軸心受壓柱的柱腳設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)軸心受壓柱的柱腳設(shè)計(jì)。柱下端與基礎(chǔ)相連的部分稱為柱腳。柱腳的作用是將柱身所受的力傳遞和分布到基礎(chǔ)，并將柱固定于基礎(chǔ)。基礎(chǔ)一般由混凝土或鋼筋混凝土做成，其強(qiáng)度遠(yuǎn)低于鋼材的，所以必須將柱身的底端擴(kuò)大以增加與基礎(chǔ)接觸的面積，使接觸面積上承壓力小于或等于基礎(chǔ)的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。這就要求柱腳有一定的寬度和長(zhǎng)度，也應(yīng)有一定的剛度和強(qiáng)度，使柱身壓力比較均勻地傳到基礎(chǔ)。

1.柱腳的定義及作用傳力明確，可靠、簡(jiǎn)捷、構(gòu)造簡(jiǎn)單、節(jié)約材料、施工方便，并符合計(jì)算簡(jiǎn)圖。2.柱腳設(shè)計(jì)的原則軸心受壓柱的柱腳設(shè)計(jì)。圖1-1a僅有底板的柱腳對(duì)軸力很小的柱，可將柱身底端切割平齊，直接與底板焊接。柱身所受的力通過(guò)焊縫傳給底板，由底板分布到基礎(chǔ)。底板厚度一般為20～40mm，用兩個(gè)錨栓固定在基礎(chǔ)上，錨栓位置放在柱中軸線上，一般在短軸線底板兩側(cè)。錨栓直徑按構(gòu)造采用20～30mm，預(yù)埋于混凝土基礎(chǔ)內(nèi)。這種柱腳構(gòu)造最簡(jiǎn)單；但只適用于軸力很小的柱，否則底板和焊縫都將太厚，因?yàn)榈装逶诟鞣较蚓鶠閼冶邸?/p>

3.柱腳型式和構(gòu)造圖1-1a軸心受壓柱柱腳構(gòu)造軸心受壓柱的柱腳設(shè)計(jì)圖1-1b有靴梁的柱腳靴梁是聯(lián)系柱身和底板的橫向分布結(jié)構(gòu)，可用豎板或槽鋼做成，在柱的兩側(cè)沿柱腳的較長(zhǎng)方向各設(shè)置一個(gè)。柱身軸力

靴梁底板

基礎(chǔ)

連接柱身與底板的水平焊縫由于質(zhì)量不易保證(因板間位置不準(zhǔn)，常有一定空隙)，計(jì)算時(shí)通常不考慮其受力。

其與靴梁連接的豎向焊縫①

其與底板連接的水平焊縫②圖1-1b軸心受壓柱柱腳構(gòu)造軸心受壓柱的柱腳設(shè)計(jì)圖1-1c有靴梁帶隔板的柱腳

圖1-1c軸心受壓柱柱腳構(gòu)造當(dāng)靴梁外伸較長(zhǎng)時(shí)，除靴梁外可加設(shè)隔板，將底板的區(qū)格劃小，使底板承受的彎矩減小，厚度不致過(guò)大。隔板同時(shí)可提高靴梁的側(cè)向剛度。軸心受壓柱的柱腳設(shè)計(jì)圖1-1d有靴梁和肋板的柱腳。

圖1-1d軸心受壓柱柱腳構(gòu)造這種柱腳采用雙向分布結(jié)構(gòu)，使柱身軸力向四個(gè)方向擴(kuò)散，基礎(chǔ)壓力分布得更均勻。這種柱腳底板可做成正方形或接近正方形。通常情況是在柱的一個(gè)方向采用靴梁，另一個(gè)方向設(shè)肋板。當(dāng)軸心力較小時(shí)也可在兩個(gè)方向都采用肋板而不設(shè)靴梁(圖1-1e)圖1-1e軸心受壓柱柱腳構(gòu)造軸心受壓柱的柱腳設(shè)計(jì)1)底板的計(jì)算A

