柱腳
關注創建者：大平-結構工程 創建時間：2021-03-12
柱腳的視頻教程
精品課程A46-一層一跨鋼筋混凝土框架frp+柱腳角鋼加固滯回模擬（二次受力）
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精品課程A50-螺栓連接薄壁型鋼柱腳滯回模擬
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柱腳的實例教程
本文轉載自公眾號結構鑒定
01
概述
柱腳是鋼結構建構筑物中的重要節點之一，通過其承上啟下的作用可將柱與基礎有效地連接在一起，以確保上部結構承受各種外力作用，而后轉換成柱腳部位的軸力、彎矩和剪力并傳遞給基礎。鋼結構建構筑物采用的柱腳類型按其位置分為外露式、外包式、埋入式和插入式四種；按其受力情況又可分為鉸接柱腳和剛接柱腳兩類。其中埋入式、插入式或外包式柱腳三種類型在結構設計中通常假定為剛接柱腳，而外露式柱腳根據需要即能設計成剛接柱腳，也能設計成鉸接柱腳。外露式柱腳具有設置靈活、施工方便、直觀、便于維護等特點，是鋼結構建構筑物中廣泛采用的一種柱腳形式。本文將對鋼結構工程中外露式柱腳常見做法及標準規范對其相關要求、檢測鑒定工程中注意事項做個簡要描述。
02
常見的外露式鋼結構柱腳案例
在現場檢測工作與日常生活中，我們會經常遇見外觀形態各異的外露式柱腳，比如工業建筑物廠房柱、構筑物支架柱的柱腳，或交通桿、路燈桿、移動信號塔、廣告牌等民用設施的柱腳，其外觀如表1中照片所示。通過這些外露式鋼結構柱腳的外觀照片可以看出，其共性特點是：地表部分都具有底板、錨栓（螺栓），部分具有加勁肋、或靴梁（加勁肋、隔板）。此外相關鋼結構設計手冊分別基于剛接柱腳、鉸接柱腳兩種類型給出了外露式柱腳做法相應圖例。
展開 這里列舉一二：
1、插入式柱腳
鋼柱可以直接插入預制的混凝土杯口基礎，然后用二次澆灌層固定，也就是插入式柱腳。插入式柱腳是指鋼柱直接插入己澆筑好的杯口內，經校準后用細石混凝土澆灌至基礎頂面，使鋼柱與基礎剛性連接。柱腳的作用是將鋼柱下端的內力(軸力、彎矩、剪力)通過二次澆灌的細石混凝土傳給基礎，其作用力的傳遞機理與埋入式柱腳基本相同。鋼柱下部的彎矩和剪力，主要是通過二次澆灌層細石混凝土對鋼柱翼緣的側向壓力所產生的彎矩來平衡，軸向力由二次澆灌層的粘結力和柱底反力承受。
2、法蘭板要設置加勁肋。
沿桿軸方向受拉的螺栓連接中的端板(法蘭板)，宜設置加勁肋。為啥呢？ 因為撬力很難精確計算，故沿桿軸方向受拉的螺栓(鉚釘)連接中的端板(法蘭板)，應采取構造措施(如設置加勁肋等)適當增強其剛度，以免有時撬力過大影響緊固件的安全。法蘭板是啥？看圖：
3、塞焊縫和槽焊縫
原規范中對圓形塞焊焊縫、圓孔或槽孔內角焊縫沒有作出規定，考慮工程中已有較多應用，因此這次標準將圓形塞焊焊縫、圓孔或槽孔內角焊縫列入標準，且只能用于抗剪和防止板件屈曲的約束連接。那啥是塞焊縫和槽焊縫呢？看圖：
4、螺栓不能與焊接共同受力
同一連接部位中不得采用普通螺栓或承壓型高強度螺栓與焊接共用的連接；在改、擴建工程中作為加固補強措施，可采用摩擦型高強度螺栓與焊接承受同一作用力的栓焊并用連接。
普通螺栓連接受力狀態下容易產生較大變形，而焊接連接剛度大，兩者難以協同工作，在同一連接接頭中不得考慮普通螺栓和焊接的共同工作受力；同樣，承壓型高強度螺栓連接與焊縫變形不協調，難以共同工作；而摩擦型高強度螺栓連接剛度大，受靜力荷載作用可考慮與焊縫協同工作，但僅限于在鋼結構加固補強中采用栓焊并用連接。
展開 柱腳錨栓
15. 錨栓沒有等級，只有材料之分：Q235和Q345。建筑結構上用錨栓最多的就是柱腳錨栓。
16.柱腳錨栓既不屬于普通螺栓也不屬于高強度螺栓。嚴格來說，它不屬于螺栓。柱腳錨栓一般采用M20或M24。
