鋼結(jié)構(gòu)柱腳剛接與鉸接

1、第八章基礎(chǔ)設(shè)計(jì)房屋建筑設(shè)計(jì)總體上分為上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩大部分，輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑也不例外，前面幾章已介紹了其上部結(jié)構(gòu)，本章對(duì)其下部結(jié)構(gòu)一一基礎(chǔ)作一些討論。眾所周知，在房屋建筑中，基礎(chǔ)造價(jià)約占整個(gè)建筑物的30%左右，對(duì)于輕鋼結(jié)構(gòu)而言，最大優(yōu)點(diǎn)就是重量輕， 從而直接影響基礎(chǔ)設(shè)計(jì)， 與其它結(jié)構(gòu)型式的基礎(chǔ)相比， 輕鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 尺寸小，可以減少整個(gè)建筑物造價(jià)， 另外對(duì)于地質(zhì)條件較差地區(qū)， 可優(yōu)先考慮采用輕鋼結(jié)構(gòu)， 這樣容易滿足地基承載力方面的要求。那么輕鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與砼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)有什么不同？輕鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是如何設(shè)計(jì)的？在輕鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意哪些方面？本章針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行探 討，而不涉及基礎(chǔ)本身設(shè)計(jì)的

2、有關(guān)內(nèi)容。第一節(jié)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)由于結(jié)構(gòu)型式、荷載取值、支座條件等方面的不同，傳至基礎(chǔ)頂面內(nèi)力是不同的，輕鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的砼結(jié)構(gòu)相比，最大差別就是在柱腳處存在較小的豎向力和較大的水平力，對(duì)于固接柱腳，還存在較大的彎矩， 在風(fēng)荷載起控制作用的情況下，還存在較大的上拔力。柱底水平力會(huì)使基礎(chǔ)產(chǎn)生傾覆和滑移，基礎(chǔ)受上拔力作用， 在覆土較淺的情況下， 會(huì)使基礎(chǔ)向上拔起，有關(guān)這方面的問(wèn)題，后面再作詳述。由于輕鋼結(jié)構(gòu)的這些受力特點(diǎn)，導(dǎo)致其基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與其它結(jié)構(gòu)存在很大的不同，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1. 基礎(chǔ)形式基礎(chǔ)型式選擇應(yīng)根據(jù)建筑物所在地工程地質(zhì)情況和建筑物上部結(jié)構(gòu)型式綜合考慮，對(duì)于砼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，常見(jiàn)的基礎(chǔ)型式有

3、獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、片筏基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)、樁基等等，而 對(duì)于輕鋼結(jié)構(gòu)而言，由于柱網(wǎng)尺寸較大， 上部結(jié)構(gòu)傳至柱腳的內(nèi)力較小，一般以獨(dú)立基礎(chǔ)為主，若地質(zhì)條件較差，可考慮采用條形基礎(chǔ)， 遇到暗浜等不良地質(zhì)情況， 可考慮采用樁基礎(chǔ)， 一般情況下不采用片筏基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)。2. 柱腳受力(a)鉸接柱腳(b)剛接柱腳圖8-1不同柱腳型式的受力情況砼結(jié)構(gòu)柱腳均為剛接，即同時(shí)存在軸向力N水平剪力V和彎矩M故基礎(chǔ)尺寸較大，輕鋼結(jié)構(gòu)常見(jiàn)的柱腳型式有剛接和鉸接兩種（圖8-1），其受力是不同的，對(duì)于鉸接柱腳，只存在軸向力N和水平力V,對(duì)于剛接柱腳，除存在軸向力N和水平力V之外，還存在一定的彎矩M,從而使剛接柱腳的基礎(chǔ)大于

