门式刚架设计中的柱脚抗剪键设置
浅谈门式刚架结构平房粮仓柱脚及基础设计实例与要点
浅谈门式刚架结构平房粮仓柱脚及基础设计实例与要点摘要：门式刚架结构形式的平房粮仓具备投资省、施工周期短、适应性强等优点，因而被大量应用于新建、改建的项目中。
门式刚架平房粮仓与普通门式刚架房屋相比较，前者的刚架结构要承受由堆粮产生的较大侧推力，在此工况下，其柱脚及基础设计也与普通情况有较大的区别。
本文结合实例提供一种设计方法，并将其中的要点与各位同行分享。
关键词：门式刚架，平房粮仓，抗剪键，配筋地坪Heel&Foundation Design examples and KeyPoints ofPortal FramestructureBungalow BarnFu Ruijun(Beijing Biotechina Environment Co., Ltd, Beijing 100083, China)Abstract:The portal frame structure bungalow barn has the advantages of investment saving, short construction period, strong adaptability, so it is widely used in construction, renovation project. Portal frame bungalow barn and common portal frame building are compared, the former rigid frame structure to withstand greater thrust produced by grain piles, under this condition, the column pedestaland foundation design also has the big difference with the ordinary circumstances. This paper provides a design method, and the key points to share with colleagues.Key words:portal frame;bungalow barn;shear key;reinforced ground1 前言平房粮仓按其结构形式的不同, 可分为折线形屋架平房仓、门式刚架平房仓、拱板平房仓等。
刚接柱脚需否设抗剪健
刚接柱脚需否设抗剪健？
国外规范是考虑螺栓抗剪的，而中国规范不考虑，是偏保守的。
所以即使不加抗剪件，如按照外国规范算够，我觉得也没必要加。
《规程》第7.2.20条及《钢规》第8.4.13条规定：柱脚锚栓不宜用于承受柱脚底部的水平剪力，此水平剪力(Q)可由底板与混凝土基础间的摩擦力(F=0.4N)或设置抗剪件承受。
判断柱脚是否需设置抗剪件的原则是:Q≤F，柱脚不需设置抗剪件，否则需设计抗剪件，所以，区分柱脚是否需设置抗剪件并不是柱脚的型式（铰接OR刚接），而是根据其受力情况确定。
在实际工程中，通常单层门式轻型钢结构厂房的柱脚不论刚接或铰接均需设计抗剪件，因为单层门式轻型钢结构厂房的自重较轻，在风荷载作用下，产生上拔力及水平剪力，柱底与混凝土间不存要摩擦力，此时如柱脚没有抗剪件，柱脚锚栓同时承受向上的拉力及水平剪力，为拉弯构件。
对于由普通钢筋制成的锚栓是相当不利的，所以一般规范都不允许用柱脚锚栓来承受水平剪力，柱脚锚栓的作用仅为：1、钢柱安装时定位；2、承受竖向拉力。
