的强度和刚度，以承受钢柱传来的荷载。
通常情况下，柱脚底板采用厚钢板或混凝土板，并在其上设置螺栓或焊接等方式，将钢柱与底板连接起来。
2.柱脚与基础的连接：柱脚与基础的连接通常采用混凝土基础或钢筋混凝土基础。
在混凝土基础顶面，需要设置抗剪键，以增加柱脚与基础的连接强度。
3.防锈措施：钢结构柱脚节点在使用过程中，可能会受到腐蚀的影响。
为了提高柱脚节点的使用寿命，通常需要采取一些防锈措施，如喷涂防锈漆或镀锌等。
二、钢结构柱脚节点的计算钢结构柱脚节点的计算主要涉及到以下几个方面：1.荷载计算：钢结构柱脚节点需要承受钢柱传来的各种荷载，包括轴向荷载、弯矩、剪力等。
在计算时，需要根据实际情况合理地考虑这些荷载。
2.强度计算：钢结构柱脚节点的强度计算，需要考虑材料强度、几何尺寸、连接方式等因素。
在计算时，需要根据相关规范和设计手册，进行合理的强度验算。
3.稳定性计算：钢结构柱脚节点的稳定性计算，需要考虑柱脚底板的稳定性、基础的稳定性等因素。
在计算时，需要根据相关规范和设计手册，进行合理的稳定性验算。
总结钢结构柱脚节点是钢结构建筑中非常重要的一个组成部分，它的构造和计算是钢结构设计中的重要内容。
钢结构刚性固定柱脚的3个方法
钢结构刚性固定柱脚的3个方法一、钢柱柱脚形式的分类（1）刚性固定柱脚：1）埋入式柱脚；2）外包式柱脚；3）插入式柱脚。
（2）铰接柱脚：外露式柱脚。
二、埋入式柱脚1、基本概念埋入式柱脚是指将钢柱底端直接埋入混凝土基础筏板、地基梁或地下室墙体内的一种刚性连接的柱脚。
其特点是埋入相对自身绝对刚性的基础中而形成刚性固定柱脚节点。
这种柱脚构造可靠，常用于高层钢结构框架柱的柱脚。
2、埋入式柱脚的受力特点（1）柱的轴向压力N，由钢柱的柱脚底板直接传递给钢筋混凝土基础；柱的轴向拉力，则是通过柱脚底板悬出部分将其上部混凝土的反向压力传递给基础，或经由锚栓（底脚螺栓）直接传给基础。
（2）柱的弯矩M有2种传递方式：1）均由H形钢柱翼缘上的抗剪圆柱头焊钉传递给基础，在实际工程设计中大多采用该方法；2）依靠钢筋混凝土对钢柱翼缘的侧向承压力所产生的抵抗拒来传递给基础。
（3）柱脚顶部的水平剪力V由钢柱翼缘与基础混凝土侧向承压力来传递。
（4）钢柱翼缘与基础混凝土在侧向承压应力状态下，由于钢柱翼缘与混凝土摩擦而产生的抵抗力，设计时不考虑。
（5）钢柱翼缘与基础混凝土之间的粘结作用设计时不考虑。
（6）在确定埋入钢柱周边对称配置的垂直纵向钢筋面积时，不考虑由钢柱承担的弯矩。
3、埋入式柱脚一般构造要求及部分细部设计计算（1）埋入式柱脚的钢柱埋入基础的深度一般可以在以下范围内采用（h c为钢柱截面的高度或管径）：1）轻型工字钢截面柱：H=（2.0~2.5）h c；2）圆管形截面柱和箱形截面钢柱：H=（2.5~3.0）h c。
（2）埋入式柱脚，在钢柱埋入部分的顶部，应设置水平加劲肋或横隔板；对H形截面柱，其水平加劲肋外伸宽度的宽厚比应不大于9（235/f ay）½，对于箱型截面柱，其内部横隔板的宽厚比应不大于30（235/f ay）½。
（3）埋入式柱脚在钢柱的埋入部分，应设置圆柱头抗剪栓钉，栓钉的数量和布置，应按计算要求确定。
钢结构柱脚节点构造及计算
钢结构柱脚节点构造及计算（最新版）目录1.钢结构柱脚节点概述2.钢结构柱脚节点的构造3.钢结构柱脚节点的计算方法4.钢结构柱脚节点的应用实例5.钢结构柱脚节点的设计要点正文一、钢结构柱脚节点概述钢结构柱脚节点是钢结构建筑中常见的一种连接方式，它将钢柱与基础牢固地连接在一起，承担着整个建筑物的重量和荷载。
柱脚节点的设计和计算对于钢结构建筑的安全和稳定性至关重要。