4、鉸接柱腳。3. 基礎(chǔ)破壞形式要正確進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，首先要知道基礎(chǔ)破壞形式，對(duì)其工作原理有所了解。對(duì)于砼結(jié)構(gòu)，通常柱網(wǎng)尺寸較小，故柱底水平力相對(duì)較小，基礎(chǔ)一般不會(huì)產(chǎn)生滑移現(xiàn)象，又由于上部結(jié)構(gòu)自重很大，足以抵抗風(fēng)荷載作用下產(chǎn)生的上拔力，故基礎(chǔ)也不會(huì)產(chǎn)生上拔的可能，對(duì)于這種結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)主要發(fā)生沖切、剪切破壞；而輕鋼結(jié)構(gòu)則不同，基礎(chǔ)除發(fā)生沖切、 剪切破壞之外，由于存在較大的水平力，對(duì)于固接柱腳，還存在較大的彎矩作用， 從而導(dǎo)致基礎(chǔ)產(chǎn)生傾覆和滑移破壞，另外，在風(fēng)荷載較大的情況下，特別對(duì)于一些敞開(kāi)或半敞開(kāi)的結(jié) 構(gòu)，由于輕鋼結(jié)構(gòu)自重很輕，有可能不足于抵抗風(fēng)荷載產(chǎn)生的上拔力，導(dǎo)致基礎(chǔ)上拔破壞。為防止這些破壞的發(fā)生

5、， 最經(jīng)濟(jì)有效的方法是增加基礎(chǔ)埋深，即增加基礎(chǔ)上覆土的厚度， 但增加了土方開(kāi)挖和回填工程量。另外對(duì)于輕鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，還須預(yù)埋錨栓（也稱地腳螺栓），用于上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的連接，若錨栓離砼基礎(chǔ)邊緣太近，會(huì)產(chǎn)生基礎(chǔ)劈裂破壞，所以我國(guó)鋼 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定了錨栓離砼基礎(chǔ)邊緣的距離不得小于150mm若錨栓長(zhǎng)度過(guò)短，會(huì)使錨栓從基礎(chǔ)中拔出，導(dǎo)致破壞，所以規(guī)范也規(guī)定了錨栓埋入長(zhǎng)度。4. 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)內(nèi)容基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一般包括基礎(chǔ)底面積確定、基礎(chǔ)高度確定和配筋計(jì)算，還應(yīng)符合有關(guān)構(gòu)造措施。 基礎(chǔ)底面積可根據(jù)地基承載力確定，同時(shí)還應(yīng)考慮軟弱下臥層存在；基礎(chǔ)高度由沖切驗(yàn)算確定；在基礎(chǔ)底面積和高度確定的情況下計(jì)算基礎(chǔ)配筋，這里須注意伸

6、縮縫雙柱基礎(chǔ)處理，雙柱為基礎(chǔ)提供了兩個(gè)支點(diǎn)， 在地基反力作用下，有可能出現(xiàn)負(fù)彎矩，即基礎(chǔ)上部受拉的情況， 此時(shí)除基礎(chǔ)底部配置鋼筋外，基礎(chǔ)上部也應(yīng)配筋，避免因上部受拉而出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象。輕鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)除上述內(nèi)容以外，還須進(jìn)行柱底板設(shè)計(jì)和錨栓設(shè)計(jì)，至于這兩部分設(shè)計(jì)歸于上部結(jié)構(gòu)還是下部結(jié)構(gòu)，也存在一些爭(zhēng)議，柱底板尺寸是根據(jù)柱與基礎(chǔ)連接部位砼的局部承壓來(lái)確定 的，與基礎(chǔ)砼參數(shù)有關(guān)， 但其制作又與上部結(jié)構(gòu)連在一起，按照常規(guī)柱底板設(shè)計(jì)歸入上部結(jié)構(gòu)；錨栓在上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)之間起橋梁作用，但基礎(chǔ)施工時(shí)應(yīng)將錨栓埋入， 故屬于基礎(chǔ)部分。本章避開(kāi)這個(gè)問(wèn)題，就錨栓和底板設(shè)計(jì)分別進(jìn)行討論。5. 與上部結(jié)構(gòu)連接基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)是二

