外露式圆钢管柱刚接柱脚设计研究

钢结构柱脚设计(优.选)

第八章基础设计 第一节基础设计的特点 由于结构型式、荷载取值、支座条件等方面的不同，传至基础顶面内力是不同的，轻钢结构与传统的砼结构相比，最大差别就是在柱脚处存在较小的竖向力和较大的水平力，对于固接柱脚，还存在较大的弯矩，在风荷载起控制作用的情况下，还存在较大的上拔力。柱底水平力会使基础产生倾覆和滑移，基础受上拔力作用，在覆土较浅的情况下，会使基础向上拔起，有关这方面的问题，后面再作详述。由于轻钢结构的这些受力特点，导致其基础设计与其它结构存在很大的不同，主要表现在以下几个方面： ⒈基础形式 基础型式选择应根据建筑物所在地工程地质情况和建筑物上部结构型式综合考虑，对于砼结构基础，常见的基础型式有独立基础、条形基础、片筏基础、箱形基础、桩基等等，而对于轻钢结构而言，由于柱网尺寸较大，上部结构传至柱脚的内力较小，一般以独立基础为主，若地质条件较差，可考虑采用条形基础，遇到暗浜等不良地质情况，可考虑采用桩基础，一般情况下不采用片筏基础和箱形基础。

轴向力N和水平力V之外，还存在一定的弯矩M，从而使刚接柱脚的基础大于铰接柱脚。 ⒊基础破坏形式 要正确进行基础设计，首先要知道基础破坏形式，对其工作原理有所了解。 对于砼结构，通常柱网尺寸较小，故柱底水平力相对较小，基础一般不会产生滑移现象，又由于上部结构自重很大，足以抵抗风荷载作用下产生的上拔力，故基础也不会产生上拔的可能，对于这种结构，基础主要发生冲切、剪切破坏；而轻钢结构则不同，基础除

发生冲切、剪切破坏之外，由于存在较大的水平力，对于固接柱脚，还存在较大的弯矩作用，从而导致基础产生倾覆和滑移破坏，另外，在风荷载较大的情况下，特别对于一些敞开或半敞开的结构，由于轻钢结构自重很轻，有可能不足于抵抗风荷载产生的上拔力，导致基础上拔破坏。为防止这些破坏的发生，最经济有效的方法是增加基础埋深，即增加基础上覆土的厚度，但增加了土方开挖和回填工程量。另外对于轻钢结构基础，还须预埋锚栓（也称地脚螺栓），用于上部结构和基础的连接，若锚栓离砼基础边缘太近，会产生基础劈裂破坏，所以我国钢结构设计规范规定了锚栓离砼基础边缘的距离不得小于150mm；若锚栓长度过短，会使锚栓从基础中拔出，导致破坏，所以规范也规定了锚栓埋入长度。 ⒋基础设计内容 基础设计一般包括基础底面积确定、基础高度确定和配筋计算，还应符合有关构造措施。基础底面积可根据地基承载力确定，同时还应考虑软弱下卧层存在；基础高度由冲切验算确定；在基础底面积和高度确定的情况下计算基础配筋，这里须注意伸缩缝双柱基础处理，双柱为基础提供了两个支点，在地基反力作用下，有可能出现负弯矩，即基础上部受拉的情况，

柱脚计算书

设计结果文件：StsLink.out 日期：2015/05/27 时间：17:37:44 ------------------------------------------------------------------------------------ 圆管固接柱脚连接类型: 外露式柱脚无锚栓支承托座 柱编号= 1 采用钢截面: 圆管377X12 柱脚混凝土标号: C30 柱脚底板钢号: Q235 柱脚底板尺寸B x H x T = 650 x 650 x 20 锚栓钢号: Q235 锚栓直径D = 27 锚栓垫板尺寸B x T = 70 x 14 环向锚栓数量= 8 柱底混凝土承压计算： 控制内力: N=50.00 kN，Mx=30.00 kN*m，My=50.00 kN*m 柱脚混凝土最大压应力σc：2.31 N/mm2 柱脚混凝土轴心抗压强度设计值fc：14.30 N/mm2 σc=2.31 <= fc=14.30，柱底混凝土承压验算满足。 锚栓抗拉承载力校核： 控制内力: N=50.00 kN，Mx=30.00 kN*m，My=50.00 kN*m 单个锚栓所受最大拉力Nt：46.00 kN 单个锚栓抗拉承载力设计值Ntb：64.32 kN Nt=46.00 <= Ntb=64.32，锚栓抗拉承载力验算满足。 柱底板厚度校核(按混凝土承压最大压应力计算)： 区格1，圆管内侧圆形板，计算底板弯矩：6240.59 N*mm 区格2，底板内圈三边支撑板，计算底板弯矩：3534.45 N*mm 区格3，底板外侧悬挑板，计算底板弯矩：486.10 N*mm 底板厚度计算控制区格：区格1 底板反力计算最小底板厚度: Tmin1 = 14 mm 锚栓拉力(悬臂)计算最小底板厚度: Tmin2 = 16 mm 柱底板构造最小厚度Tmin = 20 mm (最后控制厚度应取以上几者的较大值并规格化后的厚度!) 柱脚底板厚度T = 20 mm 底板厚度满足要求。