17. 柱腳錨栓的制造標準應該同普通螺栓的制造標準。柱腳錨栓埋入的長度應該與其與混凝土之間的摩擦力，還有就是錨栓的形式有關。
膨脹螺栓和化學螺栓
18. 不管是膨脹錨栓還是化學錨栓，均非國標規范中的連接形式，應避免使用這類連接，尤其是重要的連接中。均應采用事先預埋件。
19. 膨脹錨栓主要靠膨脹管的張開與砼產生摩擦力來抗拔的。抗拔力的大小與施工工藝關系較大，人為因素較大，抽檢做抗拉實驗也沒用。
20. 化學錨栓是采用打孔機打孔成型，然后灌入化學漿料，將栓桿放入，以成錨固作用。
21. 膨脹螺栓和化學螺栓，其實都屬于錨栓性質。在某些情況下，因為沒有事先預埋，就需要用到膨脹螺栓或化學錨栓了。但這種情形應該在設計中努力避免。因為錨栓都應該預埋。例如柱腳錨栓。因為只有這樣，才能保證最佳的粘接和受力。而且事后打孔，常常會對砼中的受力鋼筋以及砼本身造成損傷。
22. 砼規范中，對于預埋在混凝土中的構件，都稱之為預埋件。根據建設部文件，膨脹螺栓不得用于幕墻。一般新建工程，嚴禁采用膨脹錨栓，都應該采用預埋。
展開 </p><p>? 復雜鑄鋼節點及柱腳：大跨空間結構中，柱腳節點受力復雜關鍵。由于缺乏力學性能分析和承載力校核依據，ABAQUS 對其進行有限元分析意義重大。通常先在 AutoCAD 建模再導入 ABAQUS，某復雜柱腳分析結果對結構設計指導作用明顯。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202412/2d2363a8a774df596baa62a9d5413d9d.png"></p><p>圖1 圓鋼管混凝土在純扭受力狀態下的截面剪應力分布</p><p>2、建筑結構動力彈塑性分析：復雜建筑結構和罕遇地震下結構動力彈塑性分析離不開有限元軟件，ABAQUS 為此提供了重要參考。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202412/f506b9e4dc5b3e09f2890fb8fca2178c.png"></p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202412/006ce2996f1c4b5d316adb353cb2b536.png"></p><p>圖2 典型型鋼混凝土梁模型和應力、應變分布</p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202412/3abb318d0335cbc28a3063dc23526e93.png"></p><p>圖3 某復雜柱腳的計算結果</p><p>3、 ABAQUS 在橋梁工程中的應用實例</p><p>鋼腹桿 - 混凝土組合橋梁：社會發展促使橋梁結構向 “輕質、高強、長跨、環保、美觀” 邁進，鋼腹桿 - PC 組合梁應運而生。常用橋梁軟件難以分析此新型橋梁，ABAQUS 則可對其建模并得出典型算例的前兩階振型模態。
展開 柱腳的頂升系統
用千斤頂將柱腳抬起，安裝墊片調平
頂升系統是在航站樓地下一層實施的，在柱腳設置千斤頂，可以根據監測的沉降數據，將各個柱子的標高重新調平和抬高。
在關西機場建造之初，人們可能并沒有考慮到全球氣候變暖的影響。聯合國政府間氣候變化專門委員會曾預計，到2100年海面可能會上升18～59cm，甚至更多。這對關西國際機場無疑是雪上加霜。工程師們為了延續這座機場的生命、延緩它的沉沒，仍在不斷努力中……
參考文獻：
1.日本關西機場或將沉入大海,大連海事大學王諾教授，
2.日本結構技術典型實例100選,日本建筑構造技術者協會編,滕征本等譯
3. 本文圖片均來源于網絡，版權屬于原作者或網站