7、次施工完成的，其間存在連接問(wèn)題。 對(duì)于砼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，通過(guò)預(yù)留插筋的方式連接上部結(jié)構(gòu)（圖 8-2a ）,而對(duì)于輕鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，則通過(guò)預(yù)埋錨栓的方式進(jìn)行連 接（圖 8-2b ）。（a）砼柱基礎(chǔ)預(yù)留插筋（b）鋼柱基礎(chǔ)預(yù)留錨栓圖8-2基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的連接6. 有關(guān)構(gòu)造措施除上述提到的幾個(gè)方面之外，輕鋼結(jié)構(gòu)還有一些構(gòu)造措施有別于其它結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，比如基礎(chǔ)頂面須設(shè)置二次澆灌層；埋入式柱腳應(yīng)在鋼柱埋入部分設(shè)置栓釘；埋入式柱腳鋼柱翼緣保護(hù)層厚度，對(duì)于中柱不小于 180mm ,對(duì)于邊柱和角柱的外側(cè)不宜小于250mm ,具體詳見(jiàn)有關(guān)構(gòu)造手冊(cè)。第二節(jié)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的特殊處理措施由于輕鋼結(jié)構(gòu)的特殊性，使其基礎(chǔ)設(shè)計(jì)也與一般結(jié)構(gòu)不

8、同，下面從幾個(gè)方面加以討論。一、剛接和鉸接柱腳前面已提到過(guò)，能抵抗彎矩作用的柱腳稱為剛接柱腳，相反不能抵抗彎矩作用的柱腳稱為鉸接柱腳，剛接與鉸接的區(qū)別在于是否能傳遞彎矩，在實(shí)際工程中，絕對(duì)剛接或絕對(duì)鉸接都是不可能的，確切地說(shuō)應(yīng)該是一種半剛接半鉸接狀態(tài)，為計(jì)算方便，只能根據(jù)實(shí)際構(gòu)造把厶rAII Ir1II1:_'rTZL-Si-1-ED-tijr-3286（a）鉸接（一）（d）剛接（二）（b）鉸接（二）（c）剛接（一）圖8-3幾種常見(jiàn)的柱腳型式柱腳看成接近剛接或鉸接。剛接或鉸接柱腳關(guān)鍵取決于錨栓布置，鉸接柱腳一般采用兩個(gè)錨 栓（圖8-3a），以保證其充分轉(zhuǎn)動(dòng)，但有時(shí)考慮錨栓質(zhì)量問(wèn)題，若一

9、個(gè)錨栓質(zhì)量不保證，會(huì)對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)受力產(chǎn)生較大影響，所以為安全起見(jiàn)，也可布置四個(gè)錨栓（圖8-3b），但錨栓盡量接近，以保證柱腳轉(zhuǎn)動(dòng)。剛接柱腳一般采用四個(gè)或四個(gè)以上錨栓連接（圖8-3c），圖中采用六個(gè)錨栓，可以認(rèn)為柱腳不能轉(zhuǎn)動(dòng)，前面講的幾種柱腳均為錨板式柱腳，構(gòu)造簡(jiǎn)單，是工程上常用的柱腳型式，另外還有一種柱腳型式，即靴梁式柱腳（圖8-3d），這種柱腳可看成固接柱腳（屬于剛接柱腳），由于柱腳有一定高度，使其剛度較好，能起到抵抗彎矩的作用， 但這種柱腳制作麻煩，耗工耗材，逐漸被其它柱腳型式所代替。下面再介紹工程上比較常用的固接柱腳（屬于剛接柱腳），即包裹式柱腳（圖8-4），這<. -<.-v

10、_”-_-_rvuwurbn>-*. = .-. =”=、” . . =.*. . =-.-> _ _r.jrw1BntfWi!rwui種柱腳既節(jié)省鋼材又構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，而且安全可靠，在受力上保證柱腳基本不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，與計(jì)算模型很吻合，是一種典型的固接柱腳。另外還有一種插入式剛接柱腳，將鋼柱直接插入混凝土內(nèi)用二次澆灌層固定，這種柱腳近年來(lái)被北京鋼鐵設(shè)計(jì)研究總院等單位研究成 功，已在多項(xiàng)單層工業(yè)廠房中應(yīng)用，效果良好，并不影響安裝調(diào)整。f nr ；620Q1'U-T'HllCD削石進(jìn)盤(pán):試搔帯尖-1H圖8-4 包裹式柱腳上面討論了剛接柱腳和鉸接柱腳的有關(guān)構(gòu)造，計(jì)算模型

