第4章轴心受力构件4(2011)

1、45 柱头和柱脚一、柱头（梁与柱的连接铰接）一、柱头（梁与柱的连接铰接）（一）连接构造（一）连接构造 为了使柱子实现轴心受压，并安全将荷载传至基础，为了使柱子实现轴心受压，并安全将荷载传至基础，必须合理构造柱头、柱脚。必须合理构造柱头、柱脚。 设计原则是：传力明确、过程简洁、经济合理、设计原则是：传力明确、过程简洁、经济合理、安全可靠，并具有足够的刚度且构造又不复杂。安全可靠，并具有足够的刚度且构造又不复杂。 梁与柱的连接一般可分为三类：梁与柱的连接一般可分为三类： 其一，铰接连接，这种连接柱身只承受梁端的竖向剪其一，铰接连接，这种连接柱身只承受梁端的竖向剪力，梁与柱轴线间的夹角可以自由改变，

2、节点的转动不受力，梁与柱轴线间的夹角可以自由改变，节点的转动不受约束；约束； 其二，刚性连接，这种连接柱身在承受梁端竖向剪其二，刚性连接，这种连接柱身在承受梁端竖向剪力的同时，还将承受梁端传递的弯矩，梁与柱轴线间的夹力的同时，还将承受梁端传递的弯矩，梁与柱轴线间的夹角在节点转动时保持不变；角在节点转动时保持不变； 其三，半刚性连接，介于铰接连接和刚性连接之间，其三，半刚性连接，介于铰接连接和刚性连接之间，这种连接除承受梁端传来的竖向剪力外，还可以承受一定这种连接除承受梁端传来的竖向剪力外，还可以承受一定数量的弯矩，梁与柱轴线间的夹角在节点转动时将有所改数量的弯矩，梁与柱轴线间的夹角在节点转动时

3、将有所改变，但又受到一定程度的约束。变，但又受到一定程度的约束。 在实际工程中，上述理想的刚性连接是很少存在的。在实际工程中，上述理想的刚性连接是很少存在的。通常，按梁端弯矩与梁柱曲线相对转角之间的关系，确定通常，按梁端弯矩与梁柱曲线相对转角之间的关系，确定梁与柱连接节点的类型。梁与柱连接节点的类型。 当梁与柱的连接节点只能传递理想刚性连接弯矩的当梁与柱的连接节点只能传递理想刚性连接弯矩的20%20%以下时，即可认为是铰接连接。以下时，即可认为是铰接连接。 当梁与柱的连接节点能够承受理想刚性连接弯矩的当梁与柱的连接节点能够承受理想刚性连接弯矩的90%90%以上时，即可认为是刚性连接。以上时，即

4、可认为是刚性连接。 半刚性连接的弯矩半刚性连接的弯矩转角关系较为复杂，它随连转角关系较为复杂，它随连接形式、构造细节的不同而异。进行结构设计时，必须通接形式、构造细节的不同而异。进行结构设计时，必须通过试验或其他方法提供较为准确的节点弯矩过试验或其他方法提供较为准确的节点弯矩转角关系。转角关系。设计部门很难办到，因此目前较少采用半刚性连接节点。设计部门很难办到，因此目前较少采用半刚性连接节点。4.3.1 梁与柱的铰接连接梁与柱的铰接连接1梁支承于柱顶的铰接连接梁支承于柱顶的铰接连接 图图8.3.18.3.1为梁支承在柱顶的铰接构造。梁的支座反力通过柱为梁支承在柱顶的铰接构造。梁的支座反力通过柱

5、顶板传给柱身，顶板与柱身采用焊缝连接。每个梁端与柱采用螺顶板传给柱身，顶板与柱身采用焊缝连接。每个梁端与柱采用螺栓连接，使其位置固定在柱顶板上。顶板厚度一般取栓连接，使其位置固定在柱顶板上。顶板厚度一般取1620mm1620mm。 在图在图8.3.18.3.1（a a）中，梁端加劲肋对准柱的翼缘板，使梁的）中，梁端加劲肋对准柱的翼缘板，使梁的支座支力通过梁端加劲肋直接传给柱的翼缘。这种连接形式构造支座支力通过梁端加劲肋直接传给柱的翼缘。这种连接形式构造简单，施工方便，适用于相邻梁的支座反力相等或差值较小的情简单，施工方便，适用于相邻梁的支座反力相等或差值较小的情况。当两相邻梁支座反力不等且相差