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 《钢结构设计规》(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 =14mm 3．荷载值 柱底弯矩M=350m kN 柱底轴力N=500kN 柱底剪力V=50kN 4．材料信息 混凝土C25 柱脚钢材Q235-B 锚栓Q235 5．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 3 6t l L +=800/6+75/3=158.333mm 偏心距 N M 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 LB N +=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 6L B M L B N ??+?=σ 2 min 6L B M L B N ??-?=σ 柱脚底板的受压区长度 x n ＝m in m 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 B nA 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 。 ) 3/()2/(2n t n t max x l L x B l L e N --?-+?=σ

钢管柱脚计算手册DOC

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。此时底板的尺寸扩展的外伸尺寸（相 对于柱子截面的边端距离），每侧不宜超过底板厚度的倍。

埋入式柱脚计算

埋入式柱脚计算书 一、基本信息 柱下基础（梁）、承台均为C35混凝土，2/7.16mm N f c =， 柱脚四周均配置HRB335级钢筋，2/300mm N f y = 钢柱、柱脚加劲板及底板材质均为Q345B ， )35~16(/170,/29522>==mm N f mm N f v 、 )50~35(/155,/26522>==mm N f mm N f v 柱脚采用4个M30的安装锚栓，具体位置、尺寸如图 十字型钢柱截面：2 H650×300×14×18 柱底内力： m kN M m kN M kN N kN V kN V y x y x ?-=?-===-=2.229,1.19, 8.15129, 1.12,9.167 二、柱脚基本尺寸如下图 三、计算

1、柱脚埋入深度 mm H S d 195065033=?=≥，取埋入深度mm S d 2000= 2、柱脚底板尺寸验算 c c f mm N B L N <=??=?=23 /13.151000 1000108.15129σ 满足要求 3、计算柱脚底板厚度pb t 1）两相邻边支承板 498.0259 12922==a b ，查表得：060.0=α， m kN a M c i ?=???==-609.01025913.15060.05222ασ 2）三边支承板 ①：859.0213 18322==a b ，查表得：1017.0=α， m kN a M c i ?=???==-698.01021313.151017.05222ασ ②：7.0260 18322==a b ，查表得：087.0=α， m kN a M c i ?=???==-89.01026013.15087.05222ασ 4）四边支承板 1332 33233==a b ，查表得：048.0=β， m kN a M c i ?=???==-8.01033213.15048.05223βσ 柱脚底板厚度： mm f M t i pb 8.44265 1089.0665max =??=≥，取柱脚底板厚mm t pb 50= 4、计算埋入钢柱所需的圆柱头栓钉数目 选用φ19栓钉，一个圆柱头栓钉的受剪承载力设计值：kN N e v 52.90= 由于柱底弯矩M 作用，在埋入的钢柱单侧翼缘产生的轴压力：

“H柱外包刚接”节点计算书1

“H柱外包刚接”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：H柱外包刚接 柱截面：H-350*357*19*19，材料：Q345 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= 380 mm×390 mm，厚：T= 20 mm 锚栓信息：个数：2 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C40 基础梁混凝土采用C25 基础埋深：1.5m 栓钉生产标准：GB/T 10433 栓钉抗拉强度设计值：f=215 N/mm^2 栓钉强屈比：γ=1.67 沿Y向栓钉采用：M16×120 行向排列：200 mm×8 列向排列：仅布置一列栓钉 混凝土外包尺寸信息： X向：h1=180 mm X向：h2=180 mm Y向：b1=80 mm Y向：b2=80 mm 实配钢筋：4HRB400_25+8HRB400_16+8HRB400_16 X向钢筋保护层厚度：C x=30 mm Y向钢筋保护层厚度：C y=30 mm 实配箍筋：矩形箍HRB400-Φ6@250 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 组合工况1 -250.3 256.3 0.0 0.0 0.0 否 三. 验算结果一览 最大压应力(MPa) 1.69 最大19.1 满 足等强全截面 1 满足基底最大剪力(kN) 256 最大100 不满足绕x轴抗弯承载力(kN*m) 432 最小1121 不满足绕y轴抗弯承载力(kN*m) 308 最小513 不满足沿Y向抗剪应力比 4.84 最大49.9 满足 X向栓钉直径(mm) 16.0 最小16.0 满足 X向列间距(mm) 0 最大200 满足 X向行间距(mm) 200 最大200 满足 X向行间距(mm) 200 最小96 满足 X向边距(mm) 179 最小为28 满足绕Y轴承载力比值 0.90 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(%) 0.49 最小0.20 满足绕X轴含钢率(%) 0.49 最小0.20 满足沿Y向主筋中距(mm) 86.4 最小50.0 满足沿Y向主筋中距(mm) 86.4 最大200 满足沿X向主筋中距(mm) 125 最小50.0 满足沿X向主筋中距(mm) 125 最大200 满足沿Y向锚固长度(mm) 560 最小560