而在带夹层的钢结构厂房或多、高层钢结构建筑中，由于其竖向荷较大，底板与基础间的摩擦力较水平力大，柱脚一般都不需设置抗剪件。
浅议钢结构柱脚抗剪键的设计
浅议钢结构柱脚抗剪键的设计
李海年 刘翔 字 １ ． 黑龙江省纺织工业设计 院 ２ ． 黑龙江省轻 工设计院
１ ５ ０ ０ ０ ０
【 摘要ｌ 在进行建 筑施工过程 中 ， 为了 增 加钢结构柱脚 的抗剪力， 增 柱 脚， 突然 增大的惯性 力对 结构非 常不利 ， 所以在有 起重设备 时各柱下 加柱脚 的稳定性 ， 对钢 结构柱脚进行抗剪键设计是十分必要 的。本文主要 均 宜 设 置 抗 剪 键 。 通过 抗剪键在建筑施 工中的作用和优 点进行分析， 阐述钢结构柱脚抗剪键 ２ ． ３ 柱 间支撑 所处开 间的柱下应设置 抗剪键 。 厂房 的纵向水平力通 设计的重要性 和， 和具体 的施工工艺，旨在为同行提供参考数据 ， 促 进我 过 系杆 传给柱 间支 撑 ， 又通 过柱 脚 传给基 础 ， 柱 间支撑所 处 开间的 柱 脚 承担着厂房大部分 纵 向水平力， 一般较大 ， 此处 为抗剪设 计的薄 弱环 国建 筑 行 业 的发 展 。
３ 抗 剪键 的材 料及构 造 抗 剪键 的材 料有钢板 、 角钢 、 槽钢 、 工字钢 等 ， 为 保证焊 接 的可靠 增加 钢结构 脚的抗 剪力是十分必要 的。
性 不宜选 用Ｑ ２ ３ ５ 沸腾钢 。 在柱 脚施 工中， 抗剪键的设 置通常是在 基础中 预留槽， 待柱安装 后做二次浇 灌和养护 ， 二 次后浇混 凝土采用 比基础混 １ 柱脚 受水 平 力分 析 钢 结构周 围都 被混 凝土所 包容 ， 钢 结构会产生一定 的水平力 ， 水平 凝土 强度等级 高～级 的细石混 凝土 掺少 量的微 膨胀剂 。 因此抗 剪键 是 力从柱 脚 自 下 而上的朝抗 剪键转移。 抗剪键相 当于一个 中转站 ， 把 柱脚 和混凝 土紧密结合在一起 的， 应考虑 抗剪键与混 凝土 的协同工作 ， 留置 传上 来的水平力再传达 给混凝 土 ， 在传递 过程 中， 抗 剪键受 到水平力 的 键槽 时每侧 宽出抗 剪键 不小于３ ０ ａｍ， ｒ 底部 空隙高度 不小于２ ０ ａｍ， ｒ 在 压 迫产生弯 曲现象 。 抗 剪键 的弯曲程 度局盯着混 凝土承受压 力的程 度， 柱脚底板 和基础顶 面之间留有一定 空间， 柱 脚铰接时不宜大 于５ ０ ａｍ， ｒ 抗 剪键 弯曲越 大， 混凝 土受到额压 迫越大 。 钢结 构的坚硬程 度相比混凝 柱脚刚接时不宜大于 ｌ Ｏ Ｏ ｍｍ。 土要大得 多， 水平力先回作用于 钢结构本 身， 因此 ， 钢 结构是第一受 力物 ４ 抗剪 键 的施 工 体， 水平压力越大 ， 钢结 构受到 的压 力越 大， 抗 剪键 的弯曲程 度越大 ， 如 抗剪键 的施 工过 程 中有几个细 节需要 特 别注意 。 首先 是实柱 脚底 果水平压 力的力度超过 了混凝土本 身的荷载 力， 在桂脚和 抗剪键之 间的 板与混 凝土 基础之 间的距 离必须按 照标准 要求进 行预 留。 缝 隙最 好不 混凝 土就会 出现破 裂， 甚至破碎 。 这个时候 ， 抗剪键的作用便会失效 ， 无 要超过 ５ ０ ａｍ。 ｒ 这是 为了保 障脚底板 和混凝 土基础 受到温度 的影响 ， 发 法起 到中转 的效果 ， 对 钢结 构的 整体功 效产生了影 响。 因此 ， 一定 要注 生相应的收缩 或者 膨胀现象 ， 如果 空隙过 小， 可能会对结构 造成挤压 ，