11、應(yīng)與構(gòu)造相一致，否則會(huì)造成工程事故，這一點(diǎn)作為工程設(shè)計(jì)人員需特別注意。那么在何種情況下采用剛接柱腳或鉸接柱 腳？其實(shí)這兩種柱腳很明顯的區(qū)別就是對(duì)側(cè)移控制，如果結(jié)構(gòu)對(duì)側(cè)移控制較嚴(yán)，則采用剛接柱腳，例如有吊車荷載的情況，吊車荷載是動(dòng)力荷載，對(duì)側(cè)移比較敏感，而且側(cè)移過(guò)大會(huì)造成吊車卡軌現(xiàn)象，此時(shí)應(yīng)把柱腳設(shè)計(jì)成剛接柱腳，但在某些特殊情況下也可設(shè)計(jì)成鉸接；又如有樓層的結(jié)構(gòu)，側(cè)移過(guò)大會(huì)使人感覺(jué)不安全，左右晃動(dòng)，而且還會(huì)使樓面裝修材料開(kāi)裂等等，這樣結(jié)構(gòu)柱腳應(yīng)按固接設(shè)計(jì)。對(duì)工程上常見(jiàn)的門(mén)式剛架，柱腳通常設(shè)計(jì)成鉸接；對(duì)地質(zhì)情況較差地區(qū)，柱腳應(yīng)考慮鉸接，這樣傳至基礎(chǔ)的內(nèi)力僅為軸力和剪力，不存在彎矩，有利= = z

12、= = - - . 3 - . = c = . = z c 3 . = z - - 于基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，可以減少基礎(chǔ)造價(jià)。二、錨栓錨栓是將上部結(jié)構(gòu)荷載傳給基礎(chǔ)，在上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)之間起橋梁作用。錨栓主要有兩個(gè)基本作用：1.作為安裝時(shí)臨時(shí)支撐，保證鋼柱定位和安裝穩(wěn)定性。2.將柱腳底板內(nèi)力傳給基礎(chǔ)。錨栓采用Q235或Q345鋼制作，分為彎鉤式和錨板式兩種。直徑小于M39的錨栓，一般為彎鉤式（圖8-5a），直徑大于M39的錨栓，一般為錨板式（圖8-5b）。（b）錨板式圖8-5基礎(chǔ)錨栓對(duì)于鉸接柱腳，錨栓直徑由構(gòu)造確定，一般不小于M20對(duì)于剛接柱腳，錨栓直徑由計(jì)算確定，一般不小于M3Q錨栓長(zhǎng)度由鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)

13、確定，若錨栓埋入基礎(chǔ)中長(zhǎng)度不能滿足要求，則考慮將其焊于受力鋼筋上。為方便柱安裝和調(diào)整，柱底板上錨栓孔為錨栓直徑的1.5倍（圖8-6a），或直接在底板上開(kāi)缺口（圖8-6b）。底板上須設(shè)置墊板，墊板尺寸一般為-100X00，厚度根據(jù)計(jì)算確定，墊板上開(kāi)孔較錨栓直徑大12mm待安裝、校正完畢后r=l=In1ffl- 亠H11-十-T13將墊板焊于底板上。開(kāi)圓孔（b）開(kāi)缺口圖8-6柱腳底板開(kāi)孔圖8-7為鉸接柱腳錨栓布置圖，圖8-8為剛接柱腳錨栓布置圖。在圖8-7中，從安全角度考慮，中柱兩個(gè)錨栓可換成四個(gè)，但間距不能太大，以保證鉸接。蘋(píng)幷.蘋(píng)r JOr.nn1 2J1圖8-7鉸接柱腳錨栓布置圖圖8-8岡尿

14、腳錨栓布置圖在工程上經(jīng)常會(huì)提出這樣一些問(wèn)題：錨栓能否抗剪？墊板是否要與底板焊牢？在施工剪力是通過(guò)底板和基礎(chǔ)頂面的時(shí)錨栓是否擰緊？我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范是不允許錨栓抗剪的,摩擦力來(lái)傳遞的，若不滿足要求則須設(shè)抗剪鍵（圖8-9 ）。圖8-9（b）抗剪鍵上海市輕鋼規(guī)程規(guī)定，采用靴梁的剛接柱腳以及考慮地震作用組合時(shí)的外露式柱腳的錨栓不 得用于傳遞柱腳底部的水平反力，此水平反力應(yīng)由底板與混凝土基礎(chǔ)頂面間的摩擦力承受， 摩擦系數(shù)可取0.4，當(dāng)水平反力大于摩擦力時(shí)，應(yīng)設(shè)置抗剪鍵，上述情況之外，外露式柱腳 的錨栓可以傳遞柱腳底部的水平反力，但必須進(jìn)行計(jì)算，并將墊板與底板焊牢。后者應(yīng)該更合理些，因?yàn)檩p鋼結(jié)構(gòu)重量比較輕

