埋入式柱脚设计

1、v4.6 柱脚设计本工程设计柱与柱脚的连接板、锚栓均采用 Q345 钢，柱脚采用刚性埋入式 柱脚，采用 C30 混凝土fc=14.3N / mm2, f1.43N /mm2，箍筋和纵筋均采用 HRB40C 钢筋（fy=360 N/mm2）。柱埋入深度都为 900mm 混凝土保护层厚度为 200mm抗震作用下最不利的一组内力：M = -209.973 kN mN = -1440.320kNV =55.53kN（1）底板设计选取 L =428 50 2 = 528mm，B = 407 20 2 = 447mm。 底板以下混凝土承载力验算；亠 1440320= 6.1N/mm2：fc=14.3N/m

2、m2，满足要求。LB 528 447柱截面自由宽度b?=193.5mm，腹板高a358mm，底板悬臂长度ai=50mm查钢结构节点设计手册表 8-4，得系数二 0.0682 2M：ca2= 0.068 6.1 358 = 53162N mm1212M2ca16.1 50 7625N mm22=35.7mm，同时不应小于柱较厚板件的厚度且不宜小于 30mm，因此底板厚选为 36mm柱与底板连接：柱翼缘采用完全焊透坡口对接焊缝，腹板采用双面角焊缝连接hf=8mm（无引弧板）。口=428 -2 35 -2 24 -2294mm196.56 62576.076Mmax295焊缝应力:N2 AFAeW1

3、4403202 407 35 2 0.7 8 294=45.31N /mm26209.973 10一 ：74.82N / mm2407353VAeW55.53 1032 0.7 8 294= 16.86N/mm2WF12v-N；M=120.13N /mm2：fc二265N / mm2翼缘焊缝承受的最大压应力2NF419.95-9.8142.810 个，间距为 190mm综上，每侧翼缘设置栓钉(4)基础混凝土受压验算埋入式柱脚的钢柱受压翼缘处的基础混凝土的受压应力厂(M VSd/2)CWc(4.11 )Sd为钢柱埋入深度2 2込二40乜45 108mm3J。9.973 106 55.538190

4、0000/2mN /mm:仁 w.3N/mm：2.45 108+feJ+1686=4078N/mm2=200N/mm2满足要求。(2)锚栓设计锚栓起安装固定底板的作用。按构造要求取锚栓直径24mm 埋入柱脚锚固长度一般为 25d，25 24 = 600mm。(3)翼缘栓钉设计圆柱头栓钉采用 Q345 级， 直径 22mm 翼缘上栓钉承担由弯矩产生的轴向压力:单个栓钉受剪承载力:N：=0.43人.EX = 0.43410002屮兀沢162310_ 0.7 Asf =0.71.6772.83kN41000所需螺栓个数为:N瓦丿NFM20973=419.95kN0.5he腹板焊缝最大应力二W亠丄55

5、忖 9.6= 42.8kN二1623满足要求(5)纵向钢筋设计设置在埋入的钢柱四周的垂直纵向主筋，应分别在翼缘两侧布置;2选择主筋为4A22，A1521mm，每侧设置 3 根A16架力筋。其中j为连接系数，查表为 1.2As=Mbchsfsy(4.12)As = M VSdhsfsy209.973 10655.53 1900000800 汉 360=1095.41mm2(6)柱脚极限承载力验算由抗规 8.2.8 条规定MU,base 一 jMpc(4.13)23Mpc = fyWpb=345407 35 407 -3520428-2 35= 2049.2kN m柱脚极限受弯承载力MUbaec =fcbFclJ+ Sd2+ S：-(21 + sj( 4.14)式中：丨基础顶面到钢柱反弯点距离，可取驻地所在层高2/3 ；Bc与弯矩作用方向垂直的柱身宽度， 对工字型截面柱取等效宽度；hb钢柱脚埋深。=7.54 106kN m_1.2 714.2 = 857.04kN m，满足条件3955.74kN m-1.2Mpc=1.2 2049.2 =2459.04kN mpcMu,base-9.6 400 4600