钢结构柱脚节点设计.ppt

4.74.7 柱脚设计柱脚设计 为了使柱子安全承载并将荷载传至基础，必须合理为了使柱子安全承载并将荷载传至基础，必须合理构造柱头、柱脚。构造柱头、柱脚。设计原则是：传力明确、过程简洁、经济合理、设计原则是：传力明确、过程简洁、经济合理、安全可靠，并具有足够的刚度且构造又不复杂。安全可靠，并具有足够的刚度且构造又不复杂。一、铰接柱脚一、铰接柱脚1 1、柱脚的型式和构造、柱脚的型式和构造 实际的铰接实际的铰接柱脚型式有以下几种：柱脚型式有以下几种：轴承式柱脚轴承式柱脚 制作安装复杂，费钢材，但与制作安装复杂，费钢材，但与力学符合较好。力学符合较好。枢轴枢轴 锚栓用以固定柱脚位置，沿轴线布置锚栓用以固定柱脚位置，沿轴线布置2 2个，直径个，直径20-24mm20-24mm。肋板肋板b1（二）柱脚计算（二）柱脚计算1.1.传力途径传力途径柱 靴梁 底板 混凝土基础隔板（肋板）实际计算不考虑实际计算不考虑c cc ca a1 1B Bt t1 1t t1 1L La ab b1 1靴梁靴梁隔板隔板底板底板隔板隔板锚栓锚栓柱柱N柱脚零件间的焊缝布置柱脚零件间的焊缝布置焊缝布置原则：焊缝布置原则：考虑施焊的方便与可能考虑施焊的方便与可能2.2.柱脚的计算柱脚的计算(1)(1)底板的面积底板的面积 假设基础与底板间的假设基础与底板间的压应力均匀分布。压应力均匀分布。式中：式中：f fc c-混凝土轴心抗压设计强度；混凝土轴心抗压设计强度；l l-基础混凝土局部承压时的强度提高系数。基础混凝土局部承压时的强度提高系数。f fc c 、l l均按混凝土结构设计规范取值。均按混凝土结构设计规范取值。A An n底版净面积，底版净面积，A An n=B=BL-AL-A0 0。A Ao o-锚栓孔面积，一般锚栓孔直径为锚栓直径的锚栓孔面积，一般锚栓孔直径为锚栓直径的 1 11.51.5倍。倍。)634(clnfNA c cc ca a1 1B Bt t1 1t t1 1a ab b1 1靴梁靴梁隔板隔板底板底板L La a1 1 构件截面高度；构件截面高度；t t1 1 靴梁厚度一般为靴梁厚度一般为101014mm14mm；c c 悬臂宽度，悬臂宽度，c=3c=34 4倍螺栓直倍螺栓直 径径d d，d=2024mm，则则 L L 可求。可求。注意注意B B、L L均应取整。均应取整。ccnfANq ctaB2211 c cc ca a1 1B Bt t1 1t t1 1a ab b1 1L L取定取定B B、L L后应验算基础顶面压应力要求：后应验算基础顶面压应力要求：(2)(2)底板的厚度底板的厚度 底板的厚度，取决于受力大小，可将其分为不同底板的厚度，取决于受力大小，可将其分为不同受力区域：一边受力区域：一边(悬臂板悬臂板)、两边、三边和四边支承板。、两边、三边和四边支承板。一边支承部分（悬臂板）一边支承部分（悬臂板）221cqM c cc ca a1 1B Bt t1 1t t1 1a ab b1 1L L 二相邻边支承部分：二相邻边支承部分：222aqM -对角线长度；对角线长度；-系数，与系数，与 有关。有关。2a22/ab式中：式中：b2/a20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.20.0260.0420.0560.0720.0850.0920.1040.1110.1200.125c cc ca a1 1B Bt t1 1t t1 1a ab b1 1L La a2 2b b2 2 三边支承部分：三边支承部分：213aqM -自由边长度；自由边长度；-系数，与系数，与 有关。有关。1a11/ab式中：式中：c cc ca a1 1B Bt t1 1t t1 1a ab b1 1L L当当b b1 1/a/a1 10.30.3时，可按悬臂长度为时，可按悬臂长度为b b1 1的悬臂板计算。的悬臂板计算。b1/a10.30.40.50.60.70.80.91.01.11.20.0260.0420.0560.0720.0850.0920.1040.1110.1200.125 四边支承部分：四边支承部分：24aqM 式中：式中：a-四边支承板短边长度；四边支承板短边长度；b-四边支承板长边长度；四边支承板长边长度；系数，与系数，与b/a有关。有关。)654(146maxmax4321max mmfMtMMMMM底板厚度要求：底板厚度要求：，取取b/a1.01.11.21.31.41.51.61.71.81.92.03.04.00.0480.0550.0630.0690.0750.0810.0860.0910.0950.0990.1010.1190.125c cc ca a1 1B Bt t1 1t t1 1a ab b1 1L L(3)(3)靴梁的设计靴梁的设计A A、靴梁的最小厚度不宜小于、靴梁的最小厚度不宜小于10mm10mm，高度由其与柱间的，高度由其与柱间的焊缝（焊缝（4 4条）长度确定。条）长度确定。c cc ca a1 1B Bt t1 1t t1 1a ab b1 1L L靴梁靴梁h ha afwffwhfhNl607.04 的倍数。的倍数。且取且取所以：所以：102fwahlh q ql lhal lRRB B、靴梁的截面验算、靴梁的截面验算eRllqM 2fhtMWMa 216 抗弯：抗弯：RlqV vafhtVItVS 115.1 抗剪：抗剪：按支承在柱边的双悬臂外伸梁受均布反力作用。按支承在柱边的双悬臂外伸梁受均布反力作用。c cc ca a1 1B Bt t1 1t t1 1a ab b1 1L Ll le情况计算。情况计算。为线荷载，按实际为线荷载，按实际上式中的上式中的q M(4)(4)隔板的计算隔板的计算 隔板的厚度不得小于其宽隔板的厚度不得小于其宽度的度的1/501/50，高度由计算确定，高度由计算确定，且略小于靴梁的高度。且略小于靴梁的高度。隔板可视为简支于靴梁的隔板可视为简支于靴梁的简支梁，负荷范围如图。简支梁，负荷范围如图。c cc ca a1 1B Bt t1 1t t1 1a ab b1 1L Lh ha a隔板隔板h h1 1qh h1 1a a1 1)(27.05.011111取整取整fwwffwhlhfhaql 隔板截面验算：隔板截面验算：fhtMWM 2126 抗弯：抗弯：vfhtVItVS 1225.1 抗剪：抗剪：qh h1 1a a1 1)(502812121取整取整ataqVaqM 式中：式中：(5)(5)靴梁及隔板与底板间的焊缝的计算靴梁及隔板与底板间的焊缝的计算 按正面角焊缝，承担全部轴力计算，焊脚尺寸由按正面角焊缝，承担全部轴力计算，焊脚尺寸由构造确定。构造确定。wfwffflhN 7.0