柱脚计算表格
钢结构刚接柱脚计算表格
刚接柱脚(E轴GZ5)---Mmax工程名称：1输入柱脚尺寸500x400x8.x16输入弯矩M34.07Ton-m输入轴力N20.46Ton输入剪力V 6.46Ton估计锚栓大小M36锚栓材料Q235输入d1105.00mm输入d290.00mm输入d390.00mm输入d490.00mm输入d590.00mm输入d690.00mm计算得底板宽D750.00mm计算得底板长L860.00mm底板材料Q345输入混凝土基长L11010.00mm输入混凝土基宽L2900.00mm输入混凝土强度C252. 检验基础受压和锚栓受拉计算得偏心距e=M/N 1.67m混凝土基面积Ab=L1*L2909000.00mm^2柱底板面积Ae=D*L645000.00mm^2混凝土强度放大系数q1=SQRT(Ab/Ae) 1.19混凝土承压强度Fcc12.50混凝土弹性模量E28000.00计算得受拉锚栓面积Aa=4*Ae3268.0mm^2偏心量:e>L/6+Lt/3混凝土所受最大压力6.81N/mm^2Fc<q1*Fcc=14.84OK!计算受拉锚栓总拉力Tp =N*(e-L/2+Xn/3)/(L-d5-Xn/3)387650.09N柱间支撑处的竖向分力N1=50180N锚栓强度f140.00N/mm^2计算锚栓所受拉力s=(Tp+N1)/Aa133.97N/mm^2OK!3. RC柱头抗剪：水平抗剪承载力Vtb=0.4*(N+(Tp/9800))24.01OK!4. 计算板厚t底板强度s1295.00N/mm^2 A.对于两边支撑计算a1=SQRT((d1+d2)^2+(d5+d6)^2)265.38mm计算b1=(d1+d2)*(d5+d6)/a1132.26mm计算b1/a1=b1/a10.50由b1/a1用插值法得q20.06计算弯矩M1=q2*fc*a1^2计算板厚t=SQRT(6*m1/s1)B.对于三边支撑计算a2=d3+d4180.00mm计算b2=d5+d6180.00mm计算b2/a2=b2/a2 1.00由b2/a2用插值法得q30.11计算弯矩M2=q3*fc*a2^2计算板厚t=SQRT(6*m2/s1)C.对于锚栓的拉力计算一个锚栓所受拉力T=(Tp+N1)/4109457.52N锚栓孔径d42.00mm计算板厚t =sqrt((6*T*d6)/((d+2 *d6)*s1)D.结论：5、加劲肋的计算：由底板下混凝土的分布力得到的剪力Vi1=aRi*lai*fc220.73KNVi2=Nta109.46KNVi=MAX（Vi1,Vi2)=220.73KN取加劲肋的高度和厚度为：hRi=250.00mmtRi=14.00mm加劲肋的剪力VtR=Vi/(hRi*tRi)63.07N/mm^2<125.00OK!宽厚比bRi/tRi=10.71<14.86OK!取角焊缝的焊角尺寸:hf=10.00mmlw=225.00mm角焊缝的抗剪强度:Vi/0.7*(hf*lw)140.15N/mm^2<200.00OK!。
钢柱计算
将 、 代入公式（1）或（2），可求得受拉侧锚栓的总拉力 ：
水平抗剪承载力：
（二）底板全截面受压，所有锚栓均不产生拉力时：
如上图所示，通过 0 点弯矩平衡， 具体列法，及各部分公式的算法含义。
当
时，底板出现受拉区，一侧锚栓受拉。
Hale Waihona Puke （2）底板全截面受压，所有锚栓均不产生拉力时：
当
时，底板全截面受压，锚栓均不产生拉力。
（3）底板出现受拉区，但分布较小，所有锚栓均不产生拉力时：
当 节点验算：
时，底板出现受拉区，但所有锚栓均不产生拉力。
底板下的混凝土最大受压应力：
受拉侧锚栓的总有效面积：
水平抗剪承载力 当
圆形底板刚接柱脚压弯节点技术手册
2011 年 10 月 28 日 16:13 先闻公司 15 次阅读 共有评论 0 条
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；
型钢埋入式柱脚(刚性固定)
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。
柱脚底板厚度计算表(带公式程序)
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 =120mm1.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=0.0mm2.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=19.3mm3.两边支承类端板 (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=0.0mm(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=0.0mm4.三边支承类端板：(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 =0.0mm结 论：端板厚度t =19.3mmbfNet tf6≥fe a N e t w tw )5.0(3+≥fe e e b e N e e t wf f w tw f )](2[6++≥fe e e b e N e e t wf f w tw f )](4[12++≥fe b b e N e e tf s w tw f ]4)2([62++≥。