门式刚架柱底锚栓的抗剪分析
门式刚架柱底锚栓的抗剪分析钢结构门式刚架是厂房仓库中常用结构形式。
钢结构门式刚架结构具有混凝土结构不可比拟的优势，例如造价低施工周期短，可拆卸重复使用等，成了投资方最欢迎的结构形式。
有关研究随国家基础建设一直在进行。
《建筑抗震设计规范》规定柱底部水平剪力单独计算，设抗剪键来处理问题，这种做法趋于保守。
下面通过计算和实验来论证。
柱脚内力计算：首先外露式柱脚的k b为：(1)n t为锚栓个数A e为有效截面面积l a为有效锚固长度e t为形心距e c为截面形心到受压翼缘中心的距离锚栓计算长度l如下式：图 1 计算长度示意图l a为锚固长度，得出柱脚底板反力及锚栓拔力，根据柱脚底板水平力计算底部摩擦力，进而计算抗剪键设计值。
柱脚底板与基础的摩擦力F=u*D(D为柱脚竖向压力，u为柱脚与混凝土柱之间摩擦系数),当不满足V＜F(V为柱脚水平压力)时，按现行《抗规》(GB50011-2010)9.2.16条第4款应设抗剪键。
设计柱脚抗剪试验：试验构件按华南某刚架结构厂房柱下端尺寸设计，基础用钢筋混凝土地梁代替，尺寸1.5米长，横截面0.6x0.4m(两端预埋设锚栓)和0.4x0.4m（两端为化学浆锚固锚栓），实验混凝土柱强度C30，锚栓强度Q235B。
计算机对实验构件柱脚弯矩、剪力和轴力进行模拟，荷载为：1.2恒荷载+1.4*0.85（活荷载+风荷载）计算结果：N/kN V/kN M/kNm (M/V)/m T/Kn D/Kn uD/kN 右-0.96 11.42 16.89 1.47 85.39 84.28 33.67左16.69 20.80 24.90 1.20 102.00 120.90 48.23 当柱脚为刚接时，右边弯矩M=42.58kN.m，参考《柱脚嵌固度对山形门式刚架结构分析的影响》提出β=0.55-0.75的范围，本计算比值在允许范围内，符合工程实际要求。
即摩擦力大于剪力，不设抗剪键。
本文拟通过实验验证柱脚底部的摩擦力能否承载水平荷载。
钢结构柱脚抗剪键设计方法研究
钢结构柱脚抗剪键设计方法研究钢结构柱脚抗剪键设计方法研究【摘要】本文主要围绕着钢结构柱脚的抗剪键展开论述，分析了钢结构柱脚的抗剪键设计的主要方法，提出了设计的一些有效的对策和措施，希望能够有效提高钢结构柱脚的抗剪键设计效果。
【关键词】钢结构；柱脚；抗剪键；设计一、前言随着我国建筑行业的快速发展，钢结构建筑数量不断增多，钢结构建筑中，柱脚抗剪键起到了非常重要的作用，因此，必须要重视钢结构柱脚的抗剪键的设计工作。
二、柱脚水平反力的传递方法和机理1、利用柱脚底板与基础}昆凝土问的摩擦力。
这种方法简单直观，易于理解，其前提条件是柱脚压力必须足够大以便能够提供足够的摩擦力来传递柱脚水平反力至基础。
但在某些情况下柱脚出现拉力的时候，例如柱问支撑位置处的柱脚，由于通常会同时存在比较大的拉力和水平力，单纯依靠这种方法是不可行的。
无论摩擦系数如何取值，问题的关键都是不能过高地估算柱脚的垂直反力。
国外有文献建议，为安全起见，在计算垂直反力时，永久荷载所贡献的部分要折减25％。
2、设置剪力键。
当柱脚垂直反力引起的摩擦力不足以抵抗柱脚底板水平反力的时候，常用的办法是在柱脚底板底面焊接剪力键，剪力键可以采用钢板或者型钢。
这时剪力键承担的是扣除摩擦力以后的柱脚水平反力部分，但由于剪力键的刚度很大，并且为计算方便起见，一般都假定柱脚水平反力全部由剪力键传递。
这种方法需要在基础中设置预留坑或孔，大型柱脚底板还要开设灌浆孔，施工相对困难，二次灌浆不容易密实。
