《柱脚节点设计》word版

十六、柱脚节点设计1、A柱柱脚(250×300×8×12)双螺母垫板B柱脚详图C柱脚详图图15-1，;：・双螺母A柱脚详图(1)A柱内力组合JN=120.5KNIV=18.35KN铰接柱脚底板尺寸定为：长度L=290mm,宽度B=340mm(见图15-1)，σcN120.5X103LB290x340=1.22N/mm2<f=10N/mm2满足

cc(2)柱脚底板厚度的确定：①对悬臂板■6MtN1 imaxPb ∖ f“16x—xσa2' 2C1'f^^16x—x1.22x2021 2=2.7mm205②对三边支承板b/a=166/218=0.76，查《钢结构》课本表5.8得β=0.0892226M^^tN' imaxPb~Vf-6xβxσa2■ :f6x0.089x1.22x2182CC■ =12.3mm205底板厚度采用t=20mm（3）底板与柱子下端的连接焊缝强度验算：采用无加劲肋连接，沿工字形截面柱的周边采用角焊缝连接，h=8mm。并对工f字形翼缘端部绕转部分焊缝忽略不计。沿柱截面周边的角焊缝总的有效截面面积：A=(0.7X8X218+0.7X8X296X2)×2=9072mm2ewA=0.7X8X218X2=2441.6mm2ewWσ=N-=120∙5X103=13.3N/mm2<βfw=1.22X160=195.2N/mm2NcA9072 ffewV 18.35X103T= = =7.5N/mm2<fw=160N/mm2VA2441.6 fewWσfs.σ :ɪ! ~~一 -一=.(—Ne)2+(T)2=.( )2+7.52=13.2N/mm2<fw=160N/mm2βV1.22 ff满足焊缝强度要求。（4）在铰接柱脚中，锚栓不用以承受柱脚底部的水平剪力。柱脚底部的水平剪力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。V=0.4N=0.4X120.5=48.2KN>18.35KN满足fb2、B柱柱脚(250X300X8X12)（1）B柱内力组合N=179.94KNV=0KN铰接柱脚底板尺寸定为：长胤=25。咖，宽度B=340mm（见图15-1）N_179.94X103LB―250x340σc=2.12N/mm2<f=10N/mm2

cc满足（2）柱脚底板厚度的确定：①对悬臂板■1 1-777 ι6x—xoa2 16×-×2.12X202t≥' ⅛aχ=f 2 =Y 2 =3.52mmPb vfyf∖ 205②对三边支承板b/a=166/218=0.76,查《钢结构》课本表5.8得β=0.08922 26M '6xβoa2 '6X0.089X2.12X2182”t≥' ⅛aχ=1 2-=,： =16.2mmPb\：f∖f\ 205底板厚度采用方=20mm（3）底板与柱子下端的连接焊缝强度验算：采用无加劲肋连接，沿工字形截面柱的周边采用角焊缝连接，h=8mm。并对工f字形翼缘端部绕转部分焊缝忽略不计。沿柱截面周边的角焊缝总的有效截面面积：A=(0.7X8X218+0.7X8X296X2)x2=9072mm2ewA=0.7X8X218X2=2441.6mm2ewWN 17994X103o=——=— =19.8N/mm2<βfw=1.22X160=195.2N/mm2NcA9072 ffewT= = =0N/mm2<fw=160N/mm2VA 2441.6 fewWo、 ，、 ,19.8、o=.(—Ne-)2+(t)2=■( )2+0.152=16.3N/mm2<fw=160N/mm2fsyβVt1.22 ff满足焊缝强度要求。（4）在铰接柱脚中,锚栓不用以承受柱脚底部的水平剪力。该柱为摇摆柱,脚底部的无水平剪力,若存在剪力,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。3、C柱柱脚（300X300X8X12）（1）A柱内力组合N=120.76KNV=19.07KN铰接柱脚底板尺寸定为：长度L=340mm,宽度B=340mm（见图15-1）N120.76X103LB340X340σc=1.04N/mm2<f=10N/mm2满足

cc（2）柱脚底板厚度的确定：①对悬臂板116X ι6X-Xσa2t>：6Mmx= 2c1「f∖f,6X1X1.04X202=1' 2 =2.47mm205②对三边支承板b/a=166/268=0.62，查《钢结构》课本表5.8得β=0.0746222-6Xβ=' 26M^^tN1 imaxPb∖ fσa2 6x0.0746X1.04X2182c^2f205=10.4mm底板厚度采用方=20mm（3）底板与柱子下端的连接焊缝强度验算：采用无加劲肋连接，沿工字形截面柱的周边采用角焊缝连接。并对工字形翼缘端部绕转部分焊缝忽略不计。沿柱截面周边的角焊缝总的有效截面面积：A=(0.7x8x268+0.7X8X296X2)x2=9632mm2ewA =0.7X8X268X2=3001.6mm2ewWσ=—NcAewN 120.76X1039632=12.54N/mm2<βfw=1.22X160=195.2N/mm2ffτ= VAewWV 19.07X1033001.6=6.35N/mm2<fw=160N/mm2

