钢结构——钢柱脚锚栓设计方法.pptVIP

1.德国采用的方法。 2.我国钢结构设计手册的简化法。 3.美国采用的方法。 4.固定混凝土应力，混凝土压应力分布为矩形的极限状态法。 5.钢筋混凝土梁弹性比拟法。 6.英国采用的方法。 7.李德滋教授建议的方法。 8.于安麟等建议的方法。 9.苏联寇洼里斯基。 1.我国的设计方法比较保守。 2.德国方法满足平衡条件，不违背强度条件。 3.固定混凝土最大应力，应力分布三角形法，满足平衡条件。 4.固定混凝土最大应力，应力分布矩形法，满足平衡条件、屈服条件和机构条件。 5.英国方法假定了混凝土压力合力作用点的位置，只满足弯矩平衡，与我国计算方法属同一类，但更简单。 6.钢筋混凝土弹性梁比拟法，满足平衡条件、不违背强度条件。（平截面假定） 7.李德滋教授建议的方法，是将我国、英国和德国的方法进行了精致化处理。（较好的下限法） 情况1.柱无外伸加劲肋的部分（图a），此时只有一条塑性绞线，因此柱脚底板的厚度为： 式中，Nt为一个锚栓承受的拉力。 a.悬臂板块 情况2:两相邻边支承的板， 情况3：三边支承的板块（如图d）： 情况4：四边支承的区块： 下图给出了三种柱脚，受压区分成三个区块，平衡条件如下： 外包式刚接柱脚是：将钢柱用混凝土包起来形成的柱脚。 外包式柱脚传力分析： 1.轴力的传递（如右图所示）。 由于布置了锚钉，在向下的钢柱轴力作用下，必然会有一部分轴力传递到混凝土上，因此钢柱轴力向下逐渐变小，而混凝土内轴力逐渐变大。 2.弯矩的传递（如右图所示）。 经研究表明：钢柱外包混凝土的柱脚，即使在弹性阶段，两者的共同作用不能采用钢-混凝土组合构件理论来解决，因为外包混凝土顶部，由混凝土承受的弯矩等于0，但是组合构件理论要求钢和混凝土两者曲率相同，导致混凝土顶部理论上有弯矩而实际上没弯矩。 3.剪力的分布。 柱承受的总剪力是Q,按照常理，钢柱和外包混凝土各承担一部分，但通过右图d所示发现，外包混凝土承担的剪力要比钢柱承担的剪力还要大,其值为: 从弯矩和剪力的传递看，外包混凝土应看成是钢柱的支座，而不应被看成与钢柱共同工作的一部分。 微元平衡方程: 单位高度上的界面抗滑移力为： 以拉为正 以拉为正 边界条件： 混凝土和钢截面上的界面剪力： 底部截面钢柱轴力: 式中， ， 为栓钉的抗滑移刚度 底部混凝土承受的压力： 1.包脚刚度：H形截面柱，以2.5倍柱高为宜，上下允许浮动10%；箱型截面柱和矩形钢管混凝土截面柱，以3倍柱高为宜，上下允许浮动10%，向下浮动时，构造措施要加强。 2.在包脚高度范围内应按照构造要求，尽量多地布置栓钉，栓钉直径为19或22，不宜更小。 3.钢柱底板厚度的确定。 选择 ，直到上式满足为止。 4.如果底板厚度太大，则允许分配一部分钢柱压力到混凝土，分配的比例按照式（7-44）计算，或者直接分配混凝土承担的比例为 ,但是分配比例不得超过抗压强度比，即： 。 5.栓钉数量的验算。 6.钢柱底板伸出柱边长度以及开孔布置。 7.计算外包混凝土中的配筋。 8.如果已经分配一部分柱压力到外包的混凝土，则还要验算外包混凝土中的压应力。 9.柱脚抗剪计算 10.对于抗剪设计的结构，按照强剪弱弯的原则，即按照式（7-37）计算出外包混凝土承担的剪力，与式（7-51）的右边进行比较。 7.9.1 中柱的埋入式柱脚 1.轴力的传递。 埋入式柱脚轴力的传递与外包式柱脚没有本质的区别，只是此时参与传力的混凝土面积有所增加。由于栓钉属于柔性连接件，达到其极限抗滑移承载能力之前要经受较大的变形，而与组合梁不同的是，这里钢柱脚底部下面也是钢筋混凝土，它不能与栓钉破坏时的变形协调，因此栓钉的承载力很可能不能得到很好的发挥。 因此设计时，如果不采取其他措施，钢柱柱底的混凝土仍然起到主要的传递轴力给混凝土的作用。 2.弯矩和水平剪力的传递。 中柱柱脚的设计步骤: (1)埋深。 (2)混凝土外皮离开柱的最小距离应大于等于250mm. (3)包脚高度内栓钉的布置。 (4)钢柱周围的竖向架立钢筋，四角应取不小于4φ20。 (5)柱底板的计算。 (6)箍筋的布置。 (7)按照右图的计算模型， 计算边缘混凝土的最大压力， 要求不超过混凝土的抗压强度。 钢结构设计方法 ——钢柱脚锚栓的设计方法 7.1 锚栓的类型 7.2 国内外对锚栓研究的概况 7.3 锚栓抗剪的计算方法 7.4 锚栓抗拉和抗剪计算方法 7.5 单个螺栓承载力总结