本文作者:茂名鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

鋼柱外包柱腳(內(nèi)蒙古烏蘭察布市某窯尾框架外包式柱腳的詳細解析)

**鋼柱外包柱腳是一種常見的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計,,主要用于承受上部軸力并提高結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性**,。這種設(shè)計主要應(yīng)用于需要抗震設(shè)防的工程中,特別是在地震頻發(fā)的區(qū)域,,如內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市某工業(yè)廢渣綜合利用循環(huán)經(jīng)濟項目的窯尾框架。,,,,外包式柱腳的設(shè)計和施工需要考慮多種因素。根據(jù)《鋼標》12.7.7和《門規(guī)》10.2.15等規(guī)范,,雖然沒有具體的柱腳設(shè)計規(guī)定,,但在實際設(shè)計時需參考細部構(gòu)造要求。外包式柱腳在短柱頂部應(yīng)設(shè)置水平加勁肋或橫隔板,,以增強其承載能力和剛度,;而對于H型和箱型截面柱,其內(nèi)部橫隔板的寬厚比也應(yīng)符合一定要求,。這些設(shè)計原則確保了柱腳能夠有效地承受上部結(jié)構(gòu)的荷載,,同時保證結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。,,,,在實際應(yīng)用中,外包式柱腳的設(shè)計還涉及到混凝土澆注的問題,。由于鋼管內(nèi)部灌入混凝土可以有效防止柱子在水平力作用下的局部屈曲,,對于矩形鋼管柱的外包式柱腳,需要在管內(nèi)澆注混凝土,,且澆灌高度應(yīng)高于外包高度,。這一做法不僅增加了柱子的穩(wěn)定性,也為施工提供了便利,。,,,內(nèi)蒙古烏蘭察布市某窯尾框架外包式柱腳的設(shè)計和施工是一個重要的工程項目,,它不僅關(guān)系到整個項目的安全和穩(wěn)定,,也體現(xiàn)了現(xiàn)代建筑工程技術(shù)的進步。通過合理的設(shè)計和科學(xué)的施工,,可以確保工程的成功實施,,并為類似工程提供寶貴的經(jīng)驗。
鋼柱外包柱腳(內(nèi)蒙古烏蘭察布市某窯尾框架外包式柱腳的詳細解析) 結(jié)構(gòu)電力行業(yè)設(shè)計

鋼柱外包柱腳概述

外包式柱腳是一種常見的鋼結(jié)構(gòu)柱腳設(shè)計方法,,主要用于將鋼柱與基礎(chǔ)有效連接,,確保結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。以下是關(guān)于外包式柱腳的詳細解析:

1. 基本概念

外包式柱腳是指將鋼柱底板放置在基礎(chǔ)面上,再由基礎(chǔ)伸出鋼筋混凝土短柱將鋼柱柱腳澆筑包裹住,,形成一個整體,。這種設(shè)計方法可以有效地傳遞柱的軸力、彎矩和剪力,。

2. 受力特點

  • 軸向壓力:柱的軸向壓力 NN 由鋼柱的柱腳底板直接傳遞給鋼筋混凝土基礎(chǔ),。
  • 軸向拉力:柱的軸向拉力通過柱腳底板懸出部分和錨栓傳給基礎(chǔ)。
  • 彎矩:柱的彎矩由鋼柱翼緣的栓釘傳遞給包腳鋼筋混凝土短柱,,并由鋼筋混凝土短柱傳遞至基礎(chǔ),。
  • 水平剪力:包腳處頂部的水平剪力由包腳混凝土和短柱箍筋共同承擔,栓釘起著重要的傳力作用,。