f,P、 ,、 ,12.54、σ=.(—Ne)2+(T)2=,( )2+6.352=12.1N/mm2<fw=160N/mm2fs∖PV∖1.22 ff满足焊缝强度要求。(4)在铰接柱脚中，锚栓不用以承受柱脚底部的水平剪力。柱脚底部的水平剪力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。V=0.4N=0.4X120.76=48.3KN>19.07KN满足fb注：A、B、C柱铰接柱脚的锚栓仅作安装过程的固定之用，锚栓直径定为20mm。柱底板锚栓孔径为24mm;锚栓垫板的锚栓孔径为24mm,其厚度取与底板厚度相同。4、D柱柱脚(600X300X8X12)24so^u451.12

-5lɪ图4J⅛dlD柱设为整体式柱脚，计算如下:(1)柱脚底板计算(见图15-2)两组内力：JN=50242KNIM=-65.27KN.m1N2=224.67KNM=188.32KN.m2按照规范取内力组合中轴力N最大的一组来验算。底面截面特征：A=45×126=5670cm2 W=4"1262=11907(Cm36钢筋混凝土基础为C20，查规范得混凝土抗压强度f=9.6N/mm2。c底板对基础顶面的压应力NMσ=_l+—<maxAW50242x1。65.27x106+ 567(X102 11907X10=0.886÷0.548=1.434N/mmσ=0.886-0.548=0.338N/mmmin底板计算弯距按不同区格中的最大者采用：①对悬臂板11M=-xσa2=x1.434X802=4588.8N.mm2 1 2②对四边支承板348-24b/a= =1.30，查《钢结构》课本表5.7得α=0.0726,2 250 2M=ασa2=0.0726x1.364x2502=6189.2N.mm22③对三边支承板b/a=225/300=0.75，查《钢结构》课本表5.8得β=0.088533 3M=βσa2=0.0885x1.147x3002=9135.9N.mm3 336M'6x9135.91/)t=, max=■ =16.4mm∖f\ 205底板厚度采用t=20mm（2）靴梁计算①靴梁截面：靴梁承受底板区域内的基础反力剪力V=(1.434+1.147^x225x330=95819.6NI2 )弯矩M=,434x

I3302-Ar3302)

+1.147x X225=163962563N.mm36)靴梁采用-250乂12。6M 6X16396256.3th21.5VT= th12X25021.5X95819.6=131.2N/mm2<f=215N/mm212X250=47.9N/mm2<f=125N/mm2

vσ②底板与靴梁的连接焊缝强度验算：采用h=8mm

fl=330-10=320mm(共有两条焊缝)WVT= 0.7nhlfW9581960.7X2X8X320=26.7N/mm2<fW=160N/mm2③柱肢与悬挑靴梁的连接焊缝强度验算：采用h=8mm

fl=250-10=240mm(共有两条焊缝)W6Mσ= M 0.7nhl2fW6X1639625630.7X2X8X2402=152.5N/mm2TVTfV0.7nhlfW9581960.7X2X8X240=35.6N/mm2σ.(TM)2+(T)2PVf■152.5'( )2+35.62\1.22=130N/mm2<fw=160N/mm2满足要求（3）底板加劲肋的计算（见图15-3）q7nττm2501q=1.364xΓ80+

(=279.6N/mmR1 R23402)324R=279.6X——=46413.6N1 2图15-3 底板加劲肋的计算简图1M=-x279.6X3242=3852328.8N.mm8①加劲1采用-250乂12,σ6M

th26X3852328.8

12X2502=30.8N/mm2<f=215N/mm21.5VT二 th1.5X46413.612X250=23.2N/mm2<fv-125N/mm2加劲肋与靴梁的连接焊缝强度验算：加劲1与靴梁连接的内侧焊缝不易施焊，故在计算仅考虑一条焊缝。采用h-8mm

fl-250-10-240mmWVτ 0.7hlfW4641360.7X8X240-34.5N/mm2<fw

f-160N/mm2②底板加劲肋2的计算:q-0.841X225-189.2N/mmR-189.2X600-56767.5Na 21M=—X189.2X2252-1197281.3N.mm8力口劲肋采用-250乂225乂126M

th26X1197281.312X2502-9.6N/mm2<f-215N/mm21.5Vτ th1.5X56767.512X250-28.4N/mm2<fv-125N/mm2σ加劲肋与靴梁的连接焊缝强度验算：采用h-8mm l-250-10-240mm（共有两条焊缝）fWV