3、利用地脚螺栓的承压、抗剪。
利用锚栓传递水平反力。
通常有两个途径：（一）锚栓与柱脚底板问的摩擦力，其大小取决于锚栓与柱脚底板间夹紧力大小；（二）锚栓承压、受剪，这时锚栓处于类似于高强螺栓承压型连接中螺栓的受力状态。
在拧紧螺母的时候锚栓可能会获得一定的预拉力(即使锚栓没有被拧紧，由于锚栓在柱脚水平反力作用下向外剪切外围混凝土的时候，此部分混凝土趋于上翘从而顶紧底板，相当于提供了预拉力)，但在实际工程中，这种夹紧力在大多数情况下不是一直存在的。
门式钢架设计主要规范及注意事项
门式钢架设计主要规范及注意事项1、门规的适用条件详《门规》1.0.22、常用尺寸：跨度9~36m（大于36m时柱脚宜刚接）柱距6~9m 大于9m 檩条采用桁架式。
高度：有桥式吊车高度不宜大于12m。
坡度：不小于5%，有夹芯板时宜大于10%，否则容易漏雨。
柱脚：最小尺寸为300mm，否则地脚螺栓无法安装。
梁高：最小尺寸为300mm，否则高强螺栓无法安装。
3、荷载取值：恒荷载(以实例计算)：（1）屋面双层彩钢板（每层0.6mm） 6.65x2=13.3kg/m2 （2）100mm厚岩棉保温（岩棉密度100~150kg/m3，此处取100 kg/m3）100x0.1=10 kg/m2 （3）屋面檩条（计算檩条活荷载按0.5 KN/m2，檩条规格按C220X75X2.0X2.2 檩条间距按1.2m） 6.77/1.2=5.64 kg/m2 （4）屋面水平交叉支撑（按2Φ22 分摊到每榀钢架为1根，及水平刚性系杆取）1 kg/m2 （5）拉条(按2Φ12 0.888x2/6=0.296 )加檩托板取 0.3 kg/m2合计（具体根据实际情况计算）：30.24 kg/m2取0.3KN /m2 活荷载：一般取0.3KN /m2详《门规》3.2.2 《钢规》3.2.1。
风荷载与地震荷载：不同时考虑详《门规》3.2.5.5温度荷载：《门规》4.3.1 《钢规》8.1.54、柱脚设计：《门规》4.1.4 根据经验跨度大于36m时柱脚宜刚接《门规》7.2.17 《抗规》9.2.16柱脚锚栓：《门规》7.2.18 柱脚锚栓应采用Q235钢或Q345钢制作。
锚栓的锚固长度应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的规定，锚栓端部应按规定设置弯钩或锚板。
锚栓的直径不宜小于24mm，且应采用双螺帽。
《门规》7.2.19计算有柱间支撑的柱脚锚栓在风荷载作用下的上拔力时。
应计入柱间支撑产生的最大竖向分力，且不考虑活荷载(或雪荷载）、积灰荷载和附加荷载的影响，恒荷载分项系数应取1.0 。
钢结构柱脚抗剪承载力计算分析及设计
钢结构柱脚抗剪承载力计算分析及设计甄军【摘要】为了确定钢结构柱脚的抗剪承载力，对国内外钢结构柱脚抗剪研究情况进行了总结，从摩擦力、锚栓抗剪承载力、抗剪键抗剪承载力等方面，归纳了柱脚抗剪承载力的计算分析及设计要求，以供参考。
%In order to determining the shear bearing capacity of steel-column footing,the paper summarizes steel-column footing shear research conditions at home andabroad,concludes shear bearing capacity computation analysis and design demands of steel-column footing from aspects of friction force,anchor bolt shear bearing capacity and shear connector bearing capacity,with a view to provide some guidance.