柱计算长度系数
（一）规范要求⑴《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002）（以下简称《混凝土规范》）第7.3.11条第2款规定：一般多层房屋梁柱为刚接的框架结构，各层柱的计算长度系数可按表7.3.11-2取用。
⑵第7.3.11条第3款规定：当水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值的75％以上时，框架柱的计算长度l0可按下列两个公式计算，并取其中的较小值：l0＝［l＋0.15（Ψu＋Ψl)]H （7.3.11-1）l0＝（2十0.2Ψmin）H （7.3.11-2）式中：Ψu、Ψl——柱的上端、下端节点处交汇的各柱线刚度之和与交汇的各梁线刚度之和的比值；Ψmin——比值Ψu、Ψl中的较小值；H——柱的高度，按表7.3.11-2的注采用。
（二）工程算例⑴工程概况：某工程为十层框架错层结构，首层层高2m，第二层层高4.5m。
其第一、二层结构平面图、结构三维轴侧图如图1所示。
（图略）（三）SATWE软件的计算结果⑴计算结果表：－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－表1柱1、柱2、柱3按照表7.3.11-2直接取值的计算长度系数柱1／3.25／3.25／1.44／1.44／柱2／1.00／3.25／1.25／1.44／柱3／1.00／1.00／1.25／1.25／－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－表2柱1、柱2、柱3按公式7.3.11-1和7.3.11-2计算的计算长度系数柱1／3.59／3.83／1.60／1.70／柱2／1.33／3.83／1.42／1.70／柱3／1.19／1.12／2.23／2.14／－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－表中数据依次为：柱号／首层Cx／首层Cy／二层Cx／二层Cy／柱1是边柱，首层无梁，二层与三根梁相连；柱2也是边柱，首层下向有一根梁，二层与三根梁相连；柱3是中柱，首层、二层均与四根梁相连。
柱计算表
层边柱上端
底层中柱上端
Nmax -26.46 1272.71 4400.00 500.00 500.00 250000.00 40.00 460.00 19.10 360.00 200000.00 0.10 144.34 30.48 35.25 不考虑
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
-88.46 0.15 20.00 170.89 380.89 1.00 238.28 61.39 80.00 大偏心 -187.72 是 4Ⅲ20 1256.00
M(kN·m)(地震组合已考虑γ RE) N(kN) lc =1.0H 截面宽度b(mm) 截面高度h(mm) A(mm²) as或as'(mm) h0=h-a或a'(mm) fc(N/mm²) fy或fy'(N/mm²) Es(N/mm²) M1/M2<=0.9？ i=sqrt(I/A)(mm) lc/i 34-12M1/M2
-26.46 0.02 20.00 40.79 250.79 1.00 238.28 133.27 80.00 大偏心 -1200.12 是 4Ⅲ20 1256.00
1.09 5% 0.60%
1.09 5% 0.60%
1.09 5% 0.60%
1.09 5% 0.60%
1.09 5% 0.60%
1.09 5% 0.60%
e=ei+h/2-as或as’(mm)
偏心类型
实际受压区高度
2as' 偏心性质(x与xb,2as'比较) 大偏心受压计算 小偏心受压计算 单侧实选钢筋 实选钢筋面积(mm²) As=As'(mm²) As=As'(mm²)
是否按构造配筋（As与0比较）
实际配筋率 最大配筋率 最小配筋率
柱脚计算模板(A列柱)