二、钢结构柱脚节点的构造钢结构柱脚节点通常由柱脚、底板、焊接钢板、高强度螺栓等构件组成。
柱脚是钢柱的端部，底板是柱脚与基础之间的承压板，焊接钢板用于增强柱脚与底板之间的连接，高强度螺栓则是用来固定焊接钢板和柱脚。
三、钢结构柱脚节点的计算方法钢结构柱脚节点的计算主要包括以下几个方面：1.柱脚轴向压力计算：根据建筑物的荷载和柱脚的受力面积，计算柱脚底板承受的轴向压力。
2.柱脚侧向抗弯极限承载力计算：在抗震设计时，需要计算柱脚在轴力和弯矩作用下的侧向抗弯极限承载力，以确保柱脚在强烈地震等极端情况下不会发生塑性铰。
3.焊接钢板和螺栓的计算：根据柱脚和底板之间的连接强度要求，计算焊接钢板的面积和厚度，以及高强度螺栓的数量和规格。
四、钢结构柱脚节点的应用实例在实际工程中，钢结构柱脚节点的应用非常广泛，如高层建筑、桥梁、体育馆等大型钢结构建筑。
在这些建筑中，柱脚节点的合理设计和计算可以确保建筑物的安全稳定。
五、钢结构柱脚节点的设计要点在设计钢结构柱脚节点时，应注意以下几个方面：1.确保柱脚节点的强度和刚度满足设计要求。
2.考虑地震等极端情况下柱脚节点的抗震性能。
3.注重柱脚节点的构造简单、安装方便、维护便捷。
4.节约材料，降低成本。
总之，钢结构柱脚节点的设计和计算是钢结构建筑中非常重要的一环。
浅谈钢结构中的柱脚设计
浅谈钢结构中的柱脚设计摘要：随着全球人口的激增，建设用地随之紧张，高层建筑随之出现并不断增加。
本文就高层钢结构中柱脚的设计进行探讨。
以期供同仁参考。
关键词：高层钢结构；埋入式柱脚；基础冲切Abstract: with the global population surge, construction land then nervous, high-rise building appears and growing. This paper high-rise steel structure in the design of the foot column is discussed in this paper. For reference to colleagues.Keywords: high-rise steel structure; Embedded column footing; Punching based一、现有高层钢结构柱脚的设计及其局限性钢结构柱脚顾名思义就是钢结构柱子中位于柱子的底部，能将上部结构与下部基础有效进行连接的节点，起到将柱子下端的轴力、弯矩和剪力等荷载传递给基础的作用。
目前高层钢结构柱脚的设计通常采用埋入式柱脚和外包式柱脚两种形式。
埋入式柱脚是指将柱脚直接埋人基础内的柱脚形式，通常要求钢柱的埋人深度对轻型H型钢不得小于柱截面高度的2倍，对大截面H 型钢和箱型截面柱不得小于钢柱截面高度的3倍。
外包式柱脚由钢柱脚和外包的混凝土组成，钢柱的轴力和弯矩通过焊接于钢柱的栓钉传递给混凝土，外包混凝土的高度与埋入式柱脚的埋人深度要求相同。
近年来随着我国建筑行业的发展，高层钢结构建筑被越来越广泛地采用。
这些建筑由于埋置深度的要求，大都设有多层地下室。
这样地震或者风荷载引起的水平力大部分都通过地下室嵌固层传递给侧面土体，而传到基础面上柱脚的荷载实际上是轴力起控制作用。
所以这种多层地下室柱脚基本上弯矩、剪力较小，主要以轴力为主。
第7章 柱脚
β
2011-12-9
柱脚
§7.12.1 轴心受压柱的柱脚
③三边支承部分： 三边支承部分：
a1
M3 = β ⋅ q⋅ a
2 1
a
b1
式中： 式中： --自由边长度 自由边长度； a1--自由边长度； --系数 系数， 有关。 β --系数，与 b1 /a1 有关。