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2016(042)016【总页数】3页(P34-35,36)【关键词】钢柱脚;抗剪键;承载力;摩擦力【作者】甄军【作者单位】中海油山东化学工程有限责任公司，山东济南 250101【正文语种】中文【中图分类】TU312近年来，我公司承担的化工、热电、石化等工程设计中，钢框架及轻型门式刚架的应用十分普遍。
在这类结构设计中均涉及到柱脚抗剪承载力计算的问题，图纸审查机构也会要求设计人提供柱脚抗剪承载力的计算书。
然而，国内现有的设计规范及计算软件对柱脚抗剪承载力设计方面表达比较模糊，给结构设计人员带来很多困惑。
本文基于对目前国内外钢结构柱脚抗剪承载力的研究情况的总结，提出了柱脚抗剪承载力设计的计算分析及设计要求，下面将结合工程实例，详细讨论这个问题。
钢结构柱脚抗剪键设计探讨
钢结构柱脚抗剪键设计探讨作者：魏鹏来源：《中国科技纵横》2014年第10期【摘要】柱脚受剪破坏发生在混凝土基础中，不易发现且难以采取加固措施，所以在设计过程中提前做好柱脚的抗剪设计就显得非常重要。
【关键词】钢柱脚抗剪键二次灌浆钢结构设计中，结构上部荷载通过钢柱柱脚传递到基础，因此柱脚的设计能否可靠地传递上部荷载在整个结构的设计中起着至关重要的作用。
通常来说，柱脚的剪力可由以下几种方式来承担：①柱底板与混凝土基础见得摩擦力；②锚栓的栓杆抗剪；③柱脚底板的抗剪键；④柱外包混凝土。
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）第8.4.13条明确规定：柱脚锚栓不宜用以承受柱脚底部的水平反力，此水平反力由底板与混凝土基础间的摩擦力（摩擦系数可取0.4）或设置抗剪键承受。
而柱脚受剪破坏发生在混凝土基础中，不易发现且难以采取加固措施，所以在设计过程中提前做好柱脚的抗剪设计就显得非常重要。
1 柱脚压力的取值通常情况下，对于刚接柱脚，在设计过程中都仅仅考虑了柱脚的竖向力N而没有考虑弯矩M的作用。
其实，由于M的存在，将会使钢柱底一部分产生拉力T拉，一部分产生压力T 压，前者直接通过柱脚锚栓传给基础（锚栓看作为混凝土基础中的受拉钢筋），后者将会和竖向力N形成合力，增大钢柱底板与混凝土接触面上的摩擦力，所以此时公式中的摩擦力0.4N 可以考虑为0.4（N+T压）。
而在混凝土梁的正截面承载力计算分析中是不考虑混凝土抗拉的，所以根据力的平衡，在弯矩M作用下，作为受拉钢筋考虑的锚栓T拉=混凝土受压区的压应力T压，所以最终的结果将是通过比较0.4（N+T拉）与V来判断抗剪键的设置与否。
设计过程中将会有以下几种情况：①M=0，N>0，锚栓拉力T拉=0，接触面间的摩擦力f=0.4N；②M>0，N>0，但底板没有受拉区（小偏心），锚栓拉力T拉=0，接触面间的摩擦力f=0.4N；③M>0，N>0，底板存在受拉区（大偏心），锚栓拉力T拉>0，接触面间的摩擦力f=0.4（N+T拉）。