柱脚节点计算

M N ???--2 233102.20361027.1416

mm f M t 7.15205 8495 66=?=≥ 满足要求 取,30mm t ∴ ③区段内底板下平均反力 2min max /45.12 85 .004.22 mm N =+= += σσσ ③区按三边支承板：mm a 178 2= mm b 2002= 124.1178 200 22==a b 查表得118 .0=β N a M 1260717846.3115.022 22=??==σβ mm y 6903 480 100950=- -= 锚拴受力为 KN y Na M Nt 25.680690 31592.36100.4813=?-?=-= 采用4个M45的锚拴，Nt=182.8*4=731.2KN 满足要求 2、Z2柱脚

0.1=c kN 82.954 cc c f βcc c f β= 查表得060.0=β N a M 2368026562.5060.022 22=??==σβ mm f M t 9.21295 23680 66=?=≥ 满足要求 取,30mm t ∴ ③区按三边支承板：mm a 178 2= mm b 2002= 124.1178 200 22==a b 查表得118.0=β N a M 2047717862.5115.022 22=??==σβ mm f M t 4.20295 20477 66=?=≥ 满足要求 取,30mm t ∴

mm y 7493 100950=- -= 锚拴受力为 KN N 14422.1/24.10482/36.1138=+= 223/6.9/77.4756 400101442mm N mm N bl N c <=??==σ ○ 1区段内底板下平均反力

刚接柱脚计算书

端部设计类型: 箱形柱刚接柱脚(1); 此类端部个数:4 节点抗震设计抗震调整系数按<建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)>取值 端部所在节点号: 113; 111; 524; 526; 端部所在单元号: 56; 55; 886; 887; 截面名称：焊接矩形截面□500×400×16×16; 相关杆件单元： 截面名称：; 下面的计算结果由这4个端部在计算模型中所有荷载组合中轴力，剪力，弯矩的最大，最小值经计算得到 构件抗拉强度(N/mm2):310.00 构件抗剪强度(N/mm2):180.00 焊缝抗剪强度(N/mm2):200.00 钢材牌号: Q345 接触面处理方法: 喷砂 高强螺栓类型: 摩擦型 螺栓等级: 10.9级 锚栓信息: 直径d0(mm): 30 锚栓排列: 3 行 3 列 行间距: 775.00 列间距: 500.00 底板抗拉强度设计值(N/mm2):265.00 锚栓抗拉强度设计值(N/mm2):180.00 砼轴心抗压强度设计值(N/mm2):11.90 锚栓最大拉应力(N/mm2):8.96 砼最大压应力(N/mm2): 3.86 砼轴心抗压强度设计值提高系数:1.22 最大水平剪力(N):128925.03 抗剪承载力(N):452293.82 底板区格最大弯矩(N.mm): 93563.31 连接板信息: 板号板长(mm) 板宽(mm) 板厚(mm)

1 1670 1120 46 板号板长(mm) 板宽(mm) 板厚(mm) 2 430 360 36 板焊缝高度(mm): 14 板号板长(mm) 板宽(mm) 板厚(mm) 3 430 360 36 板焊缝高度(mm): 14 端部设计类型: 箱形柱刚接柱脚(1); 此类端部个数:21 节点抗震设计抗震调整系数按<建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)>取值 端部所在节点号: 115; 121; 123; 135; 143; 147; 151; 155; 161; 131; 145; 149; 153; 157; 159; 163; 179; 181; 183; 165; 185; 端部所在单元号: 57; 60; 61; 66; 70; 72; 74; 76; 79; 895; 71; 73; 75; 77; 78; 80; 88; 89; 90; 81; 91; 截面名称：焊接矩形截面□350×350×10×10; 相关杆件单元： 截面名称：; 下面的计算结果由这21个端部在计算模型中所有荷载组合中轴力，剪力，弯矩的最大，最小值经计算得到 构件抗拉强度(N/mm2):310.00 构件抗剪强度(N/mm2):180.00 焊缝抗剪强度(N/mm2):200.00 钢材牌号: Q345 接触面处理方法: 喷砂 高强螺栓类型: 摩擦型 螺栓等级: 10.9级

柱脚锚栓设计计算书

柱脚锚栓设计计算书 计算依据： 1、《钢结构设计规范》GB50017-2003 一、基本参数 锚栓号M1 弯矩M(kN·m) 50 轴力N(kN) 100 底板长L(mm) 700 底板宽B(mm) 300 锚栓至底板边缘距离d(mm) 650 11.9 混凝土强度等级C25 混凝土轴心抗压强度设计值fc (N/mm2) 单侧锚栓个数n 4 锚栓直径de(mm) 21 锚栓材质Q235 锚栓抗拉强度设计值fta (N/mm2) 140 计算简图： σm ax=N/(B*L)+M/(B*L2/6)=100×103/(300×700)+50×106/(300×7002/6)=2.517N/mm2≤fcc=0