15、，摩擦系數(shù)為0.4時(shí)底板和混凝土之間產(chǎn)生的摩擦力很小， 特別是在風(fēng)吸力起控制作用時(shí)， 底板與混凝土之間幾乎不存在壓應(yīng)力，也即摩擦力幾乎沒(méi)有，如果按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范， 在此情況下很難滿足摩擦力抗剪的條件，很多結(jié)構(gòu)須設(shè)抗剪鍵， 但在實(shí)際工程中很少設(shè)抗剪鍵，也沒(méi)有因此發(fā)生工程事故， 可見(jiàn)錨栓參與了抗剪。若錨栓抗剪，一方面錨栓須滿足強(qiáng)度要求，另一方面與錨栓相鄰的砼不發(fā)生局部承壓破壞。有人認(rèn)為錨栓應(yīng)該擰緊，這樣有利于傳力，這種說(shuō)法是不正確的，對(duì)于目前常用的平板式柱腳，考慮錨栓傳遞剪力的情況，錨栓不應(yīng)該擰得很緊， 這樣錨栓在墊板開(kāi)孔中產(chǎn)生微小滑動(dòng)，使其與墊板孔壁接觸，而墊板又與底板焊牢，從而起到傳遞剪力的目

16、的。但對(duì)于固接柱腳，為保證彎矩 傳遞須擰緊錨栓。三、特殊情況下輕鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)1. 格構(gòu)式柱基礎(chǔ)格構(gòu)式柱的柱腳有整體式和分離式兩種，整體式一般用于受力較小、兩分肢間距較近時(shí)，但比較耗材，在大多數(shù)情況下采用分離式柱腳；分離式柱腳兩肢完全分開(kāi)，每個(gè)肢均為軸心受力。由于兩種柱腳構(gòu)造不同，造成基礎(chǔ)設(shè)計(jì)也不同。對(duì)于整體式柱腳，由于柱腳底板是整塊的，且設(shè)置一定數(shù)量加勁肋，使柱腳形成一個(gè)整體剛度，因而作為基礎(chǔ)的一個(gè)支點(diǎn)，這樣基礎(chǔ)僅需底部配置受力筋，而上部不需配筋（圖8-10a ）;對(duì)于分離式柱腳，柱肢是分開(kāi)的，但其基礎(chǔ)很難分開(kāi)，因而為基礎(chǔ)提供了兩個(gè)支點(diǎn)，此時(shí)在基礎(chǔ)上部出現(xiàn)負(fù)彎矩，也即出現(xiàn)受拉的情況，在基礎(chǔ)配筋時(shí)

17、須注意，應(yīng)同時(shí)配置上、下部鋼筋（圖8-10b ）。（a）整體式柱腳基礎(chǔ)圖 8-102. 地坪有較高承載力時(shí)的基礎(chǔ)處理在實(shí)際工程中，經(jīng)常碰到一些改建、擴(kuò)建工程，比如在集裝箱碼頭建造輕鋼廠房，或在老建筑旁擴(kuò)建輕鋼房屋但基礎(chǔ)很難施工，等等。在進(jìn)行這類工程的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，可考慮采用喜利得（HILTI ）錨栓，該錨栓由瑞士喜利得公司生產(chǎn)，在國(guó)內(nèi)工程中已得到廣泛應(yīng)用，這 種方法不需設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，只要地坪具有足夠的強(qiáng)度，就可直接在地坪中預(yù)埋 HILTI錨栓。下面提供HILTI錨栓的有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)，有關(guān)錨栓固定設(shè)計(jì)方面的細(xì)節(jié)可向喜利得公司垂詢。表8-1HILTI錨栓有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)HAS 螺桿尺寸N設(shè)計(jì)抗拉力（KN）V設(shè)