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钢 结 构 论 坛本栏目由中华钢结构论坛w w w okok o rg协办话题:门式刚架设计中的柱脚抗剪键设置整理人:李志锋(asdf zxc)话题id:58885,84422,66506,107275,39951,117690, 118389,15853,21447,66506,15853,49118,8961 问题的提出老虎:用PKPM设计门式刚架,在画施工图时,经常在错误信息中出现需设抗剪键,此时是否应在基础上设抗剪键。
lflgx:设计一悬臂立柱,用STS工具箱中的 混凝土钢框架节点计算工具计算柱脚,选择的柱脚形式为刚接,为何程序计算后仍提示:需要设置抗剪键。
2 柱脚何时需要设置抗剪键qczl_2003:在铰接柱脚设计中,锚栓通常不能用来承受柱脚底部的水平剪力,而应由柱脚底板与其下部的混凝土或水泥砂浆之间的摩擦力来抵抗,但是当柱脚底部的剪力大于0 4倍的轴力时,需设抗剪连接件。
一般用角钢、槽钢、钢板来作抗剪键。
zshua:无论铰接还是刚接,只要剪力大于摩擦力时均需要设计抗剪键(!钢结构设计规范∀(GB50017-2003)(以下简称 钢规)不允许地脚锚栓抗剪)。
wangxiantie:当剪力较小时,可通过柱底板与混凝土之间的摩擦力抗剪。
但当剪力较大时,摩擦力不足以抵抗柱底剪力,此时需设抗剪键。
lczhou:!门式刚架轻型房屋钢结构技术规程∀(CECS102# 2002∀(以下简称 门规)第7 2 20条及 钢规第8 4 13条均规定:柱脚锚栓不宜用于承受柱脚底部的水平剪力,此水平剪力(Q)可由底板与混凝土基础间的摩擦力(F=0 4N)或设置的抗剪键承受。
所以,判断柱脚是否需设置抗剪键是根据其受力情况确定的,与柱脚的型式(铰接或刚接)无关。
通常单层门式轻型钢结构厂房的柱脚不论刚接或铰接均需设计抗剪键,因为厂房的自重较轻,在风荷载作用下可能会在柱脚产生上拔力及水平剪力,此时如柱脚没有抗剪键,柱脚锚栓为拉弯构件,对于由普通钢筋制成的锚栓是相当不利的。
所以一般规范都不允许用柱脚锚栓来承受水平剪力,柱脚锚栓的作用仅为:1)钢柱安装时定位;2)承受竖向拉力。
而在带夹层的钢结构厂房或多、高层钢结构建筑中,由于其竖向荷载较大,底板与基础间的摩擦力较大,柱脚一般都不需设置抗剪键。
myjping:一般情况下设置抗剪键与否与铰接或固接无关,但连接形式变化后,内力也会重分布,柱肢的抗剪也会有所不同。
通常如不设抗剪键,结构计算时往往通不过。
golf2001:门规规定:刚接柱脚以及考虑地震组合时的铰接柱脚,柱脚底部的水平反力应由柱脚底板与混凝土基础间的摩擦力承受,摩擦系数可取0 4。
当水平反力大于摩擦力时,应设置抗剪键。
zyzy:门式刚架柱脚抗剪键的设置与厂房的围护结构形式有关,如果围护结构为砌体或屋盖为空心板,则一般满足要求;若厂房的围护结构为彩板等轻型结构,则一般不满足规范要求,应设置柱脚抗剪键。
zcj001:轴力不能取轴力包络图的最大值,而应该取1 0∃恒载+刚架自重。
剪力则要取剪力包络图的最大值。
adson:单层轻型钢结构厂房抗震控制结构设计时,应注意按 门规3 1 4条条文说明的规定采取抗震构造措施:构件之间应尽量采用螺栓连接;斜梁下翼缘与刚架柱的连接宜采用加腋的方式加强;该处附近翼缘受压区的宽厚比应适当减小;柱脚的抗剪、抗拔承载力应适当提高,柱脚底板应设置抗剪键,锚栓应采取提高抗拔力的构造措施;支撑的连接应按屈服承载力的1 2倍设计等。
根据规范上有关抗震的建议措施,所以设计时程序会给出警告性提示,希望在出图的时候做上这个抗剪键。