一、节点基本数据1、柱的截面规格：H 900*350*25*302、材质Q345B 3、混凝土强度等级C30对应的轴心抗压强度设计值为14.34、锚栓采用Q235B 级 M 60，锚栓孔径余量为10对应M60锚栓，根据节点手册表8-2得图中相关尺寸的参考值为:锚栓抗拉强度f t a =140N/MM 2有效面积A e a =23.62cm 2l t =120=b t a=110Aea=23.62锚栓未定义c=150L9:错误l 2=10l t =120锚栓未定义5、每侧锚栓数量：3a=110锚栓未定义6、X加劲板厚度取t1=25c=150锚栓未定义翼缘加劲板t2=30Y加劲板厚度取t3=28间距取l 3=2257、柱底板：材质Q345B厚度408、托板材质Q345B厚度30距底板高度2509、底板尺寸：L x B x T 1360x 810x 40二、荷载信息设计内力：组合工况内力设计值工况1、偏心距e计算e=M/N=1360/2100*1000=mme1=L/6=1360/6=226.67e2=L/6+l t/3=1360/6+120/3=266.67e判别：2、公式选择3700H900*350*25*30柱脚靴梁刚接节点计算N（KN）Vx（KN）Vy（KN）Mx（KN·M）My（KN·1360647.62e>e22100140则相应的底板下混凝土最大受压应力计算公式为：σc=2N(e+L/2-lt)/(Bxn(l-lt-xn/3))受拉侧锚栓的总拉力为：Ta=N(e-L/2+xn/3)/(L-lt-xn/3)Aea=Ta/fta3、将各数值带入公式得：混凝土局部受压，X向扩伸150Y向扩伸150扩大系数α为：σc=9.2466N/mm 2≤fc=28.6N/mm2单颗锚栓受拉力：Nta=N(e-L/2+xn/3)/(L-lt-xn/3)/n =计算面积：Aea==929.4≤A e a 锚栓利用率四、柱脚底板厚度验算柱脚底板厚度40材质Q345B 对应的抗拉压和抗弯强度f =2651、两相邻边支承板a2=((bt + a + t1/2-l 2)^2+(l t + a + t2/2-l 2)^2))^0.5=331b2=(bt + a + t1/2-l 2)*(l t + a + t2-l 2)/a2=1650.50则计算系数α=0.06则柱脚底板由于混凝土基础反力承受的弯矩为：M1=ασc a 22=60628.92、三边支承板a)X向加劲板a2=l t + a + t2/2-l 2=235b2= 2 * c + t1=3251.38则计算系数α=0.126则柱脚底板由于混凝土基础反力承受的弯矩为：M2=ασc a 22=64341.2b）Y向加劲板(a)(b)2N(e+L/2-lt)/(Bxn(l-lt-xn/3))=Ta/fta b2/a2=两相邻边支130.11b2/a2=a2=l3=225b2=B/2-l2=3951.76则计算系数α=0.13则柱脚底板由于混凝土基础反力承受的弯矩为：M3=ασca22=60854.33、柱底板厚度验算取最大弯矩M imax=64341.2则t Pb=（6M imax/f)^0.5=38.17t Pb=(6N ta l ai/((D+2l ai)f))^0.5= 2.1516MAX(t Pb)=38.17≤40五、托座顶板验算当锚栓受拉时，视顶板为端板受拉。
(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。
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砼抗压强度：fc=14.3N/mm 2柱脚底板尺寸
钢材抗弯强度：f=190N/mm 2L＝1000mm 钢材抗剪强度：
fv=110N/mm 2B＝1000mm 一个锚栓抗拉承载力：Nt a =316.4kN lt＝100mm 锚栓直径：
d＝52mm l=L-lt=
900mm
一个锚栓有效截面面积：
Aea=1758
mm 2
一、受轴心拉力和弯矩共同作用t a OK!t a OK!
480.4KN
480.4/11.2/2 =21.4
cm
柱脚形式为刚性固定露出式柱脚。
钢柱、柱脚底板及支承加劲肋材质为Q235B钢，锚栓采用Q345B钢，短柱砼强度等级C30
柱脚节点设计
1、锚栓的强度校核
2、柱脚底板厚度t Pb 的计算柱脚受拉时,水平剪力全部由抗剪连接件承担。
Vmax=
3、 抗剪承载力的验算
h f =10mm， lw≥
2)、受拉侧底板的计算
2、柱脚底板厚度t Pb 的计算
V i /(h Ri *t Ri )=315.2*1000/490/30=21.4 N/mm 2 ＜ f v ＝110 N/mm 2，满足要求
三、锚栓支承加劲肋计算
由底板砼的分布反力得到的剪力 V i =a Ri *l ai *σ
cmax =200*200*7.88=315.2 KN ＞ N t max ＝193.97 KN
锚栓支承加劲肋的高度和厚度 h Ri =490mm, t Ri =30mm
二、受轴心压力和弯矩共同作用 1、锚栓的强度、砼受压应力校核。