18、計(jì)抗剪力（KNHVU 尺寸 (mm)孔徑do(mm孔深 ho(mmM810.37.981080M1013.812.6101290M1219.818.31214110M1628.934.61618125M2052.454.02024170M2475.577.82428210M2792.4164.02730240M30121.3199.33035270M33142.5248.43337300M36169.4291.53640330M39194.1350.639423601、以上數(shù)據(jù)用于：混凝土強(qiáng)度為C25/30。鍍鋅螺桿需符合ISO898T15.8級(jí)。要達(dá)到以上剪力，基材厚度（h）不小于邊距（C）

19、的1.5倍.2、 要更大力量可增大孔深，但最大不能超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)2倍深。3、 HVU管劑主要化學(xué)成分為：Vinylurethane 樹(shù)脂。4、 有關(guān)錨栓安裝時(shí)邊距和間距和混凝土對(duì)拉力和剪力的影響請(qǐng)與HILTI工程師聯(lián)系5、M24以上的螺桿設(shè)計(jì)剪力是依據(jù) 8.8級(jí)鋼材。HVU藥劑管HAS螺桿品名品號(hào)品名品號(hào)HVU M8K80256691/7HAS M8X11066001/9HVU M10X 90256692/5HAS M10X13066002/7HVU M12X 110256693/3HAS M12X16066003/5HVU M16X 125256694/1HAS M16X19066004/3HVU

20、 M20X 170256695/8HAS M20X 24066084/4HVU M24X 210256696/6HAS M24X 29066085/1HVU M27X 240256697/4HAS M27X 340259990/0HVU M30X 270256698/2HAS M30X 380259991/8HVU M33X 300256699/0HAS M33X 420229728/1HVU M36X 330256700/6HAS M36X 460259992/6HVU M39X 360256701/4HAS M39X 510259993/4表8-2HVU配件HAS螺桿第三節(jié)典型柱基礎(chǔ)細(xì)部詳

21、圖現(xiàn)結(jié)合實(shí)際工程，給出幾種通過(guò)前面討論，我們已經(jīng)對(duì)輕鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)有一個(gè)初步了解, 典型柱基礎(chǔ)詳圖，以供大家參考。1. 柱下獨(dú)立基礎(chǔ)1-1圖8-11柱下獨(dú)立基礎(chǔ)2.柱下條形基礎(chǔ)柱下條形基礎(chǔ)第四節(jié)柱底板和錨栓設(shè)計(jì)9一、軸心受壓柱腳設(shè)計(jì)1.底板面積NL B - Ao - hf n| ce式中：N柱軸心壓力設(shè)計(jì)值。hce基礎(chǔ)所用鋼筋砼局部承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。Ao 錨栓孔面積2. 底板厚度底板壓力：qL x B _ Ao對(duì)于底板彎矩，分以下情況進(jìn)行設(shè)計(jì)：四邊支承板Maqa2 N %其中：a短邊長(zhǎng)度b長(zhǎng)邊長(zhǎng)度:系數(shù)，由 -查表8-3求得。a表8-3四邊支承板0（系數(shù)%i.o1.11.21.31.41.51.61

22、.71.81.92.0>2.0a0.0480.0550.0630.0690.0750.0810.0860.0910.0950.0990.1020.125三邊支承、一邊自由板或兩鄰邊支承板M 2 = qa；其中：a1自由邊長(zhǎng)或?qū)蔷€長(zhǎng)度bi 兩相鄰固定邊頂點(diǎn)到ai的垂直距離I；-"系數(shù)，由1查表8-4求得。ai3/ /ai0.30.350.40.450.50.550.60.650.70.750.8P0.0270.0360.0440.0520.060.0680.0750.0810.0870.0920.097bi/ai0.850.90.951.01.11.21.31.41.51.75

23、2.0P0.1020.1050.1090.1120.1170.1210.1240.1260.1280.130.132表8-4三邊支承、一邊自由或兩鄰邊支承板：系數(shù)當(dāng)bl : 0.3時(shí)，按懸臂長(zhǎng)為b1的懸臂板計(jì)算。 ai一邊支承、三邊自由板1 2 M 3 qC其中：C懸臂長(zhǎng)度。最終彎矩設(shè)計(jì)值 M max = max1, M 2, M 3'最佳設(shè)計(jì)方案應(yīng)使 MM 2,M 3接近相等，若相差較大，應(yīng)調(diào)整區(qū)格。若不考慮塑性發(fā)展，則：皿空空f(shuō)W由于上述求出的彎矩是每延米彎矩，即：W =丄6代入上式可得底板厚度：t = 6Mmax _14mm我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中考慮底板塑性發(fā)展，故求底板厚度時(shí)采用