6、较大时（例如左跨梁有活荷况。当两相邻梁支座反力不等且相差较大时（例如左跨梁有活荷载，右跨梁无活荷载），柱将产生较大的偏心弯矩。设计时柱身载，右跨梁无活荷载），柱将产生较大的偏心弯矩。设计时柱身除按轴心受压构件计算外，还应按压弯构件进行验算。两相邻梁除按轴心受压构件计算外，还应按压弯构件进行验算。两相邻梁在调整、安装就位后，用连接板和螺栓在靠近梁下翼缘处连接起在调整、安装就位后，用连接板和螺栓在靠近梁下翼缘处连接起来。来。 在图在图8.3.18.3.1（b b）中，梁端采用突缘支座，突缘板底部刨平）中，梁端采用突缘支座，突缘板底部刨平（或铣平），与柱顶板直接顶紧，梁的支座反力通过突缘板作用（或铣

7、平），与柱顶板直接顶紧，梁的支座反力通过突缘板作用在柱身的轴线附近。这种连接即使两相邻梁支座反力不相等时，在柱身的轴线附近。这种连接即使两相邻梁支座反力不相等时，对柱所产生的偏心弯矩也很小，柱仍接近轴心受压状态。对柱所产生的偏心弯矩也很小，柱仍接近轴心受压状态。 梁的支座反力主要由柱的腹板来承受，所以柱腹板的厚度梁的支座反力主要由柱的腹板来承受，所以柱腹板的厚度不能太薄。在柱顶板之下的柱腹板上应设置一对加劲肋以加强不能太薄。在柱顶板之下的柱腹板上应设置一对加劲肋以加强腹板。加劲肋与柱腹板的竖向焊缝连接要按同时传递剪力和弯腹板。加劲肋与柱腹板的竖向焊缝连接要按同时传递剪力和弯矩计算，因此加劲肋要

8、有足够的长度，以满足焊缝强度和应力矩计算，因此加劲肋要有足够的长度，以满足焊缝强度和应力均匀扩散的要求。加劲肋与顶板的水平焊缝连接应按传力需要均匀扩散的要求。加劲肋与顶板的水平焊缝连接应按传力需要计算。为了加强柱顶板的抗弯刚度，在柱顶板中心部位加焊一计算。为了加强柱顶板的抗弯刚度，在柱顶板中心部位加焊一块垫板。为了便于制造和安装，两相邻梁之间预留块垫板。为了便于制造和安装，两相邻梁之间预留1020mm1020mm间隙。在靠近梁下翼缘处的梁支座突缘板间填以合适的填板，间隙。在靠近梁下翼缘处的梁支座突缘板间填以合适的填板，并用螺栓相连。并用螺栓相连。 在图在图8.3.18.3.1（c c）为梁支承

9、在格构式柱顶的铰接连接构造。）为梁支承在格构式柱顶的铰接连接构造。为了保证格构式柱两单肢受力均匀，不论是缀条式还是缀板式为了保证格构式柱两单肢受力均匀，不论是缀条式还是缀板式柱，在柱顶处应设置端缀板，并在两个单肢的腹板内侧中央处柱，在柱顶处应设置端缀板，并在两个单肢的腹板内侧中央处设置竖向隔板，使格构式柱在柱头一段变为实腹式。这样，梁设置竖向隔板，使格构式柱在柱头一段变为实腹式。这样，梁支承在格构式柱顶连接构造可与实腹式柱的同样处理。支承在格构式柱顶连接构造可与实腹式柱的同样处理。2梁支承于柱侧面的铰接连接梁支承于柱侧面的铰接连接 梁连接在柱的侧面上，在柱侧面设置承托，以支承梁的支梁连接在柱的