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柱腳的最新內容
計算輸入參數如下：
地震烈度——7度（0.10g）；
設計地震分組——第一組；
場地類別——Ⅲ類；
基本風壓——0.5KN/m2；
根據現有資料，支架柱腳及梁柱連接節點均設為鉸接。鋼構件材料：Q235，彈性模量取2.06×105N/mm2，自重取7850kg/m3。
（3）空間布局：每層設4個節點（對應柱腳和梁端），形成一個6m×6m的標準柱網，層高為3m，總高度為60m。
（4）材料參數：混凝土等效材料，彈性模量為30GPa，泊松比為0.2，密度為2500kg/m3。
（5）截面參數：梁柱截面均為0.4m×0.4m的矩形。
（6）邊界條件：底層所有節點完全固定，模擬剛性基礎。
</p><p>? 復雜鑄鋼節點及柱腳：大跨空間結構中，柱腳節點受力復雜關鍵。由于缺乏力學性能分析和承載力校核依據，ABAQUS 對其進行有限元分析意義重大。通常先在 AutoCAD 建模再導入 ABAQUS，某復雜柱腳分析結果對結構設計指導作用明顯。
將三個方向的平動自由度限制在柱腳的基準點，對鉸接進行模擬，在對稱面上通過增添對稱的邊界條件，從而對柱頂以及梁端平面以外的旋轉進行了限制。荷載的施加首先將軸向作用力以柱頂參考點的形式加到柱上，再按荷載計算曲線求出梁端和柱頂水平位移的線性關系。在相同的計算過程中，利用這一位移關系，將柱頂部和梁端的位移分別對應到參考位置。
栓釘連接組合梁節點滯回模擬
https://www.yqgqt.org.cn/video/c17669
六折
精品課程A45-UHPC加固鋼筋混凝土柱軸壓模擬
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精品課程A46-一層一跨鋼筋混凝土框架frp+柱腳角鋼加固滯回模擬
鋼結構建構筑物采用的柱腳類型按其位置分為外露式、外包式、埋入式和插入式四種；按其受力情況又可分為鉸接柱腳和剛接柱腳兩類。其中埋入式、插入式或外包式柱腳三種類型在結構設計中通常假定為剛接柱腳，而外露式柱腳根據需要即能設計成剛接柱腳，也能設計成鉸接柱腳。外露式柱腳具有設置靈活、施工方便、直觀、便于維護等特點，是鋼結構建構筑物中廣泛采用的一種柱腳形式。
m短柱和柱腳螺栓，短柱頂標高為–0.500?m，跨內地坪標高約–0.500??m。
2?吊裝方案
本工程地處山坡風口處，常年吹東南風，且風力較大。施工時處于冬季，因晨霧較大導致能見度低，輕鋼屋架上易結露，構件表面濕滑。構件采用CO2氣體保護焊，在30?m高空焊接作業安全隱患大。因風大且濕度較大，難以保證焊接質量。
1-2-3、基本節點
a.柱腳節點
■柱腳節點同門式剛架體系。
b.柱、梁節點
2、支撐、系桿
2-1、圖示
柱間柔性支撐 柱間剛性支撐
2-2、說明
■支撐分為柔性支撐和剛性支撐兩種。柔性支撐由圓鋼制作，安裝時必須張緊，主要用于門式剛架結構。剛性支撐由型鋼制作，用于多層框架、吊車梁下段支撐等剛度要求高的結構中。
.…·…............... 59
6.5 柱腳設計及構造.......................…..................……. 62
6. 6 梁柱節點計算及構造........….........……·…............... 69
7 矩形鋼管混凝土框架柱和轉換柱….............................. 80
7.1 一般規定 ...
馬牙搓從柱腳開始應先退后進，長度60mm；
4. 構造柱一側模板滿封，另一側模板頂端臨空做成V口，伸出構造柱面10cm，形成斜三角，與構造柱一起澆筑，使頂部混凝土密實，待拆完模板，混凝土達到強度后，將斜三角剔鑿平；
5. 支模時應加設海綿條防止漏漿。