§7.12.1 轴心受压柱的柱脚 底板厚： 底板厚：
取 m = m {M1 M2， 3， 4} M ax M M ax ， 6Mm ax 底 厚 t= 板 ： f
20mm≤t≤40mm t≥14mm（刚度要求，满足反力均匀） t≥14mm（刚度要求，满足反力均匀） 各区格弯矩相近， 各区格弯矩相近，否则重新调整尺寸及划分
§7.12.2 压弯构件的柱脚
算法1 87） 算法1求T和L（7-87） 锚栓拉力T较小时， 锚栓拉力T较小时，应力三角形分布 底面受压区的总压力R=N+T 底面受压区的总压力R=N+T
M − Ne T= (2 / 3) L0 + d / 2
e—N至受压区合力R的距离 N至受压区合力R L0—底板边缘至锚栓孔边缘的距离 底板边缘至锚栓孔边缘的距离 d—锚栓孔直径 锚栓孔直径 L由 σ max ≤ f cc 确定
2011-12-9 柱脚
§7.12.1 轴心受压柱的柱脚
①一边支承部分（悬臂板） 一边支承部分（悬臂板）
a
b1
q=N A n
L
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柱脚
a1 t1 B t1
q⋅ c2 M1 = 2
§7.12.1 轴心受压柱的柱脚
②二相邻边支承部分： 二相邻边支承部分：
浅析钢结构柱脚设计要点
浅析钢结构柱脚设计要点浅析钢结构柱脚设计要点柱脚的构造使柱⾝的内⼒可靠的传给基础，并和基础有牢固的连接。
柱脚的连接形式有铰接和刚接两种形式，铰接柱脚不承受弯矩，只承受轴向压⼒和⽔平剪⼒，剪⼒通常由底板和基础表⾯的摩擦⼒传递，当此摩擦⼒不⾜以承受⽔平剪⼒时，应在柱脚底板下设置抗剪键，抗剪键可⽤⽅钢、短T 字钢和H 型钢做成。
刚接柱脚承受弯矩，轴向压⼒和⽔平剪⼒。
本⽂简述柱脚底板区格划分及计算，阐述其施⼯时需要注意的问题和施⼯控制重点，并对柱脚施⼯时出现的问题，提出具体处理⽅法。
1 柱脚计算1.1柱脚底板⾯积计算底板截⾯尺⼨决定于基础材料的抗压能⼒，柱脚底板和基础接触⾯为作⽤⼒与反作⽤⼒，基础对底板的压应⼒可近似认为是均匀的，柱脚底板所需净⾯积A n （柱脚底板长乘宽，减去锚栓孔⾯积）为： A n ≥ N 为柱承受轴向压⼒；c f 为基础混凝⼟的抗压强度设计值；c β为混凝⼟局部承压时的强度提⾼系数，c f 、c β均按设计规范取值。
1.2 柱脚底板厚度计算底板的厚度由板的抗弯强度决定，底板可视为⼀个⽀撑在靴梁、隔板和柱端的平板，承受基础传来的均匀反⼒，靴梁、隔板和柱端⾯均可视为底板的⽀撑边，并将底板分割成不同的区格，其中有四边⽀撑、三边⽀撑、两相邻边⽀撑和⼀边⽀撑等区格。
在均匀分布的基础反⼒作⽤下，各区格板单位宽度上的最⼤弯矩为：1.2.1 四边⽀撑区格板：2qa M α=q 为作⽤于底板单位⾯积上的压应⼒，q=N/ A n ；a 为四边⽀撑短边长度；α为系数，根据长边b 与短边a 之⽐按表⼀取值表1 α值1.2.2 .三边⽀撑区格和两相邻边⽀撑区格：M=βqa 12a 1为三边⽀撑区格⾃由长度，两相邻边⽀撑区格为对⾓线长度；β为系数，b/a 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 3.0 ≥4.0 α 0.048 0.055 0.063 0.069 0.075 0.081 0.086 0.091 0.095 0.099 0.101 0.119 0.125CC f N β根据b 1/a 1取值，对三边⽀撑区格b 1为垂直于⾃由边的宽度；对两相邻边⽀撑区格，b 1为内⾓顶点⾄对⾓线的垂直距离（见图1）。
钢结构柱头柱脚设计.