.95*fc=0.95×11.9=11.305N/mm2 满足要求！ σmin=N/(B*L)-M/(B*L2/6)=100×103/(300×700)-50×106/(300×7002/6)=-1.565N/mm2 压应力分布长度：e=σmax/(σmax+|σmin|)*L=2.517/(2.517+|-1.565|)×700=431.627mm 压应力合力至锚栓距离：x=d-e/3=650-431.627/3=506.124mm 压应力合力至轴心压力距离：a=L/2-e/3=700/2-431.627/3=206.124mm 锚栓所受最大拉力： Nt=(M-N×a)/x=(50-100×206.124/1000)/(506.124/1000)=58.064KN≤n×π×de2/4×fta=4×3.142×212/4×140=193.962KN 满足要求！

钢结构柱脚设计要点

第八章基础设计 房屋建筑设计总体上分为上部结构设计和下部结构设计两大部分，轻型钢结构建筑也不例外，前面几章已介绍了其上部结构，本章对其下部结构——基础作一些讨论。 众所周知，在房屋建筑中，基础造价约占整个建筑物的30%左右，对于轻钢结构而言，最大优点就是重量轻，从而直接影响基础设计，与其它结构型式的基础相比，轻钢结构基础尺寸小，可以减少整个建筑物造价，另外对于地质条件较差地区，可优先考虑采用轻钢结构，这样容易满足地基承载力方面的要求。那么轻钢结构基础与砼结构基础有什么不同？轻钢结构基础是如何设计的？在轻钢结构基础设计时应注意哪些方面？本章针对这些问题进行探讨，而不涉及基础本身设计的有关内容。 第一节基础设计的特点 由于结构型式、荷载取值、支座条件等方面的不同，传至基础顶面内力是不同的，轻钢结构与传统的砼结构相比，最大差别就是在柱脚处存在较小的竖向力和较大的水平力，对于

砼结构柱脚均为刚接，即同时存在轴向力N、水平剪力V和弯矩M，故基础尺寸较大，轻钢结构常见的柱脚型式有刚接和铰接两种（图8-1），其受力是不同的，对于铰接柱脚，只存在轴向力N和水平力V，对于刚接柱脚，除存在轴向力N和水平力V之外，还存在一定的弯矩M，从而使刚接柱脚的基础大于铰接柱脚。 ⒊基础破坏形式 要正确进行基础设计，首先要知道基础破坏形式，对其工作原理有所了解。 对于砼结构，通常柱网尺寸较小，故柱底水平力相对较小，基础一般不会产生滑移现象，又由于上部结构自重很大，足以抵抗风荷载作用下产生的上拔力，故基础也不会产生上拔的可能，对于这种结构，基础主要发生冲切、剪切破坏；而轻钢结构则不同，基础除发生冲切、剪切破坏之外，由于存在较大的水平力，对于固接柱脚，还存在较大的弯矩作用，从而导致基础产生倾覆和滑移破坏，另外，在风荷载较大的情况下，特别对于一些敞开或半敞开的结构，由于轻钢结构自重很轻，有可能不足于抵抗风荷载产生的上拔力，导致基础上拔破坏。为防止这些破坏的发生，最经济有效的方法是增加基础埋深，即增加基础上覆土的厚度，但增加了土方开挖和回填工程量。另外对于轻钢结构基础，还须预埋锚栓（也称地脚螺栓），用于上部结构和基础的连接，若锚栓离砼基础边缘太近，会产生基础劈裂破坏，所以我国钢结构设计规范规定了锚栓离砼基础边缘的距离不得小于150mm；若锚栓长度过短，会使锚栓从基础中拔出，导致破坏，所以规范也规定了锚栓埋入长度。 ⒋基础设计内容 基础设计一般包括基础底面积确定、基础高度确定和配筋计算，还应符合有关构造措施。基础底面积可根据地基承载力确定，同时还应考虑软弱下卧层存在；基础高度由冲切验算确定；在基础底面积和高度确定的情况下计算基础配筋，这里须注意伸缩缝双柱基础处理，双柱为基础提供了两个支点，在地基反力作用下，有可能出现负弯矩，即基础上部受拉的情况，此时除基础底部配置钢筋外，基础上部也应配筋，避免因上部受拉而出现开裂现象。轻钢结构基础除上述内容以外，还须进行柱底板设计和锚栓设计，至于这两部分设计归于上部结构还是下部结构，也存在一些争议，柱底板尺寸是根据柱与基础连接部位砼的局部承压来确定的，与基础砼参数有关，但其制作又与上部结构连在一起，按照常规柱底板设计归入上部结构；锚栓在上部结构和基础之间起桥梁作用，但基础施工时应将锚栓埋入，故属于基础部分。本章避开这个问题，就锚栓和底板设计分别进行讨论。 ⒌与上部结构连接 基础与上部结构是二次施工完成的，其间存在连接问题。对于砼结构的基础，通过预留插筋的方式连接上部结构（图8-2a）,而对于轻钢结构基础，则通过预埋锚栓的方式进行连接（图8-2b）。

