实用的钢结构计算工具柱脚计算
刚性固定柱脚螺栓计算表11
262.1 339.9
实际计算局压提高 系数 2.29
全截面受压 e≤L/6 判别结果 底板下的混凝 土最大受压应 力 锚栓面积(mm2) 水平剪力 105.0 10.6 0 1333.6
螺栓内侧脱开 e≥L/6+Lt/3 105.0 24.6 -7695 902.7 -7017
计算锚栓每侧个数
-9
计算简图类型
Xn(mm) Xn(mm)0.0069来自-1.04E+08
刚性固定柱脚螺栓计算表
计算条件 弯距(KN.M) 轴力(KN) 剪力(KN) 钢弹性模量 混凝土弹性模量 350 3334 172 柱底内力 2.06E+05 2.55E+04 长-L(MM) 宽-B(MM) 螺栓边距-Lt(MM) e+L/2-Lt L-Lt 底板尺寸 800 700 70 730 435.0 3/4提高后强度 e-L/2 混凝土轴心抗压 局压提高系数 提高后强度 混凝土局压 14.3 1.72 24.596 18.447 -295.0 计算Al用数据 抗拉强度 单个螺栓面积 螺栓直径 a b 锚栓计算指标 140 816.7 36 偏心距判别条件 133.3 156.7 计算结果 螺栓外侧脱开 L/6≤e≤ L/6+Lt/3 105.0 10.8 0 1333.6 105.0 1200 800
钢结构柱头柱脚设计
第五节 柱头和柱脚的设计
一.柱头的定义及作用 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
（2）将梁直接放在柱顶上的顶面连接
N 承压 垫板 承压 顶板 承压或焊缝1 加劲肋
13．格构式轴心受压构件的设计步骤如何？进行以上计算时 应有哪些注意事项？
答：格构式轴心受压构件的设计步骤：
首先选择分肢截面和缀材的形式，中小型柱可采用缀板或缀 条柱，大型柱宜用缀条柱。
（1）按对实轴（y－y轴）的整体稳定选择柱的截面，方法 与实腹式构件的计算相同。
（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 0x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ma的x 0.5倍（当ma<x 50时，取ma＝x 50），亦是 为了保证分肢不先于整体构件失去承载能力。
焊缝2 腹板
实腹式
格构式
N 承压 垫板 承压 顶板 承压或焊缝1加劲肋
焊缝2 柱端缀板焊 缝3 柱身
三.柱脚的定义及作用
柱下端与基础相连的部分称为柱脚。柱脚的作用是将柱身所受 的力传递和分布到基础，并将柱固定于基础。
三.柱脚的定义Leabharlann 作用柱下端与基础相连的部分称为柱脚。柱脚的作用是将柱身所受 的力传递和分布到基础，并将柱固定于基础。
箱型柱插入式柱脚埋深计算
一、
基本条件
钢柱型号箱型 600x600x20x20柱翼缘宽度bf 600mm 柱翼缘厚度tw
28
mm 柱截面积
A 64064mm2柱截面抵抗矩
W 11672746
mm3钢柱屈服强度 Q345fy
335
N/mm2钢柱全塑性受弯承载力Mp=W*fy 3910369752
N*mm 柱脚埋深
d 2000
mm
杯口内二次浇灌层细石砼抗压强度设计值 C35
fc
16.7N/mm2
二、
计算公式新钢标 12.7.9条
根据抗规8.2.8.5，柱脚的连接需按照极限承载力计算。
计算公式见高钢规8.6.4
根据高钢规8.1.5条，箱型截面的全塑性受弯承载力M
三、假定埋深带入公式验算砼应力柱轴力设计值N
6500000N 柱轴向屈服承载力Ny=A*Fy 21461440N N/Ny=
0.302868773>考虑轴力影响时钢柱截面的全塑性受弯承载力Mpc=1.15(1-N/Ny)Mp=3134946993N*mm 柱脚埋入部分承受的极限受弯承载力
Mu=αMpc=3134946993N*mm
Vu=0.58*hw*tw*fy=6528480N 公式12.7.9-1计算结果
fc'=
17.77N/mm2
箱型柱插入式柱脚埋深计算
四、已知砼压应力直接计算埋深
直接计算埋深dmax=2101mm
跟板材厚度有关
假定
式见高钢规8.6.4
0.13
<fc。
钢结构外包式柱脚计算-外包式柱脚
柱底内力 M（kN•m) 1234.49 N(kN) 365.76 V(kN） 85.57 C30混凝土 Ec(N/mm2) fc(N/mm2) 30000 14.3 h(mm) 800
柱截面尺寸h﹡b﹡tw﹡t
b(mm) 600
tw(mm) 16
t(mm) 36
M作用下钢柱一侧翼缘轴力Nf Nf=M/hc= 1615.825 (kN) 栓钉受剪承载力Ncv N v<0.43*A*√(Ec*fc) = 107.0613 (kN) Ncv<0.7*A*γ *f = 95.54065 (kN)
γ = 1.67 钢筋规格 HRB335
保护层厚度c(mm)= 40 保护层+纵筋+箍筋δ (mm)= 77 包脚有效高度h0(mm)
fy(N/mm2)= 300
纵筋直径 A1(mms 25
h0=h'-2*c= 1146
纵向钢筋计算面积As As > Mb/(fy*h0) > 4088.511 mm2 As > 0.2%*h'*b' > 2860 mm2
c
hc(mm) =h-t = 764 栓钉规格∅ 22
2 A(mm )= 380.1327
