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钢结构配件柱脚的设计
- 2019-01-25-

钢结构配件柱脚的设计

    (1)钢结构配件外露柱脚

    用相对刚性的底板焊接柱的底部,底板由嵌入在混凝土基础中的锚栓固定。这种情况在钢结构配件发展初期就已开始使用。从力学概念来看,考虑半刚性连接适合。在柱脚上施加轴向力、弯矩和剪切力。张力内锚通过荷载与穿过柱脚附近的底板和混凝土基础之间的压力传递,而剪力通过柱底板与基础接触面或锚栓之间的摩擦阻力传递。

    在大多数情况下,由锚栓屈服柱底部塑性力矩比柱底部的塑性力矩小,通常为外露柱脚。柱脚在弯矩作用下的力学性能取决于内锚栓的性能。如果锚栓在拉力作用下屈服后,塑性变形能够发展,则在重复荷载作用下暴露的柱脚的恢复力特征。但目前在实际工程设计中,在螺栓截面变弱前,螺栓脚往往会在螺纹部位断裂,否则由于锚固不足,螺栓可能会被拔出。在这种情况下,很难看到螺栓脚的塑性变形。

    (2)钢结构配件外包式柱脚

    钢结构配件外包式柱脚采用钢筋混凝土包裹,包裹范围为钢柱底部柱截面高(截面尺寸)的2.5-3倍。在这种情况下,柱脚作为固定柱脚的设计,如准确的设计,可以使柱脚的稳定程度和承载力。钢结构配件柱脚的受力性能主要取决于外加强筋的凝结受力性能。

    (3)钢结构配件埋入式柱脚

    钢柱基础埋设在基础混凝土中,其长度约为截面高的2倍。钢筋用于稳定周围的混凝土。从施工方便的角度来看,这种情况下柱脚的工序比其他情况多,这是施工期的一个缺点。但是,钢柱底部塑性铰的成形要求比较容易符合,结构概念也明确。因此,只要设计和施工准确,柱脚的恢复力特性就能显示出稳定的主轴关系。

    根据一维、二维和三维(d:柱宽截面的高)改变柱的深时,显示柱脚的恢复力特征。恢复力特性随钢结构配件柱脚深的变化而变化,但柱脚深是柱截面高的两倍。可以认为,恢复力特性基本上是一个主轴。为了考虑与周围凝结的结合,柱埋件上也有焊接螺栓的设计方法,但螺栓只能在钢柱埋件和周围混凝土有较大的工作。

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