隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)及民用建筑房屋中的應(yīng)用日益廣泛。特別是近年來，隨著國家的大力提倡，我國鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)得到了空前規(guī)模的發(fā)展。呼和浩特鋼結(jié)構(gòu)柱腳是鋼結(jié)構(gòu)的一個重要組成部分，具有固定位置和傳力兩大作用，對整個結(jié)構(gòu)的安全有重大影響。然而柱腳設(shè)計關(guān)鍵點往往被忽略，計算內(nèi)容較多、公式復(fù)雜、鋼結(jié)構(gòu)工程形式多樣，柱腳形式多樣。

中國有名的鋼結(jié)構(gòu)建筑

本文主要從新建建筑鋼柱腳形式的選用、現(xiàn)行新規(guī)范對柱腳的相關(guān)規(guī)定、構(gòu)造及各種加層鋼結(jié)構(gòu)的柱腳節(jié)點做法等方面，闡述并整理柱腳設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容，為設(shè)計人員提供一定參考。

柱腳形式選用

現(xiàn)行規(guī)范對柱腳形式選用的規(guī)定

不同類型鋼結(jié)構(gòu)工程柱腳查詢表

對于高層鋼結(jié)構(gòu)工程而言，地下室框架柱一般均采用組合結(jié)構(gòu)，如果按照《組合規(guī)》第 6.5條規(guī)定，基礎(chǔ)底板厚度較大，柱腳設(shè)計和構(gòu)造偏于嚴(yán)格，造成基礎(chǔ)設(shè)計的極大浪費和不合理。結(jié)合柱腳受力機(jī)理，可主要參考《高鋼規(guī)》的規(guī)定。

對于一些執(zhí)行規(guī)范較嚴(yán)格的地區(qū)，設(shè)計人員對柱腳的設(shè)計也可采用性能化的設(shè)計方式，即采用大震下地震組合內(nèi)力對柱腳進(jìn)行設(shè)計，大震下地震力組合值系數(shù)可取1.0，材料的強度采用標(biāo)準(zhǔn)值。

新鋼標(biāo)對于柱腳的新規(guī)定

1.  新鋼標(biāo)明確規(guī)定，插入式柱腳可用于多層鋼結(jié)構(gòu)框架柱，正式認(rèn)可了插入式柱腳在民用建筑中的應(yīng)用。插入式柱腳之前主要出現(xiàn)在工業(yè)建筑的相關(guān)內(nèi)容。

2. 關(guān)于抗震性能化設(shè)計中對于柱腳的另外一些相關(guān)規(guī)定，詳《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB50017-2017)第17.2.12條。

3. 新鋼標(biāo)關(guān)于外包式柱腳參考了日本的相關(guān)規(guī)定，受力模式跟之前規(guī)范有更新，呼和浩特鋼結(jié)構(gòu)鋼柱彎矩在外包柱腳頂部鋼筋位置處大，底板處約為零，彎矩通過鋼柱和混凝土之間的壓力傳遞。以往受力模式假定是，軸力由鋼柱底板傳遞，彎矩通過栓釘傳遞給混凝土短柱，受力模式的變化導(dǎo)致對栓釘?shù)脑O(shè)計要求有所不同。新鋼標(biāo)條文中不再寫栓釘?shù)囊螅?/p>

4.新鋼標(biāo)提出了4種外包式柱腳典型破壞模式，圍繞破壞模式提出了相應(yīng)的構(gòu)造措施，外包混凝土頂部的抗剪補強鋼筋，通常集中配置3道構(gòu)造箍筋，防止頂部混凝土被壓碎和保證水平剪力的傳遞；外包式柱腳箍筋按100mm的間距配置，以免出現(xiàn)受剪斜裂縫，并應(yīng)保證鋼筋的錨固長度和混凝土的外包厚度；確保外包混凝土的高度。