铰接柱脚计算(5.5.2011)

铰接柱脚设计：（考虑电葫芦集中荷载） 锚栓采用Q345钢（抗弯，抗拉设计值f=295N/mm 2;抗剪设计值f v =295N/mm 2;） 假定砼基础为C20，f c =10N/mm 2. 由钢架梁计算知：柱底轴力N=214.75KN,最大剪力V max =582.99 KN 1,柱脚有效A=540mmX350mm=189000 mm 2; 柱脚底板应力验算： 22/10/1159.14323241890001000 75.214mm N mm N X X X X a A N <=-=-=π σ 2，按一边支承板（悬臂板）计算弯矩 mm N X X ?=??? ? ?-=M 161182161751559.12121 脚板厚度mm mm X f M MAX 2011.1832829516118 66<====δ 3，取t=20mm 进行抗剪验算 A:轴力磨擦抗剪MAX fb V X N V <===9.8575.2144.04.0；故需要设计抗剪键 B:抗剪键设计： 施工图总剖面数: 5 当前剖面归并号: 4 柱号: 1 柱脚形式: 2 ( 铰接) 计算柱脚底板的设计内力: M= 0.000 kN.m, N= 214.308 kN 基础混凝土等级: 20 基础混凝土强度: 9.600 基础混凝土最大压应力: 1.529 满足: 柱脚混凝土抗压满足! 计算柱脚锚栓的设计内力: M=0.000 kN.m, N=0.000 kN 锚栓抗拉强度: 直径=M24, Ftb= 180.000 N/mm , Ntb= 63.450 kN 锚栓拉应力 : Max Ft=0.000 N/mm ; 锚栓拉力: Max Nt= 0.000 kN 满足: 柱脚锚栓抗拉满足! 柱脚需要设计抗剪键: 抗剪键设计剪力: V =493.815 kN (组合号= 11 ) 抗剪键截面: [32c 抗剪键长度: 300.0 mm 侧面混凝土压应力: 9.6 抗剪键根部设计弯矩: M =74.072 kN.m 抗剪键强度设计值: f =310.000 N/mm , fv=180.000 N/mm 抗剪键根部应力: sgm = 137.762 N/mm ,tao= 156.944 N/mm 与底板连接角焊缝尺寸: 8 mm

钢柱柱脚“H柱埋入刚接”节点计算书

“H柱埋入刚接”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：H柱埋入刚接 柱截面：H-196*99*4*6，材料：Q345 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= 230 mm×130 mm，厚：T= 20 mm 锚栓信息：个数：2 采用锚栓：双螺母弯钩锚栓库_Q235-M20 方形锚栓垫板尺寸(mm)：B*T=70×20 底板下混凝土采用C40 基础梁混凝土采用C25 基础埋深：1.5m 栓钉生产标准：GB/T 10433 栓钉抗拉强度设计值：f=215 N/mm^2 栓钉强屈比：γ=1.67 沿Y向栓钉采用：M16×120 行向排列：200 mm×7 列向排列：仅布置一列栓钉 实配钢筋：4HRB400_25+6HRB400_16+4HRB400_16 近似取X向钢筋保护层厚度：C x=30 mm 近似取Y向钢筋保护层厚度：C y=30 mm 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 组合工况1 -200.0 25.4 0.0 0.0 50.0 否 三. 验算结果一览 最大压应力(MPa) 6.69 最大19.1 满 足等强全截面 1 满足基底最大剪力(kN) 25.4 最大80.0 满足绕x轴抗弯承载力(kN*m) 1220 最小49.4 满足绕y轴抗弯承载力(kN*m) 2415 最小12.5 满足 X向承担剪力(kN) 76.6 最大253 满足 X向压应力(MPa) 1.26 最大11.9 满足 Y向承担剪力(kN) 0 最大341 满足 Y向压应力(MPa) 0 最大11.9 满足沿Y向抗剪应力比 38.5 最大49.9 满足 X向栓钉直径(mm) 16.0 最小16.0 满足 X向列间距(mm) 0 最大200 满足 X向行间距(mm) 200 最大200 满足 X向行间距(mm) 200 最小96 满足 X向边距(mm) 50 最小为28 满足绕Y轴承载力比值 0.33 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(%) 0.49 最小0.20 满足绕X轴含钢率(%) 0.56 最小0.20 满足沿Y向主筋中距(mm) 133 最小50.0 满足沿Y向主筋中距(mm) 133 最大200 满足沿X向主筋中距(mm) 124 最小50.0 满足沿X向主筋中距(mm) 124 最大200 满足沿Y向锚固长度(mm) 560 最小560 满足沿X向锚固长度(mm) 880 最小875 满足 四. 混凝土承载力验算 控制工况：组合工况1，N=(-200) kN； 底板面积：A=L*B =230×130×10^-2=299cm^2 底板承受的压力为：N=200 kN 底板下混凝土压应力：σc=200/299 ×10=6.68896 N/mm^2≤19.1，满足 五. 柱对接焊缝验算