14．哪些因素影响轴心受压构件的稳定承载力？ 答：构件的初弯曲、荷载的初偏心、残余应力的分布以 及构件的约束情况等。
15．计算格构式轴心受压构件绕虚轴的整体稳定时，为什么采 用换算长细比？ 答：格构式轴心受压构件，当绕虚轴失稳时，因肢件之间并不 是连续的板而只是每隔一定距离用缀条或缀板联系起来，构件的 剪切变形较大，剪力造成的附加影响不能忽略。因此，采用换算 长细比来考虑缀材剪切变形对格构式轴心受压构件绕虚轴的稳定 承载力的影响。
对缀条式构件应预先确定斜缀条的截面 A1 ；对缀板式构 件应先假定分肢长细比 1 。 计算出 x 后，即可得到对虚轴的回转半径： i x l0 x / x 可得构件在缀材方向的宽度b i x / 1 ，亦可由已知截面的 几何量直接算出构件的宽度b。 （3）验算构件对虚轴的整体稳定性，不合适时应修改构 件宽b再进行验算。 （4）计缀条或缀板（包括连接）。 进行以上计算时应注意： （1）对实轴的长细比 y和对虚轴的换算长细比 0 x均不得超过 容许长细比[]； （2）缀条构件的分肢长细比 1 l1 / i1不得超过构件两方向长细 比（对虚轴为换算长细比）较大值的 0.7 倍，否则分肢可能先 于整体失稳； （ 3）缀板构件的分肢长细比 1 l01 / i1不应大于 40，并不应大 于构件较大长细比 max 的0.5倍（当max <50时，取max ＝50），亦是 为了保证分肢不先于整体构件失去承载能力。
第五节
一.柱头的定义及作用
柱头和柱脚的设计
柱头是指柱的顶部与梁（或桁架）连接的部分。其作用 是将梁等上部结构的荷载传到柱身。 二、柱头的连接方式 （1）将梁连于柱侧面的侧面连接 （2）将梁直接放在柱顶上的顶面连接
（1）将梁连于柱侧面的侧面连接
浅析钢结构柱脚的
钢结构柱脚的类型
根据构造形式分类
可分为铰接柱脚和刚接柱脚。铰接柱脚通过连接钢板将柱与基础连接，具有构 造简单、安装方便的优点；刚接柱脚则通过焊接或螺栓连接将柱与基础形成整 体，具有更好的承载能力和稳定性。
根据材料分类
可分为钢制柱脚和混凝土柱脚。钢制柱脚由钢板、型钢等材料制成，具有较高 的强度和刚度；混凝土柱脚则由混凝土浇筑而成，具有较好的耐久性和防火性 能。
钢结构柱脚应进行防腐处理， 确保长期使用不锈蚀。
05
钢结构柱脚的应用与发展趋势
应用领域及案例分析
01 02
建筑领域
钢结构柱脚在建筑领域中应用广泛，如高层建筑、桥梁、厂房等。例如 ，上海中心大厦采用了巨型钢结构柱脚，保证了建筑的稳定性和抗震性 。
交通领域
高铁、地铁等交通设施中，钢结构柱脚也得到了广泛应用。例如，高铁 桥梁的支撑结构中，钢结构柱脚能够承受高速列车带来的巨大荷载。
03
工业领域
在石油化工、电力、冶金等工业领域，钢结构柱脚也发挥了重要作用。
例如，大型储罐的支撑结构中，钢结构柱脚能够保证储罐的稳定性和安
全性。
发展趋势与挑战
轻量化设计
随着材料科学的发展，钢结构柱脚的设计逐渐向轻量化方 向发展。新型材料如高强度钢、铝合金等的应用，使得钢 结构柱脚更加轻便、高效。
绿色环保
符合规范和标准
钢结构柱脚的设计应符合相关 规范和标准的要求，确保结构