5.新鋼標(biāo)對埋入式柱腳的受力模式的假定也做了修改，按鋼柱側(cè)面和混凝土之間的受壓區(qū)支承反力形成的抗力來抵抗彎矩和剪力（高鋼規(guī)未變），與以往計算中假定鋼柱側(cè)面的栓釘剪力來抵抗彎矩的受力模式不同。鋼柱埋入部分可不設(shè)栓釘，對于有拔力的柱，宜在柱埋入混凝土部分設(shè)置栓釘。

實腹式剛接柱腳主要由底板、加勁肋、靴梁、隔板、錨栓及錨栓支撐托座等組成，各板件的強度和剛度及相互間的連接應(yīng)起到增加柱腳整體剛度，提高柱腳承載力和變形能力的作用，且構(gòu)造應(yīng)符合下列要求：

（1）柱腳底板厚度不宜小于30mm，且不應(yīng)小于鋼柱翼緣厚度

（2）當(dāng)采用外露式柱腳時，柱腳的極限承載力不宜小于柱截面塑形屈服承載力的 1.2倍。柱腳錨栓不宜用以承受柱底水平剪力，柱底剪力應(yīng)由底板與基礎(chǔ)間的摩擦力或設(shè)置抗剪鍵及其它措施承擔(dān)，柱腳錨栓應(yīng)可靠錨固。

（3）剛性柱腳的錨栓不僅起到安裝過程固定的作用，且在柱腳彎矩下承受拉力，剛性柱腳的錨栓直徑和數(shù)量應(yīng)由計算確定，直徑不應(yīng)小于24mm。

（4）三級及以上抗震等級時，錨栓截面面積不宜小于鋼柱下端截面面積的20%。

外包式柱腳

（1）外包式柱腳底板應(yīng)位于基礎(chǔ)梁或筏板的混凝土保護(hù)層內(nèi)；外包混凝土的厚度，對H形截面柱不宜小于160mm，對矩形管或圓形管柱不宜小于180mm，同時不宜小于鋼柱截面高度的30%；混凝土強度等級不宜低于C30；柱腳混凝土外包高度，H形柱不宜小于柱截面高度的2倍，矩形管柱或圓管柱宜為矩形管截面長邊尺寸或圓管直徑的2.5 倍；當(dāng)沒有地下室時，外包寬度和高度宜增大20%；當(dāng)僅有一層地下室時，外包寬度宜增大10%。

（2）柱腳底板厚度不宜小于16mm。

（3）柱腳錨栓直徑不宜小于16mm，錨固長度不宜小于其直徑的20倍。錨栓直徑選取應(yīng)使基礎(chǔ)壓應(yīng)力值不應(yīng)超過混凝土局部承壓強度設(shè)計值，錨栓底部應(yīng)設(shè)錨板或彎鉤。 

（4）柱在外包混凝土的頂部箍筋處應(yīng)設(shè)置水平加勁肋或橫隔板。

（5）當(dāng)框架柱為圓形管或矩形管時，應(yīng)在管內(nèi)澆灌混凝土，強度等級不應(yīng)小于基礎(chǔ)混凝土。澆灌高度應(yīng)高于外包混凝土，不宜小于圓管直徑或矩形管的長邊。

（6）外包鋼筋混凝土的受彎和受剪承載力驗算及受拉鋼筋和箍筋的構(gòu)造要求應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（2015年版）（GB50010—2010）的有關(guān)規(guī)定，主筋深入基礎(chǔ)內(nèi)的長度不應(yīng)小于25倍直徑，四角主筋兩端應(yīng)加彎鉤，下彎長度不應(yīng)小于15d，外包層頂部箍筋應(yīng)加強加密（間距不應(yīng)大于50mm），且不應(yīng)小于3道直徑12mm的HRB335級熱軋鋼筋。

（7）外包部分的鋼柱翼緣表面宜按構(gòu)造設(shè)置栓釘，構(gòu)造參埋入式柱腳設(shè)置。

（8）外包式、埋入式柱腳，呼和浩特鋼結(jié)構(gòu)鋼柱腳在與混凝土接觸的范圍內(nèi)，不得刷油漆；柱腳安裝時，應(yīng)將鋼柱表面的泥土、油污、鐵銹和焊渣等用砂輪清刷干凈。