3 柱脚抗剪键的方向高老头:抗剪键埋设时长方向朝向哪里?我觉得用十字形抗剪键比较好,无论是山墙面还是其他墙面来的风载都可以起到抗剪的作用,但通常说抗剪是抗哪个方向的剪力?JRPPX:在有支撑的柱下需双向设置,即十字形抗剪键。
因为此柱不但有刚架方向的剪力,还有纵向的地震力及风荷载。
joyous:抗剪键方向设置是否还应考虑混凝土的局部承压?从这个角度来说长向垂直于强轴更合理些。
baizhen:!多高层民用建筑钢结构节点构造详图∀(04SG519)的做法是长方向垂直于强轴方向。
zc1985:w ww okok o rg抗剪键长方向垂直于强轴还是平行于强轴,我认为都可以,只是计算模型不同。
抗剪键计算分两个方面,一是抗剪键本身强度,一是焊缝。
对焊缝来说,抗剪键长方向平行于强轴,焊缝是侧缝受剪(无柱间支撑处,剪力与柱强轴平行);否则,焊缝是端缝受剪。
而对抗剪键本身都一样。
所以,只要计算满足,都可以。
雪龙:门式刚架的抗剪键设置首先是为了抵抗刚架水平推力。
在门式刚架计算过程中,柱脚水平推力首先考虑用底板与混凝土的摩擦力来抵抗(摩擦系数 ∃柱子轴力N)。
如果摩擦力不够必须设置抗剪键来抵抗,因为一旦产生滑动,摩擦力急剧下降无法继续承担抵抗任务。
所以抗剪键第一选择应该是沿横向的。
纵向原理一样,如果纵向的水平力超过了柱脚摩擦力,那么十字抗剪键就是比较重要的形式了。
不过既然是仅仅抵抗水平剪力所以构件本身的摆放方向不是很重要,因为主要是截面面积控制,截面够大、焊缝够长够宽能抵抗剪力作用即可,弯矩之类的荷载根本不参与承担,对其的计算假设也是仅承担水平力。
但大家习惯上还是把构件的强轴按照受力方向放置。
最好是设置方管状(两短槽钢对焊)或者对称状,受力好而且加工方便,基础开孔也规则,土建施工不容易搞错。
否则留孔方向不对,原先的合理设想只有推翻。
4 柱脚抗剪键的设计方法zhjun2002:本人设计抗剪键时,以基础短柱箍筋作用范围内混凝土的有效承压面积作为设计依据,对于二次灌浆混凝土,由于没有钢筋保护,不考虑其对抗剪键的作用。
因此,所设计的抗剪键基本上比别人的都大,而且有时候埋深很深。
jackson:抗剪键设计中要考虑两点:1)抗剪键对基础混凝土的侧压力不能大于混凝土抗压承载力;2)在混凝土对抗剪键的反向力作用下,抗剪键不能破坏;把握住这两点进行计算即可。
hushixing:理论上抗剪键的作用是将柱脚的剪力传给基础,让锚栓不受力。
抗剪键能够承受剪力,应该是[V]<角焊缝长度∃每厘米承载力。
也就是保证抗剪键与柱底板的焊缝能够承受柱底剪力就行了,否则就加长焊缝。
FGZ2003:1)抗剪键可以采用钢板或型钢。
对设有柱间支撑的钢柱应采用小规格的RH型钢或工字钢,因为此处除有刚架方向的水平剪力外,还有柱间支撑传来的纵向水平剪力(分力);H型钢或工字钢在两个方向均能提供较大的抗剪承载力。
也可以采用两钢板十字交叉焊于柱底。
2)二次灌浆层一定要密实,否则抗剪键就不能传递剪力了。
大头盛:我认为抗剪键是需要计算的。
柱底的水平力由摩擦力承担一部分,剩下的就由抗剪键承担。
抗剪键需要计算的内容有:抗剪键端部的剪力和弯矩、混凝土的受力计算(根据几何形状和钢筋情况)、钢结构和混凝土的构造要求等。
只是一般轻钢柱底剪力都不大,而抗剪键在满足构造要求的情况下就能产生很大的抗力。
allan:抗剪键的计算需要考虑3个方面:1)抗剪键与柱脚底板之间的焊缝承载力;2)抗剪键本身全截面抗剪承载力;3)基础混凝土挤压(抗压)承载力。
三者之中,第2点一般能满足,第3点很容易忽略。
由于混凝土抗压承载力比钢材小很多,所以设置抗剪键时宜加大抗剪方向抗剪键与混凝土的接触面积。