景观桥柱脚计算书

“箱形柱外露刚接”节点计算书 ==================================================================== 计算软件：TSZ结构设计系列软件 TS_MTSTool v4.6.0.0 计算时间：2017年04月24日 14:19:26 ==================================================================== 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*10，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= 540 mm×540 mm，厚：T= 30 mm 锚栓信息：个数：6 采用锚栓：双螺母焊板锚栓库_Q235-M27 方形锚栓垫板尺寸(mm)：B*T=70×20 底板下混凝土采用C30 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1 315.0 5.0 -5.0 8.0 10.0 否组合 工况2 46.0 0.0 -8.0 12.0 76.0 否组合工况3 160.0 -3.0 -15.0 30.0 -5.0 否 三. 验算结果一览 最大压应力(MPa) 6.52 最大14.3 满 足受拉承载力(kN) 52.9 最大64.3 满足底板厚度(mm) 30.0 最小29.9 满足等强全截面 1 满足板件宽厚比 12.8 最大14.9 满足板件剪应力(MPa) 14.9 最大180 满足焊缝剪应力(MPa) 16.1 最大200 满足焊脚高度(mm) 10.0 最小8.22 满足焊脚高度(mm) 10.0 最大16.8 满足板件宽厚比 12.8 最大14.9 满足板件剪应力(MPa) 24.3 最大180 满足焊缝剪应力(MPa) 26.5 最大200 满足焊脚高度(mm) 10.0 最小8.22 满足焊脚高度(mm) 10.0 最大16.8 满足基底最大剪力(kN) -126 最大0 满足绕x轴抗弯承载力(kN*m) 155 最小140

钢结构外露式柱脚节点性能的有限元分析

哈尔滨工业大学 硕士学位论文 钢结构外露式柱脚节点性能的有限元分析 姓名：王文琪 申请学位级别：硕士 专业：结构工程 指导教师：邵永松 20050601

摘要 摘要 在钢结构建筑中，柱脚节点是影响整体结构性能的关键部位之一。在Ｊ：程应用中，设计者为了设计计算的便利，经常把柱脚节点简化为铰接或者刚接理想模型。钢结构柱脚的震害促使人们反省传统的设计方法。目前在轻型钢结构、工业化体系的钢结构建筑中广泛使＿｝＝｝ｊ外露式柱脚。众所周知，它具有一定的抗弯刚度，实际上是半刚性节点。如果考虑外露式柱脚实际存在的刚度，则设计更接近结构的真实性质，进而推动优化结构设计的发展；还可以减少用钢量，具有重大的经济价值。 本文对Ｈ型钢截面柱外露式柱脚节点的性能进行了研究，主要研究内容如下： 用ＡＮＳＹＳ有限元程序建立外露式柱脚节点模型，并与试验结果进行比较证明了该模型计算的准确性和精确度，为进一步分析柱脚节点的性能提供依据。在此基础上，对以下三种柱脚节点的性能进行了有限元分析：（１）两个锚栓对称布置的柱脚节点； （２）四个锚栓对称布置的柱脚节点； （３）四个锚栓对称布置，设置锚栓支承托板的柱脚节点。 通过分析得到了柱脚各个参数对其性能的影响程度，总结其Ｍ一西关系，按照两种定义标准对柱脚节点的约束刚度进行了比较，进而归纳出弹性抗弯刚度的计算公式。 并对柱脚底板厚度设计方法进行了探讨，经有限元结果与传统方法结果分析比较后，修正了柱脚底板厚度的设计方法。 关键词钢结构；外露式柱脚；半刚性节点；有限元分析方法