24、下式計(jì)算:3. 錨栓設(shè)計(jì)由于該柱腳不承擔(dān)彎矩，為鉸接柱腳，故錨栓按構(gòu)造設(shè)置。、偏心受壓柱腳的計(jì)算這里針對(duì)實(shí)腹整體式柱腳進(jìn)行設(shè)計(jì)，而對(duì)于分離式柱腳，相當(dāng)于獨(dú)立的軸心受壓柱腳, 其計(jì)算方法同軸壓柱腳。1. 底板面積假定底板下壓應(yīng)力成直線分布式中：6N, M柱軸心壓力和彎矩設(shè)計(jì)值。fche 基礎(chǔ)所用鋼筋砼局部承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值2. 底板厚度取q =max （區(qū)段內(nèi)最大地基反力），其余計(jì)算同軸心受壓柱。3.錨栓計(jì)算當(dāng)- min1 BL2：0時(shí)，底板與基礎(chǔ)開(kāi)始脫離，從而產(chǎn)生拉應(yīng)力，而該拉應(yīng)力合力應(yīng)由錨栓來(lái)承擔(dān)，如圖8-13所示。圖8-13錨栓計(jì)算簡(jiǎn)圖' Md =0則:即:式中：a =-23x 二d

25、-C,3-max-max '則錨栓所需要的有效截面面積為:Aehce式中：fcl錨栓抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。求得錨栓所受的拉力或錨栓有效截面面積后，直接查表8-5、表8-6即得所需錨栓規(guī)格。表8-5Q235鋼錨栓選用表錨栓直徑d ( mm202224273033363942454852有效面積2Ae( cm )2.4483.0343.5254.5945.6066.9368.1679.75811.2113.0614.7317.58單個(gè)錨栓承載力N：(KN)34.342.549.464.378.597.1114.3136.6156.9182.8206.2246.1錨栓直徑d ( mm5660646

26、8727680859095100有效面積Ae( cm2)20.3023.6226.7630.5534.6038.8943.4449.4855.9162.7369.95單個(gè)錨栓承載力Nt：(KN)284.2330.7374.6427.7484.4544.5608.2692.7782.7878.2979.3表8-6Q345鋼錨栓選用表錨栓直徑d ( mm202224273033363942454852有效面積Ae( cm2)2.4483.0343.5254.5945.6066.9368.1679.75811.2113.0614.7317.58單個(gè)錨栓承載力N： (KN)44.154.663.582

27、.7100.9124.8147.0175.6201.8235.1265.1316.4錨栓直徑d ( mm56606468727680859095100有效面積2Ae ( cm )20.3023.6226.7630.5534.6038.8943.4449.4855.9162.7369.95單個(gè)錨栓承載力._ aNt (KN)365.4425.2481.7549.9622.8700.0781.9890.6100611291259第五節(jié)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)實(shí)例一、獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk =80KPa，基礎(chǔ)埋深為-1.500m，地基承載力設(shè)計(jì)值f -1.1 80=88KPa，基礎(chǔ)砼采用 C20。

28、N =139.3KN，V =197.6KN。A。N述 2.4f - G d 88 -20 1.52Ao =4.8，取 A =2.8 3.2 =8.96m2。驗(yàn)算：20 1.5=45.55139.32.8 3.2-max 一 2.8 3.2Fin2.8 3.2139.3197.4 1.1+ 20X.5+ 1 2 -2.8 3.2 6197.4 1.11o-2.8 3.22 6空丄20 1.5-91n2 ：1.1f mm2= 0.12 0 m2基礎(chǔ)底板配筋：M I = 12 皆 a)(二 j max121.052 (2 2.8 0.75 2 0.46)(61 61-j)122 1527)= 68.21KN m28968.21 1062Asi531.48mm0.9匯310況460配也 12150。1 2 'Mu =48(_a'