10、侧面上，在柱侧面设置承托，以支承梁的支座反力，其铰接构造如图座反力，其铰接构造如图8.3.2所示。所示。 当梁的支座反力不大时，可采用如图当梁的支座反力不大时，可采用如图8.3.2（a）所示的连接）所示的连接构造。梁端可不设支承加劲肋，直接放在柱的承托上，用普通构造。梁端可不设支承加劲肋，直接放在柱的承托上，用普通螺栓固定其位置。梁端与柱侧面预留一定间隙，在梁腹板靠近螺栓固定其位置。梁端与柱侧面预留一定间隙，在梁腹板靠近上翼缘处设一短角钢和柱身相连，以防止梁端向平面外方向产上翼缘处设一短角钢和柱身相连，以防止梁端向平面外方向产生偏移。这种连接形式比较简单，施工方便。生偏移。这种连接形式比较简单

11、，施工方便。 当梁的支座反力较大时，可采用如图当梁的支座反力较大时，可采用如图8.3.28.3.2（b b）所示的连）所示的连接构造。梁的支座反力由突缘板传给承托，承托一般用厚钢板接构造。梁的支座反力由突缘板传给承托，承托一般用厚钢板制作，有时为了安装方便，也可采用加劲后的角钢。承托的厚制作，有时为了安装方便，也可采用加劲后的角钢。承托的厚度应比梁端突缘板的厚度大度应比梁端突缘板的厚度大1012mm1012mm，承托的宽度应比梁端，承托的宽度应比梁端突缘板的宽度大突缘板的宽度大10mm10mm。承托与柱侧面用焊缝相连。承托的顶。承托与柱侧面用焊缝相连。承托的顶面应刨平，和梁端突缘板顶紧并以局部

12、承压传力。面应刨平，和梁端突缘板顶紧并以局部承压传力。 考虑到梁端支座反力偏心的不利影响，承托与柱的连接焊考虑到梁端支座反力偏心的不利影响，承托与柱的连接焊缝按缝按1.251.25倍梁端支座反力来计算。为了便于安装，梁端与柱侧倍梁端支座反力来计算。为了便于安装，梁端与柱侧面应预留面应预留510mm510mm的间隙，安装时加填板并设置构造螺栓，以的间隙，安装时加填板并设置构造螺栓，以固定梁的位置。当两相邻梁的支座反力相差较大时，应考虑偏固定梁的位置。当两相邻梁的支座反力相差较大时，应考虑偏心影响，对柱身应按压弯构件进行验算。心影响，对柱身应按压弯构件进行验算。 （二）、传力途径（二）、传力途径传

13、力路线：传力路线：梁梁 突缘突缘 柱顶板柱顶板 加劲肋加劲肋 柱身柱身焊缝焊缝垫板垫板焊缝焊缝焊缝焊缝柱顶板柱顶板加劲肋加劲肋柱柱梁梁梁梁突缘突缘垫板垫板填板填板填板填板构造螺栓构造螺栓（三）、柱头的计算（三）、柱头的计算(1)(1)梁端局部承压计算梁端局部承压计算梁设计中讲授梁设计中讲授(2)(2)柱顶板柱顶板 平面尺寸超出柱轮平面尺寸超出柱轮廓尺寸廓尺寸15-20mm15-20mm，厚度不，厚度不小于小于14mm14mm。（3 3）加劲肋）加劲肋 加劲肋与柱腹板的连接焊缝按承受剪力加劲肋与柱腹板的连接焊缝按承受剪力V=N/ /2和弯矩和弯矩M=Nl l/ /4计算。计算。N/2l l/2l

14、 l15-20mm15-20mm15-20mm15-20mmt14mmt14mm8.3.2 梁与柱的刚性连接梁与柱的刚性连接 框架梁与柱的连接节点做成刚性连接，可以增框架梁与柱的连接节点做成刚性连接，可以增强框架的抗侧移刚度，减小框架横梁的跨中弯矩。强框架的抗侧移刚度，减小框架横梁的跨中弯矩。在多、高层框架中梁与柱的连接节点一般都是采用在多、高层框架中梁与柱的连接节点一般都是采用刚性连接。梁与柱节点的刚性连接就是要保证将梁刚性连接。梁与柱节点的刚性连接就是要保证将梁端的弯矩和剪力可以有效地传给柱子。图端的弯矩和剪力可以有效地传给柱子。图8.3.3是梁是梁与柱的刚性连接构造图。与柱的刚性连接构造