3. 構(gòu)造要求

  • 短柱高度
    • 輕型工字鋼截面柱:H=(2.02.5)hcH = (2.0 \sim 2.5)h_c
    • 圓管形截面柱和箱型截面鋼柱:H=(2.53.0)hcH = (2.5 \sim 3.0)h_c其中,,hch_c 為鋼柱截面的高度或管徑。
  • 加勁肋和橫隔板
    • 對于 H 型截面柱,,水平加勁肋外伸寬度的寬厚比應(yīng)不大于 9(235fy)0.59 \left(\frac{235}{f_y}\right)^{0.5},。
    • 對于箱型截面柱,內(nèi)部橫隔板的寬厚比應(yīng)不大于 30(235fy)0.530 \left(\frac{235}{f_y}\right)^{0.5},。
  • 抗剪栓釘
    • 栓釘?shù)臄?shù)量和布置應(yīng)按計算要求確定,。
    • H 型截面柱強軸左右兩側(cè)的翼緣,、箱型截面柱兩軸的每側(cè),、圓管形截面柱兩軸的每側(cè)(90 度扇面),其栓釘數(shù)目不宜小于 8φ16,。
    • 栓釘水平和豎向中心距均不應(yīng)大于 200mm,,栓釘豎向中心距不宜小于 6d,橫向間距不宜小于 4d,,栓釘外表面至鋼柱翼緣側(cè)邊的距離不應(yīng)小于 20mm,。
    • 栓釘?shù)闹睆讲粦?yīng)小于 φ16(常用 φ19),栓釘長度宜取 4~6 倍栓釘直徑,。
  • 底板尺寸和厚度
    • 鋼柱腳底板的長和寬按柱的軸力根據(jù)下式計算確定:NL×Bfc\frac{N}{L \times B} \leq f_c,。
    • 一般鋼柱腳底板的厚度不小于鋼柱較厚板件厚度,且不小于 20mm,。
    • 底板厚度應(yīng)符合下式要求:t(6Mmaxf)0.5t \geq \left(\frac{6M_{\text{max}}}{f}\right)^{0.5},,其中 MmaxM_{\text{max}} 為柱腳底板的最大彎矩。
  • 錨栓
    • 錨栓的錨固深度應(yīng)不小于 25d,。
  • 混凝土保護層
    • 柱腳翼緣外側(cè)混凝土保護層的厚度不應(yīng)小于 200mm,。
    • 短柱的截面可為鋼柱邊長加 200mm,其配筋率應(yīng)不小于 0.2%,。
    • 豎向鋼筋沿周邊的間距應(yīng)不大于 200mm,,四根角筋的直徑應(yīng)不小于 φ20,每邊中間的附加鋼筋應(yīng)不小于 φ16。
    • 箍筋一般取 φ10@100,,靠近基礎(chǔ)頂面應(yīng)增設(shè)三道 φ12@50 加強箍筋,,豎向鋼筋應(yīng)錨入柱腳底板下不少于 35d。
    • 柱腳一側(cè)豎向鋼筋(主筋)的截面面積 AsA_s 應(yīng)按下式驗算:As=Md?fsyA_s = \frac{M}{d \cdot f_{sy}},,其中 MM 為作用于鋼柱柱腳底部的彎矩設(shè)計值,,VV 為作用于鋼柱埋入處頂部的水平剪力設(shè)計值,hh 為鋼柱的埋深,,dd 為受拉側(cè)與受壓側(cè)豎向鋼筋合力點間的距離,,fsyf_{sy} 為鋼筋的抗拉強度設(shè)計值。

4. 抗震設(shè)計

  • 規(guī)范要求
    • 抗震設(shè)計時,,在外包混凝土頂部箍筋處,,柱可能出現(xiàn)塑性鉸的柱腳極限受彎承載力應(yīng)大于鋼柱的全塑性受彎承載力。

5. 應(yīng)用實例

  • 工程案例
    • 內(nèi)蒙古烏蘭察布市某窯尾框架,,采用 SATWE 軟件進行結(jié)構(gòu)整體分析計算,,讀出柱底內(nèi)力,并通過對外包式柱腳進行計算,,無論是在施工過程中,,還是施工完成后,都滿足承載力要求

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