栓钉受拉设计值 f(N/mm2) 215 h'(mm) 1300
包脚尺寸h'﹡b'*H
b'(mm) 1100
H(mm) 2000
栓钉抗拉与屈服强度之比
栓钉数目n >Nf/Ncv= 16.91243 包脚底部弯矩Mb Mb=M+V*H= = 1405.63 (kN•m)
Vcs>Vb,箍筋满足
注：只有红色文字可以改动；灰色区域为结果输出
圆钢柱脚节点设计计算书
NN.mmmmmmmm个kNN/mm2N/mm2300mm12mm207mm150mm8mmp圆管柱外部加劲肋宽度 L3=150.00mm圆管柱外部两相邻加劲肋间外缘弧长 a1=235.62mm底板面积 A=πd p2 /4=282743.34mm2柱底板下的压应力σc=N/A=0.044N/mm2圆管柱外部的柱底板长宽比 L3/a1=0.637查表得系数β2=0.072圆管柱外部底板的最大弯矩 M0=β2σc a12=176.71N.mm圆管内部底板的最大弯矩 M i=σc d2/32=124.34N.mm两者取大值 M max=176.71N.mm则底板最小厚度 t=SQRT（6M max/f）+2= 3.8mm二、验算柱脚锚栓基础反力分布σmax=4N/πd p2+32M/πd p3=0.626N/mm2OK！σmin=4N/πd p2-32M/πd p3=-0.537N/mm2受拉区范围x=ABS（σmin）×d p/[ABS（σmax）+ABS（σmin）]=277.20mm第一排锚栓至中和轴的距离 a1=202.20mm取202.20mm 第二排锚栓至中和轴的距离 a2=136.30mm取136.30mm 第三排锚栓至中和轴的距离 a3=-22.80mm取0.00mm 第四排锚栓至中和轴的距离 a4=-181.90mm取0.00mm 受拉区锚栓的折算系数（1+2∑a i/a1）= 2.35基础压应力合力至底板中心轴的距离 c=192.40mm基础压应力合力至最外排锚栓的距离 Z=417.40mm最外端折算锚栓所受拉力∑T=（M-Nc）/Z=23.79kN最外端锚栓所受拉力 T=∑T/（1+2×∑a i/a）=10.13kN OK！三、柱底板加劲肋验算加劲肋斜高与厚度比 b/t R=17.25OK！加劲肋所承受的底板区格宽度 a R=235.62mm mm加劲肋承受的竖向剪力 V=a R L3σmax=22118.24N N加劲肋的剪应力τR=V/(ht R)= 6.14N/mm2OK！竖向焊缝的剪应力τf=V/(2h e l w)= 6.81N/mm2OK！OK!自由边长度 L2=450mmα1=0.22查表得系数β2=0.078柱外部底板的最大弯矩 M max=β2σc a12=38247.17N.mm则底板最小厚度 t=SQRT（6M max/f）+2=35mm三、底部剪力验算地板摩擦力 75000.00NOK 表示不要设抗剪键OK！四、腹板中间对称布置加劲肋自由边长度 L3=225mm柱外部底板的最大弯矩 M0=β2σc a12=9561.79N.mm则底板最小厚度 t=SQRT（6M max/f）+2=19mm加劲肋尺寸输入加劲肋尺寸输入高度 h=300mm加劲肋材质抗剪强度设计值120N/mm2厚度 tR=12mm斜高207mm宽度150mm焊脚尺寸8mm加劲肋所承受的底板区格宽度 a R=225.00mm加劲肋承受的竖向剪力 V=a R L1σ=53121.08N加劲肋的剪应力τR=V/(ht R)=14.76N/mm2OK!焊缝实际长度 Lw=290mm竖向焊缝的剪应力τf=V/(2h e l w)=16.36N/mm2OK!。
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。
钢结构外包式柱脚计算
Vcs>Vb,箍筋满足
注：只有红色文字可以改动；灰色区域为结果输出
490.8739 翼缘处混凝土有效宽度be=b'-b= 500 12 113.0973 6 100
纵筋根数n>As/A1= 8.329046 包脚底部剪力Vb Vb> Mb/(H-c)= 717.1582 kN 包脚受剪承载力Ncs 1）Ncs(kN)=0.07*b'*h0*fc + 0.5*fy*A2*nv*h0/s= 2428.347 2）Ncs(kN)=0.14*be*h0*fc + fy*A2*nv*h0/s= 3480.118 取小值Ncs(kN)= 2428.347
γ = 1.67 钢筋规格 HRB335
保护层厚度c(mm)= 40 保护层+纵筋+箍筋δ (mm)= 77 包脚有效直径 A1(mm2) 箍筋直径 A2(mm2) 箍筋肢数nv 箍筋间距s 25
h0=h'-2*c= 1146
纵向钢筋计算面积As As > Mb/(fy*h0) > 4088.511 mm2 As > 0.2%*h'*b' > 2860 mm2
c
hc(mm) =h-t = 764 栓钉规格∅ 22
2 A(mm )= 380.1327
栓钉受拉设计值 f(N/mm2) 215 h'(mm) 1300
包脚尺寸h'﹡b'*H
b'(mm) 1100
H(mm) 2000
栓钉抗拉与屈服强度之比
栓钉数目n >Nf/Ncv= 16.91243 包脚底部弯矩Mb Mb=M+V*H= = 1405.63 (kN•m)
(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。