15、图。 图图8.3.3（a）所示为多层框架工字形梁和工字形柱全焊接刚）所示为多层框架工字形梁和工字形柱全焊接刚性连接。梁翼缘与柱翼缘采用坡口对接焊缝连接。性连接。梁翼缘与柱翼缘采用坡口对接焊缝连接。 为了便于梁翼缘处坡口焊缝的施焊和设置衬板，在梁腹板为了便于梁翼缘处坡口焊缝的施焊和设置衬板，在梁腹板两端上、下角处各开两端上、下角处各开r=3035mm的半园孔。梁翼缘焊缝承受由的半园孔。梁翼缘焊缝承受由梁端弯矩产生的拉力和压力；梁腹板与柱翼缘采用角焊缝连接梁端弯矩产生的拉力和压力；梁腹板与柱翼缘采用角焊缝连接以传递梁端剪力。这种全焊接节点的优点是省工省料，缺点是以传递梁端剪力。这种全焊接节点的优点

16、是省工省料，缺点是梁需要现场定位、工地高空施焊，不便于施工。梁需要现场定位、工地高空施焊，不便于施工。 为了消除上述缺点，可以将框架横梁做成两段，并把短梁为了消除上述缺点，可以将框架横梁做成两段，并把短梁段在工厂制造时先焊在柱子上，如图段在工厂制造时先焊在柱子上，如图8.3.3（b）所示，在施工现）所示，在施工现场再采用高强度螺栓摩擦型连接将横梁的中间段拼接起来。场再采用高强度螺栓摩擦型连接将横梁的中间段拼接起来。 框架横梁拼接处的内力比梁端处小，因而有利于高强度螺框架横梁拼接处的内力比梁端处小，因而有利于高强度螺栓连接的设计。栓连接的设计。 图图8.3.38.3.3（c c）为梁腹板与柱翼缘

17、采用连接角钢和高强度）为梁腹板与柱翼缘采用连接角钢和高强度螺栓连接，并利用高强度螺栓兼作安装螺栓。螺栓连接，并利用高强度螺栓兼作安装螺栓。 横梁安装就位后再将梁的上、下翼缘与柱的翼缘用坡口对横梁安装就位后再将梁的上、下翼缘与柱的翼缘用坡口对接焊缝连接。接焊缝连接。 这种节点连接包括高强度螺栓和焊缝两种连接件，要求它这种节点连接包括高强度螺栓和焊缝两种连接件，要求它们联合或分别承受梁端的弯矩和剪力，常称为混合连接。们联合或分别承受梁端的弯矩和剪力，常称为混合连接。 4-6柱脚节点柱脚节点1 .柱脚的形式与构造柱脚的形式与构造 柱脚的作用是将柱的下端固定于基础，并将柱身柱脚的作用是将柱的下端固定于

18、基础，并将柱身所受的内力传给基础。基础一般由钢筋混凝土做成，所受的内力传给基础。基础一般由钢筋混凝土做成，其强度远比钢材低。为此，需要将柱身的底端放大，其强度远比钢材低。为此，需要将柱身的底端放大，以增加其与基础顶部的接触面积，使接触面上的压应以增加其与基础顶部的接触面积，使接触面上的压应力小于或等于基础混凝土的抗压强度设计值。力小于或等于基础混凝土的抗压强度设计值。 柱脚按其与基础的连接方式不同，可分为铰接和柱脚按其与基础的连接方式不同，可分为铰接和刚接两种型式。刚接两种型式。 图图8.6.1是几种常用的铰接柱脚型式，主要用于轴心是几种常用的铰接柱脚型式，主要用于轴心受压柱。受压柱。 图图8

19、.6.1 (a) 在柱子下端直接与底板焊接。柱子压力在柱子下端直接与底板焊接。柱子压力由焊缝传给底板，由底板扩散并传给基础。由于底板在各由焊缝传给底板，由底板扩散并传给基础。由于底板在各方向均为悬臂，在基础反力作用下，底板抗弯刚度较弱。方向均为悬臂，在基础反力作用下，底板抗弯刚度较弱。所以这种柱脚型式只适用于柱子轴力较小的情况。所以这种柱脚型式只适用于柱子轴力较小的情况。 当柱子轴力较大时，通常采用图当柱子轴力较大时，通常采用图8.6.1(b)、(c)、(d)所所示的柱脚型式。在柱子底板上设置靴梁、隔板和肋板，底示的柱脚型式。在柱子底板上设置靴梁、隔板和肋板，底板被分隔成若干小的区格。底板上的