用预埋件抗剪,我个人认为是可以的。
首先,预埋件与基础混凝土之间要满足抗剪要求;其次,预埋件与柱脚的连接也要满足抗剪承载力要求;再者,预埋件本身能满足抗剪要求;最后,相互之间能满足现场施工要求。
钢结构中柱脚底板与基础混凝土面考虑0 4的摩擦系数,由于中间设置了预埋件,减小了底板与混凝土基础面的接触面积,所以在计算上可以考虑水平剪力全部由抗剪预埋件承受,趋于安全。
yyc5795y:按预埋件计算时,计算内容包括:1)受拉、剪(不含抗剪钢板作用);2)受剪(含锚筋、抗剪钢板共同作用);3)受压、剪(含锚筋、抗剪钢板共同作用)等。
以上内容给人的感觉:似乎预埋件在同时受拉、受剪作用下,不能考虑抗剪钢板的作用。
本人计算时也是套用上面1)、2)组合起来考虑的。
allan:1)预埋钢板与钢筋焊接的方式在!混凝土结构设计规范∀(GB50010-2002)10 9 5条有规定。
假设采用 16的圆钢,当采用手工焊时,根据规定最小焊缝高度为16∃0 5= 8mm,则焊缝承载力为56 29kN;圆钢本身抗拉承载力为47 23kN;所以说预埋板的破坏一般不是焊缝破坏。
2)预埋件同时受拉、受剪作用时,在严格遵守 规范(GB50010-2002)10 9 5条、10 9 6条的构造规定下,预埋板的破坏以及焊缝的破坏一般不会先于钢筋的破坏,所以不用考虑预埋板及焊缝破坏。
3)在压、剪弯作用下, 规范(GB50010-2002)考虑了预埋板与混凝土面的摩擦阻力对抗剪的有利作用,但对法向压力设计值作了不超过0 5f c A的规定,超过部分不考虑,这是偏于安全的,并不是 混凝土隐含剪力板抗剪的最大承受力不得超过0 5f c A。
4)不宜根据上面的推断来考虑 规范(GB50010-2002)不允许抗剪钢板(预埋板)抵抗所有剪力;在满足构造的情况下,预埋件中首先破坏的是钢筋,所以主要验算钢筋是否满足要求。
5)换个角度考虑,钢结构柱脚中,底板+抗剪键+基础混凝土实际上可以看作是 规范(GB50010-2002)中的预埋件,底板相当于预埋板,抗剪键相当于钢筋,所以其受力原理是一样的,只不过,抗剪键在受剪情况下一般不会发生自身破坏,而可能是抗剪键与底板的焊缝以及抗剪键与基础混凝土的挤压破坏。
抗剪键与底板的焊缝可以验算,不过抗剪键与基础混凝土的挤压在目前的规范中还没有成熟的经验公式,可以通过其受力原理来考虑:抗剪键受剪时,主要考虑混凝土局部承压承载力;所以,在钢结构柱脚抗剪键设计中,宜使钢板垂直剪力方向设置或者设置十字钢板,当采用角钢时,宜使长肢垂直剪力方向设置,当采用工字型截面时,由于钢结构论坛有两个翼缘,所以宜使腹板平行剪力方向设置,也就是剪力作用于工字型截面的强轴;目的就是增加与混凝土的局部挤压面积。
6)抗剪键插入到一次浇筑基础混凝土中时,其伸入混凝土基础的长度宜超过二次浇筑混凝土的厚度,也即在混凝土基础一次浇筑时宜留出抗剪键的埋入位置,因为二次浇筑混凝土为素混凝土且与一次浇筑混凝土之间没有太大的水平方向粘结力,如果抗剪键没有伸入到基础混凝土中,则起不到应有的抗剪作用。
目前国内规范并不是不允许锚栓抗剪,而是计算上不考虑锚栓的抗剪作用,实际上是出于安全的考虑。
yyc5795y:1)如果把b f (型钢柱的翼缘宽度)作为抗剪键的宽度,d(型钢柱的埋入深度)作为抗剪键的高度,且当取M =0,A v =b f ∃d,则(M +V ∃d /2)/(b f ∃d 2/6)=3V /(b f ∃d)<f c ,即:V <0 333f c ∃b f ∃d =0 333f c ∃A v 。