的安全性和可靠性。
02
钢结构柱脚的连接方式
焊接连接
焊接工艺
焊接连接是钢结构柱脚最常用的 连接方式之一，通过将柱脚与钢 柱或基础进行焊接，实现牢固的
连接。
焊接要求
焊接连接要求焊缝质量高，焊缝强 度应满足钢结构设计要求，同时要 求焊缝无夹渣、无气孔等缺陷。
全面认识钢结构柱脚!(二)2024
全面认识钢结构柱脚!（二）钢结构柱脚是钢结构中的重要组成部分，它承担着传递柱子荷载至地基的任务。
本文将从五个大点出发，深入探讨全面认识钢结构柱脚的相关内容。
引言概述：钢结构柱脚作为连接柱子和地基的关键节点，其设计和施工对于整个钢结构的安全性和稳定性至关重要。
在本文中，我们将首先介绍钢结构柱脚的定义和作用，然后重点探讨钢结构柱脚的设计原则、常见病害及其防治措施、施工质量控制和强度验算标准等方面内容。
正文内容：一、钢结构柱脚的定义和作用1. 钢结构柱脚的定义2. 钢结构柱脚的作用二、钢结构柱脚的设计原则1. 荷载计算与传递原则2. 材料选取与使用原则3. 结构形式与连接方式的选择原则4. 震动与变形控制原则5. 安全性与可靠性原则三、钢结构柱脚的常见病害及其防治措施1. 磨损与腐蚀2. 裂缝与变形3. 疲劳和断裂4. 锈蚀和腐蚀5. 震动和地震影响6. 高温和火灾风险7. 防护措施与维护保养四、钢结构柱脚的施工质量控制1. 材料质量控制2. 制作工艺控制3. 连接方式控制4. 安装质量控制5. 预防措施和监测控制五、钢结构柱脚的强度验算标准1. 国内钢结构柱脚强度验算标准2. 国际钢结构柱脚强度验算标准3. 考虑设计震动荷载的强度验算总结：全面认识钢结构柱脚对于钢结构设计、施工和维护至关重要。
在本文中，我们从定义和作用、设计原则、常见病害及其防治措施、施工质量控制和强度验算标准五个大点出发，深入剖析了钢结构柱脚的相关内容。
希望这些信息能对相关专业人员和从业者有所启发，并能够提高钢结构柱脚的设计和施工质量。
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柱脚--钢结构讲解
柱脚是指钢结构中柱子与地基之间的连接部分，通常是通过焊接或
螺栓连接来实现的。
柱脚的设计与施工非常重要，因为它承载着柱子的重量以及可能的
水平力和摆动力。
适当的柱脚设计可以保证柱子在地震或其他外力
作用下的稳定性和安全性。
在钢结构中，柱脚通常采用焊接连接。
焊接连接的优点是强度高、
刚性好，但要求焊缝质量高，需要经过严格的检验和检测。
柱脚的
焊接连接通常采用角焊缝或对焊缝。
柱脚的连接也可以采用螺栓连接。
螺栓连接的优点是方便拆卸和更换，适用于需要经常修改或维护的结构。
螺栓连接需要使用高强度
螺栓和螺母，并通过预紧力来保证连接的稳固性。
在柱脚设计中，还需要考虑地震力和风力对柱子的影响。
一般来说，柱脚需要加强，以增加整个结构的稳定性和抗震能力。
这可以通过
增加连接件的数量或使用更坚固的材料来实现。
总而言之，柱脚在钢结构中非常重要，它承载着柱子的重量和外力，并通过焊接或螺栓连接来确保结构的稳定性和安全性。
柱脚的设计
需要考虑各种力的作用，以确保结构的抗震能力和稳定性。