20、靴梁、隔板和肋板相板被分隔成若干小的区格。底板上的靴梁、隔板和肋板相当于这些小区格板块的边界支座，改变了底板的支承条件。当于这些小区格板块的边界支座，改变了底板的支承条件。在基础反力作用下，底板的最大弯矩值变小了。在基础反力作用下，底板的最大弯矩值变小了。 柱子轴力通过竖向角焊缝传给靴梁，靴梁再通过水柱子轴力通过竖向角焊缝传给靴梁，靴梁再通过水平角焊缝传给底板。平角焊缝传给底板。 图图8.6.1(b)8.6.1(b)中，靴梁焊在柱翼缘的两侧，在靴梁之中，靴梁焊在柱翼缘的两侧，在靴梁之间设置隔板，以增加靴梁的侧向刚度；同时，底板被进间设置隔板，以增加靴梁的侧向刚度；同时，底板被进一步分成更小的区

21、格，底板中的弯矩也因此而减小。一步分成更小的区格，底板中的弯矩也因此而减小。 图图8.6.1(c)8.6.1(c)是格构柱仅采用靴梁的柱脚型式。是格构柱仅采用靴梁的柱脚型式。 图图8.6.1(d)8.6.1(d)在靴梁外侧设置肋板，使柱子轴力向两在靴梁外侧设置肋板，使柱子轴力向两个方向扩散，通常在柱的一个方向采用靴梁，另一方向个方向扩散，通常在柱的一个方向采用靴梁，另一方向设置肋板，底板宜做成正方形或接近正方形。设置肋板，底板宜做成正方形或接近正方形。 此外，在设计柱脚中的连接焊缝时，要考虑施焊的此外，在设计柱脚中的连接焊缝时，要考虑施焊的方便与可能性。方便与可能性。 柱脚通过预埋在基础上的锚

22、栓来固定。锚栓按柱脚柱脚通过预埋在基础上的锚栓来固定。锚栓按柱脚是铰接还是刚接进行布置和固定。铰接柱脚只沿着一条是铰接还是刚接进行布置和固定。铰接柱脚只沿着一条轴线设置两个连接于底板上的锚栓（图轴线设置两个连接于底板上的锚栓（图8.6.1），锚栓固），锚栓固定在底板上，对柱端转动约束很小，承受的弯矩也很小，定在底板上，对柱端转动约束很小，承受的弯矩也很小，接近于铰接。底板上的锚栓孔的直径应比锚栓直径大接近于铰接。底板上的锚栓孔的直径应比锚栓直径大0.51.0倍，并做成倍，并做成U形缺口，待柱子就位并调整到设计形缺口，待柱子就位并调整到设计位置后，再用垫板套住锚栓并与底板焊牢。在铰接柱脚位置后，

23、再用垫板套住锚栓并与底板焊牢。在铰接柱脚中，锚栓不需计算。中，锚栓不需计算。 柱脚的剪力主要依靠底板与基础之间的摩擦力来传柱脚的剪力主要依靠底板与基础之间的摩擦力来传递。当仅靠摩擦力不足以承受水平剪力时，应在柱脚底板递。当仅靠摩擦力不足以承受水平剪力时，应在柱脚底板下面设置抗剪键，如图下面设置抗剪键，如图8.6.3所示，抗剪键可用方钢、短所示，抗剪键可用方钢、短T形钢做成。也可将柱脚底板与基础上的预埋件用焊接连接。形钢做成。也可将柱脚底板与基础上的预埋件用焊接连接。 2.2.柱脚的计算柱脚的计算(1)(1)底板的面积底板的面积 假设基础与底板间的假设基础与底板间的压应力均匀分布。压应力均匀分布