底板的平面尺寸①初步假定底板的寬度B和長(zhǎng)度L如有靴梁的柱腳：

（1-1）4.軸心受壓柱柱腳計(jì)算為柱截面高；為靴梁厚度，通常取10～16mm；c為底板懸臂寬度，可?。?～4.5）倍錨栓直徑。應(yīng)使板長(zhǎng)度L≤2B。對(duì)接近正方形的底板，取L≈B。軸心受壓柱的柱腳設(shè)計(jì)1)底板的計(jì)算A

底板的平面尺寸②驗(yàn)算基礎(chǔ)反力軸心受壓柱柱腳底板一般采用矩形，底板面形心與柱截面形心重合。計(jì)算時(shí)通常假設(shè)底板與基礎(chǔ)接觸面間的壓應(yīng)力均分布。（1-2）

4.軸心受壓柱柱腳計(jì)算錨栓孔面積，基礎(chǔ)混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值軸心受壓柱的柱腳設(shè)計(jì)1)底板的計(jì)算B

底板厚度底板是一塊整體板，計(jì)算時(shí)可將靴梁、隔板、肋板及柱身截面視作底板的支承，把板劃分為不同支承條件的矩形區(qū)格。①按彈性理論計(jì)算每一區(qū)格由基礎(chǔ)反力產(chǎn)生的最大彎矩四邊支承板(a為短邊長(zhǎng)度，b為長(zhǎng)邊度)：三邊支承一邊自由板(為自由邊長(zhǎng)度，為與自由邊垂直的邊長(zhǎng))：

軸心受壓柱的柱腳設(shè)計(jì)1)底板的計(jì)算B

底板厚度①按彈性理論計(jì)算每一區(qū)格由基礎(chǔ)反力q產(chǎn)生的最大彎矩二相鄰邊支承，另二邊自由板(為對(duì)角線長(zhǎng)度)：懸臂板(c為懸臂長(zhǎng)度)：

軸心受壓柱的柱腳設(shè)計(jì)1)底板的計(jì)算B

底板厚度②取所有區(qū)格彎矩中最大者確定所需底板厚度：

如個(gè)別區(qū)格的彎矩較大致使底板厚度較大可重新劃分區(qū)格或?qū)€(gè)別區(qū)格增加隔板、肋板再做計(jì)算。底板厚度一般為20～40mm，最小14mm，以保證底板有足夠的剛度和基礎(chǔ)反力接近均勻分布。軸心受壓柱的柱腳設(shè)計(jì)2)靴梁的計(jì)算靴梁按支承于柱身兩側(cè)的連接焊縫處的單跨雙伸臂梁計(jì)算A靴梁與柱身間的連接焊縫計(jì)算一般采用4條豎向焊縫①

先假定，計(jì)算

取靴梁高度厚度可取等于或小于柱翼緣的厚度。軸心受壓柱的柱腳設(shè)計(jì)2)靴梁的計(jì)算靴梁按支承于柱身兩側(cè)的連接焊縫處的單跨雙伸臂梁計(jì)算B靴梁與底板間的水平焊縫計(jì)算

兩個(gè)靴梁與底板間的全部連接焊縫隙按傳遞柱全部壓力N計(jì)算，一般不計(jì)入柱與底板間和隔板、肋板與底板間的焊縫。但由于這些焊縫的存在，靴梁與底板間焊縫可按均勻傳遞N計(jì)算。

還應(yīng)滿足構(gòu)造要求。軸心受壓柱的柱腳設(shè)計(jì)2)靴梁的計(jì)算C靴梁強(qiáng)度驗(yàn)算

每個(gè)靴梁所受由底板傳來(lái)的基礎(chǔ)反力按線均布荷載計(jì)算；單跨雙伸臂梁的彎矩圖和剪力圖如右圖所示按求得的最大彎矩和最大剪力驗(yàn)算梁截面()的