堕尘堡三些奎兰三兰堡圭兰堡鎏叁：：：：：＝：：：：：：：：！ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎｔｈｅｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｂｕｉｌｄｉｎｇ，ｔｈｅｃｏｌｕｍｎｂａｓｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｋｅｙｐａｒｔｓｔｈａｔａｆｆｅｃｔｓｔｈｅｗｈｏｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｕｎｃｔｉｏｎ．Ｂｕｔｉｎｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｙ， ｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｃｏｌｕｍｎｂａｓｅｕｓｕａｌｌｙｔｕｍｉｎｂｒｉｅｆｌｙｉｓｄｉｖｉｄｅｄａｓｐｉｎｎｅｄｏｒｆｉｘｅｄ， ｔｈａｔｉｓｅｘｃｅｓｓｉｖｅｔｏｃｏｎｃｅｒｎｅｄｔｏｄｅｓｉｇｎｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅｏｎａｃｅｒｔａｉｎ ｄｅｇｒｅｅ．ＴｈｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅｆｏｒｔｈｅｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｏｌｕｍｎｂａｓｅｈａｒｍｓｔｈｅｆａｃｔｔＯｕｒｇｅｔｈｅｐｅｏｐｌｅｔｏｅｘａｍｉｎｅｏｎｅｓｅｌｆｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｓｅｖｅｒｅｌｙ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ ｉｎｔｈｅｌｉｇｈｔｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｂｕｉｌｄｉｎｇｏｆｔｈｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｅｘｐｏｓｅｄ—ｔｙｐｅｃｏｌｕｍｎｂａｓｅｉｓｕｓｅｄｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙ．Ｋｎｏｗｔｏａｌｌ，ｔｈｉｓｔｙｐｅｃｏｌｕｍｎｂａｓｅｈａｓｔｈｅｃｅｒｔａｉｎｒｉｇｉｄｉｔｙｊｕｓｔｄｅｇｒｅｅ，ｉｓｓｅｍｉ—ｒｉｇｉｄｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎａｃｔｕａｌｌｙＩｆｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈａｔｉｔｅｘｉｓｔｓｐｈｙｓｉｃａｌｌｙｒｉｇｉｄ，ｔｈｅｎｄｅｓｉｇｎｍｏｒｅｔｒｕｅｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆ ｎｅａｒｔｏｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅｎｐｕｓｈｅｘｃｅｌｌｅｎｔｔｕｒｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ；Ｃａｎａｌｓｏｒｅｄｕｃｅｔｏｕｓｅｔｈｅｓｔｅｅｌｑｕａｎｔｉｔｙ，ｈａｖｅｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｅｃｏｎｏｍｙ ｖａｌｕｅ． Ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｔａｔｅｏｆｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｅｘｐｏｓｅｄ－ｔｙｐｅｃｏｌｕｍｎｂａｓｅｉｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｍａｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｃｏｎｔｅｎｔｓｉｓａｓ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇｓ： Ｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｃｏｌｕｍｎｂａｓｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｓｂｕｉｌｄｕｐｗｉｔｈａｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｏｆＡＮＳＹＳ．Ｐａｓｓｉｎｇｔｈｅｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｏｐｒｏｖｅｔｈａｔｍｏｄｅｌｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙａｎｄ ａｃｃｕｒａｃｉｅｓｗｉｔｈｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｏｎｔｈｉｓｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ｔｈｅｙｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｃａｒｒｙｏｎｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｃｏｌｕｍｎｂａｓｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ．（１）ｃｏｌｕｍｎｂａｓｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｏｆｔｗｏａｎｃｈｏｒｂｏｌｔｓｓｙｍｍｅｔｒｙａｒｒａｎｇｅｄ； （２）ｃｏｌｕｍｎｂａｓｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｏｆｆｏｕｒａｎｃｈｏｒｂｏｌｔｓｓｙｍｍｅｔｒｙａｒｒａｎｇｅｄ； （３）ｃｏｌｕｍｎｂａｓｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｏｆｆｏｕｒａｎｃｈｏｒｂｏｌｔｓｓｙｍｍｅｔｒｙａｒｒａｎｇｅｄ．ｗｉｔｈｂｅａｒｅｒｐｌａｔｅｆｏｒａｎｃｈｏｒｂｏｌｔ． Ｔｈｅｎｅａｃｈｐａｒａｍｅｔｅｒａｓｔｏｉｔ’Ｓｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｅｇｒｅｅｏｆｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｉｓｇｅｔ，ａｎｄＳｕｍｕｐｉｔ’ＳＭ一西．Ｍｏｒｅ，ａｆｏｍｕｌａｏｆｅｌａｓｔｉｃｓｔｉｆｆｎｅｓｓｉｓｆｏｕｎｄｅｄ．ＡｃｏｌｕｍｎｂａｓｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉＳｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｅａｃｈｐａｒａｍｅｔｅｒａｓｔｏｉｔ＇ｓｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｅｇｒｅｅｏｆｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｉｓＡｎａｌｙｚｅｄ．Ｓｕｍｕｐａｆｏｍｕｌａｏｆｅｌａｓｔｉｃｓｔｉｆｆｎｅｓｓ． Ｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｇｆｏｒｄｅｓｉｇｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｂａｓｅｐｌａｔｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓ．Ａｆｔｅｒａ

【总结】外露式刚接柱脚锚栓和短柱配筋计算方法

各位大侠，规范看得云里雾里，下面是我整的，有空帮忙看下是不是理解上有错误！ 【总结】外露式刚接柱脚锚栓和短柱配筋计算方法 勝蛇的梦 查《高层钢-混凝土混合结构规程》8.1.2条： 验算局部受压按《混凝土结构设计规范》D.5.1-2条： 显然本 条=0.85 ; 其中局部受压的计算底面积Ab，可由局部受压面积与计算底面积按同心、对称的原则确定；常用情况按下图取用：