24、。式中：式中：f fc c-混凝土轴心抗压设计强度；混凝土轴心抗压设计强度；l l-基础混凝土局部承压时的强度提高系数。基础混凝土局部承压时的强度提高系数。 f fc c 、l l均按均按混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范取值。取值。A An n底版净面积，底版净面积，A An n =B =BL-AL-A0 0。A Ao o-锚栓孔面积，一般锚栓孔直径为锚栓直径的锚栓孔面积，一般锚栓孔直径为锚栓直径的 1 11.51.5倍。倍。)634( clnfNA c cc ca a1 1B Bt t1 1t t1 1a ab b1 1靴梁靴梁隔板隔板底板底板L La a1 1 构件截面高度；构件截面高

25、度；t t1 1 靴梁厚度一般为靴梁厚度一般为101014mm14mm；c c 悬臂长度，悬臂长度，c=3c=34 4倍螺栓直倍螺栓直 径径d d，d=2024mm，则则 L L 可求。可求。(2)(2)底板的厚度底板的厚度 底板的厚度，取决于受力大小，可将其分为不同底板的厚度，取决于受力大小，可将其分为不同受力区域：一边受力区域：一边( (悬臂板悬臂板) )、两边、三边和四边支承板。、两边、三边和四边支承板。 一边支承部分（悬臂板）一边支承部分（悬臂板）)644(221 cqMnANq ctaB2211 c cc ca a1 1B Bt t1 1t t1 1a ab b1 1L L 二相邻边

26、支承部分：二相邻边支承部分： )654(222 aqM - -对角线长度；对角线长度； -系数，与系数，与 有关。有关。 2a22/ab式中：式中：b b2 2/a/a2 20.30.30.40.40.50.50.60.60.70.70.80.80.90.91.01.01.11.1 1.21.20.0260.026 0.0420.042 0.0560.056 0.0720.0720.0850.0850.0920.092 0.1040.104 0.1110.111 0.1200.120 0.1250.125c cc ca a1 1B Bt t1 1t t1 1a ab b1 1L La a2 2

27、b b2 2b2 内角顶点至对角线的垂直距离；内角顶点至对角线的垂直距离； 三边支承部分：三边支承部分： )664(213 aqM - -自由边长度；自由边长度； -系数，与系数，与 有关。有关。 1a11/ab式中：式中：c cc ca a1 1B Bt t1 1t t1 1a ab b1 1L L当当b b1 1/a/a1 10.30.3时，可按悬臂长度为时，可按悬臂长度为b b1 1的悬臂板计算。的悬臂板计算。b b1 1/a/a1 10.30.30.40.40.50.50.60.60.70.70.80.80.90.91.01.01.11.1 1.21.20.0260.026 0.042

28、0.042 0.0560.056 0.0720.0720.0850.0850.0920.092 0.1040.104 0.1110.111 0.1200.120 0.1250.125b1 垂直于自由边的宽度；垂直于自由边的宽度； 四边支承部分：四边支承部分： )674(24 aqM 式中：式中： a-四边支承板短边长度；四边支承板短边长度； b-四边支承板长边长度；四边支承板长边长度； 系数，与系数，与b/a有关。有关。 )684(146maxmax4321max mmfMtMMMMM故故，底底板板厚厚：，取取b/ab/a1.01.01.11.11.21.21.31.31.41.41.51.5

29、1.61.61.71.71.81.81.91.92.02.03.03.0 4.04.0 0.040.048 80.050.055 50.060.063 30.060.069 90.070.075 50.080.081 10.080.086 60.090.091 10.00.095950.090.099 90.100.101 10.110.119 90.120.125 5c cc ca a1 1B Bt t1 1t t1 1a ab b1 1L L 在柱脚制造时，柱身往往做得稍短一些在柱脚制造时，柱身往往做得稍短一些见图见图8.6.1(c)，在柱，在柱身与底板之间仅采用构造焊缝相连。在焊缝计算时

30、，假定柱端与身与底板之间仅采用构造焊缝相连。在焊缝计算时，假定柱端与底板之间的连接焊缝不受力，柱端对底板只起划分底板区格支承底板之间的连接焊缝不受力，柱端对底板只起划分底板区格支承边的作用。柱压力边的作用。柱压力N是由柱身通过竖向焊缝传给靴梁，再传给底是由柱身通过竖向焊缝传给靴梁，再传给底板。焊缝计算包括：柱身与靴梁之间竖向连接焊缝承受柱压力板。焊缝计算包括：柱身与靴梁之间竖向连接焊缝承受柱压力N作用的计算；靴梁与底板之间水平连接焊缝承受柱压力作用的计算；靴梁与底板之间水平连接焊缝承受柱压力N作用的作用的计算。同时要求：每条竖向焊缝的计算长度不应大于计算。同时要求：每条竖向焊缝的计算长度不应大