τ- 0.7nhlfW5676750.7X2X8X24021.1N/mm2<fw

f-160N/mm2（4）锚栓的计算计算锚栓的内力：JN-224.67KNIM-18832KN.m2底板对基础顶面的压应力（见图15-4）σmaxNM-2+_2AW22467x1Q18832x1G + 567(X102 11907X10=0.396+1.582=1.978V/mmσ=0.396-1.582=-1.186V/mmmin受压区长度：σl 1.978x1260x=—— max =788mmσ+σ 1.978+1.186maxmin(lx∖a=--—=630-263=367mm123J图15-4D柱锚栓计算简图y=1260-80-263=917mm由ΣM=0得锚栓拉力为:PM-VaT= y188.32-224.67x0.367 =116.0KV0.917每边设两个锚栓，所需每个锚栓面积T

2fb

t116.0x103 =414mm22x140查《钢结构设计与计算》表-5选择2①27,A=459.4mm2>414mm2e5、E柱柱脚(600X300X8X12)E柱设为整体式柱脚，计算如下:（1）柱脚底板计算（见图15-2）两组内力：V1=388.36KVM=-216.59KV.m1V2=210.99KVM=-439.09KV.m2Ae按照规范取内力组合中轴加最大的一组来验算。底面截面特征：A=45X126=5670cm2W=F=11907M3钢筋混凝土基础为C20,查规范得混凝土抗压强度f=10N/mm2。c底板对基础顶面的压应力NMσ =_1+一<maxAW38836x1。21659x106 + 567(X102 11907X10=0.685÷1.819=2.50N/mmσ =0.685-1.819=-1.134V/mmmin底板计算弯距按不同区格中的最大者采用：①对悬臂板11M=-xσa2=x2.504X802=8012.8N.mm2 1 2②对四边支承板b/a=324/250=1.30,查《钢结构》课本表5.7得α=0.0726,22 2M=ασa2=0.0726x2.273x2502=1091Q4N.mm22③对三边支承板b/a=225/300=0.75，查《钢结构》课本表5.8得β=0.088533 3M=βσa2=0.0885x1.551x3002=12353.7N.mm3 33,,6M- .16x54561C,t=l max=■ =12.6mm∖f2205底板厚度采用方=20mm2）靴梁计算①靴梁截面：靴梁承受底板区域内的基础反力剪力V/2∙504+L551)x225x330=150541.9NI2J弯矩M=(2.504X苧÷L551X*'V J UJx225=26785316.3N.mm靴梁采用-300乂12。σ=—th26M 6X26785316.3T=——th12义30021.5V 1.5X150541.912义300=148.8N/mm2<f=215N/mm2=62.7N/mm2<f=125N/mm2V②底板与靴梁的连接焊缝强度验算：采用h=8mm

fl=330-10=320mm(共有两条焊缝)WVT= 0.7nhlfW150541.90.7X2X8X320=42.0N/mm2<fW=160N/mm2

f③柱肢与悬挑靴梁的连接焊缝强度验算：采用h=8mm

fl=300-10=290mm(共有两条焊缝)W6Mσ= M 0.7nhl2fW6X26785316.3 =170.6N/mm20.7X2X8X2902TVV0.7nhlfW15054I9 =46.3N/mm20.7X2X8X290TfM-)2+(T)2I Vf■170.6V1.22)2+46.32=147.3N/mm2<fw=160N/mm2

f满足要求(3)底板加劲肋的计算(见图15-5)(q=2.504x80+(250^2J=513.3N/mm图15-5底板加劲肋的计算简图324R=513.3×——=85207.8N1 21M=-×513.3X3242=7072247.4N.mm8①加劲1采用-300乂12,σ6M 6X7072247.4th212X3002=39.3N/mm2<f=215N/mm2T=——th1.5V 1.5X85207.812X300=35.5N/mm2<f=125N/mm2V加劲肋与靴梁的连接焊缝强度验算：加劲1与靴梁连接的内侧焊缝不易施焊，故在计算仅考虑一条焊缝。采用h=8mm

fl=300-10=290mmWVτ= 0.7hlfW8520780.7X8X290=52.5N/mm2<fw

f=160N/mm2②底板加劲肋2的计算:q=0.684X225=153.9N/mmR=15