本条用于计算单侧锚栓面积.工程意义为：按柱底范围配筋（指锚栓）的混凝土短柱按压弯计算，其受弯承载力钢柱柱脚弯矩设计值！计算假定： B、受拉边仅计入锚栓拉力（不考虑混凝土短柱外边缘配筋作用，因为锚栓和钢筋无连接，由其间混凝土传递内力）； C、锚栓和混凝土的强度都取强度标准值。 查《混凝土结构设计规范》6.2.10，按以下步骤计算锚栓面积（对称配筋）：

另外,计算得到的锚栓面积要满足构造规定:轻钢结构最小锚栓M24;重 钢结构最小锚栓M30.而且也要满足《高层建筑钢-混混合结构规程》8.1.1条规定：刚接柱脚时，对于6°及其以上抗震设防的结构，柱脚锚栓截面面积不宜小于钢柱下端截面面积的20%。 其中钢柱全塑性受弯承载力Mpc计算按照本条第4项计算（见下）。 柱脚（混凝土短柱）压弯极限受弯承载力可以按《混凝土结构设计规范》11.4.3条条文说明计算：

本条用于计算混凝土短柱配筋.本条要求照8.1.2-2计算M1的方法计算Mu，计算假定应该调整为：A、混凝土柱截面按照柱底板范围记取【为啥不取全短柱截面?这样会偏于保守】；B 计算假定含糊不清，按如上处理肯定偏于安全】短柱上筋上端不考虑锚 固是考虑与锚栓“搭接”长度25d作用。计算得到的就是受弯计算平面混凝土柱单侧配筋面积,应该不小于同抗震等级框架柱单侧配筋下 限:.同样,箍筋抗剪计算满足外还要满足同抗震等级混凝土柱加密区箍筋构造要求. 另外参考《机械工业厂房结构设计规范》(GB 50906-2013)7.4.1：锚栓边距和柱底板边距

钢结构外露式柱脚弱轴方向节点力学性能研究

钢结构外露式柱脚弱轴方向节点力学性能研究钢结构外露式柱脚作为轻型钢结构中广泛应用的柱脚节点,其节点力学性能在整体结构性能当中起着关键性的作用。工程中为了简化设计,通常将柱脚节点视为刚接或铰接,但学术界普遍认为钢结构柱脚节点是具有一定的抗弯刚度的。 目前对外露式柱脚节点的半刚性研究,主要集中在强轴方向,对于弱轴方向上的半刚性性能研究则存在空白。基于上述问题,本文进行了以下研究:(1)对外露式柱脚节点进行了试验研究。 设计并进行了八组外露式柱脚弱轴方向水平循环加载试验,研究了轴向力、底板厚度、锚栓直径及其强弱轴方向间距、加劲肋的设置与柱截面宽度对节点受力性能的影响,分析对比了不同参数外露式柱脚节点的抗弯刚度、抗弯承载力、延性、耗能能力以及破坏模式等内容。建立了理想化的柱脚节点滞回曲线模型;(2)对外露式柱脚节点进行了有限元分析。 采用有限元软件ABAQUS建立了外露式柱脚节点的三维实体有限元模型,设置了与试验相同的参数与加载条件。有限元的计算结果与试验结果吻合,验证了有限元模型的准确性。 提高试验所研究的变量水平数,并补充了锚栓强度等级以及焊缝厚度,研究这些参数对柱脚节点的抗弯刚度、抗弯承载力以及破坏模式的影响;(3)对外露式柱脚节点进行了抗弯刚度的计算。归纳了欧洲规范3中计算外露式柱脚节点抗弯刚度的原理以及其局限性,探讨了轴向力对柱脚节点受力性能的影响。 基于组件法原理,建立了外露式柱脚弱轴方向上抗弯刚度计算模型,对比了试验值、有限元分析值以及模型计算值,验证了计算模型的有效性;(4)对外露式柱脚节点进行了弯矩-转角全过程曲线模拟。基于本文提出的抗弯刚度组件法计

算模型,提出组件屈服的概念,拟合了柱脚节点弯矩-转角全过程曲线,对比了试验结果与拟合结果,验证了拟合方法的有效性。

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 =14mm

3．荷载值 柱底弯矩M=350m kN 柱底轴力N=500kN 柱底剪力V=50kN 4．材料信息 混凝土C25 柱脚钢材Q235-B 锚栓Q235 5．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 3 6t l L +=800/6+75/3=158.333mm 偏心距 N M 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 LB N +=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： 2 max 6L B 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 in m 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 B nA 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 。 )3/()2/(2n t n t max x l L x B l L e N --?-+?=σ 锚栓拉力 3 /)3/2/(n t n a x l L x L e N T --+-?= 综上解得： 基础混凝土的最大压应力 ==max c σσ 4.88 N/mm 2c f l β≤=11.9 N/mm 2 柱脚底板的受压区长度 x n ＝476.19mm 锚栓拉力 T a =405.045kN 2. 锚栓的强度校核 柱脚中部的锚栓主要起到安装定位作用，承受拉力较小，忽略其抗拉贡献。