31、于60hf。 靴梁的高度根据靴梁与柱身之间的竖向焊缝长度来确定，其靴梁的高度根据靴梁与柱身之间的竖向焊缝长度来确定，其厚度略小于柱翼缘板厚度。厚度略小于柱翼缘板厚度。 在底板均布反力作用下，靴梁按支承于柱侧边的双悬臂简支在底板均布反力作用下，靴梁按支承于柱侧边的双悬臂简支梁计算。根据靴梁所承受的最大弯矩和最大剪力，验算其抗弯和梁计算。根据靴梁所承受的最大弯矩和最大剪力，验算其抗弯和抗剪强度。抗剪强度。 2 2靴梁的计算靴梁的计算3隔板、肋板的计算隔板、肋板的计算 隔板应具有一定的刚度，才能起支承底板和侧向隔板应具有一定的刚度，才能起支承底板和侧向支撑靴梁的作用。为此，隔板的厚度不得小于宽度的支

32、撑靴梁的作用。为此，隔板的厚度不得小于宽度的1/50，且厚度不小于，且厚度不小于10mm。 隔板按支承在靴梁侧边的简支梁计算，承受由底隔板按支承在靴梁侧边的简支梁计算，承受由底板传来的基础反力作用，荷载按图板传来的基础反力作用，荷载按图8.6.1(b)所示阴影面所示阴影面积的底板反力计算。根据其承受的荷载，计算隔板与积的底板反力计算。根据其承受的荷载，计算隔板与底板之间的连接焊缝（隔板内侧不易施焊，仅有外侧底板之间的连接焊缝（隔板内侧不易施焊，仅有外侧焊缝）、验算隔板强度、计算隔板与靴梁之间的焊缝。焊缝）、验算隔板强度、计算隔板与靴梁之间的焊缝。隔板的高度由其与靴梁连接的焊缝长度决定。隔板的高

33、度由其与靴梁连接的焊缝长度决定。 肋板按悬臂梁计算，荷载按图肋板按悬臂梁计算，荷载按图8.6.1(d)所示的阴所示的阴影面积的底板反力计算。应计算肋板及其连接的强度。影面积的底板反力计算。应计算肋板及其连接的强度。 隔板截面验算：隔板截面验算：fhtMWM 2126 抗抗弯弯：vfhtVItVS 1225 . 1 抗剪：抗剪：qh h1 1a a1 1)(502812121取取整整ataqVaqM 式中：式中：(5)(5)靴梁及隔板与底板间的焊缝的计算靴梁及隔板与底板间的焊缝的计算 按正面角焊缝，承担全部轴力计算，焊脚尺寸由按正面角焊缝，承担全部轴力计算，焊脚尺寸由构造确定。构造确定。wfwf

34、fflhN 7 . 0 柱脚零件间的焊缝布置柱脚零件间的焊缝布置焊缝布置原则：焊缝布置原则：考虑施焊的方便与可能考虑施焊的方便与可能一、柱头一、柱头 自学自学二、柱脚二、柱脚 1 1、铰接柱脚：同轴压柱脚、铰接柱脚：同轴压柱脚 2 2、刚接柱脚、刚接柱脚: : 框架柱多采用刚接柱脚。有时，单层框架也采用铰接柱脚，框架柱多采用刚接柱脚。有时，单层框架也采用铰接柱脚，其构造和计算与轴心受压柱的铰接柱脚相似。所不同的是铰接其构造和计算与轴心受压柱的铰接柱脚相似。所不同的是铰接柱脚还要承受剪力。如果水平剪力超过底板与基础间的摩擦力，柱脚还要承受剪力。如果水平剪力超过底板与基础间的摩擦力，铰接柱脚一般要

35、采取抗剪构造措施，如图所示。铰接柱脚一般要采取抗剪构造措施，如图所示。 1 1）整体式刚性柱脚）整体式刚性柱脚 适用于实腹柱及分肢间距小的压弯构件，常适用于实腹柱及分肢间距小的压弯构件，常 用形式如图用形式如图A A： 2 2）分离式刚性柱脚）分离式刚性柱脚 适用于分肢间距大的压弯构件，常用形式如图适用于分肢间距大的压弯构件，常用形式如图B B：8.78.7 压弯构件的柱头和柱脚压弯构件的柱头和柱脚图图A图图B3 3、整体式刚性柱脚的设计、整体式刚性柱脚的设计1 1底板的计算底板的计算 图图8.6.2(a)8.6.2(a)为整体式柱脚构造图。柱为整体式柱脚构造图。柱脚的传力过程与轴心受压柱脚类

36、似，即脚的传力过程与轴心受压柱脚类似，即柱子内力由柱身传给靴梁，再传至底板。柱子内力由柱身传给靴梁，再传至底板。但是，由于框架柱脚同时有弯矩和轴心但是，由于框架柱脚同时有弯矩和轴心压力作用，底板下的压力不是均匀分布压力作用，底板下的压力不是均匀分布的，并且可能出现拉力。如果底板下出的，并且可能出现拉力。如果底板下出现拉力，则此拉力由锚栓来承受。现拉力，则此拉力由锚栓来承受。 假定柱脚底板与基础接触面的压应力假定柱脚底板与基础接触面的压应力成直线分布，底板下基础的最大压应力成直线分布，底板下基础的最大压应力按下式计算：按下式计算：2min2max66blMblNfblMblNc 2 2）底板厚度

37、确定）底板厚度确定 同轴压柱脚，计算各区格板弯矩时，可取同轴压柱脚，计算各区格板弯矩时，可取其范围内的最大反力。其范围内的最大反力。1）底面积确定）底面积确定 底板宽度底板宽度b由构造确定，由构造确定，c=2030cm; 底板长度底板长度l计算确定计算确定:3 3）锚栓计算）锚栓计算 承担承担MM作用下产生的拉力，且锚栓是柱脚与基作用下产生的拉力，且锚栓是柱脚与基础牢固连接的关键部件，其直径大小由计算确定。础牢固连接的关键部件，其直径大小由计算确定。 xaxNMNt 点点的的距距离离；锚锚栓栓至至基基底底受受压压区区合合力力作作用用点点的的距距离离；锚锚栓栓至至弯弯矩矩和和剪剪力力；换换算算至

38、至底底板板处处的的、式式中中： xNaNMa ax xtNM N 合力点合力点由由NNt t即可查得锚栓个数和直径即可查得锚栓个数和直径锚栓承担的拉力：锚栓承担的拉力：注意：注意：u以上计算是假定底板为刚性，计算值偏大；以上计算是假定底板为刚性，计算值偏大；u由于栓径较大，故应考虑螺纹处的应力集中，钢材的强度取由于栓径较大，故应考虑螺纹处的应力集中，钢材的强度取值应降低，详见规范；值应降低，详见规范；u由于底板的刚度不足，锚栓不能直接连于底板，以防止底板由于底板的刚度不足，锚栓不能直接连于底板，以防止底板变形而使锚栓不能可靠受拉，连接处应做构造处理，详见教变形而使锚栓不能可靠受拉，连接处应做构造处理，详见教材。材。 hMNN213）靴梁、隔板及其焊缝计算）靴梁、隔板及其焊缝计算 A、靴梁的高度按柱与其连接焊缝的长度确定，每侧焊缝承担、靴梁的高度按柱与其连接焊缝的长度确定，每侧焊缝承担的轴力为：的轴力为： 靴梁的高度由靴梁与柱身之间的焊缝长度确定，其高度靴梁的高度由靴梁与柱身之间的焊缝长度确定，其高度不宜小于不宜小于450mm。靴梁按双悬臂简支梁验算截面强度，荷载。靴梁按双悬臂简支梁验算截面强度，荷载按底板上不均匀反力的最大值计算。按底板上不均匀反力的最大值计算。 靴梁与底板之间的连接焊缝按承受底板下不均匀基础反靴梁与底板之间的连接