钢结构构造与识图（第2版） 课件 单元5 门式刚架基础构造与识图

复习提问：1.门式刚架常用结构形式？（按跨数、脊坡）2.门式刚架组成部分？（哪六大部分)单元5门式刚架基础构造与识图课题1门式刚架基础设计特点（了解）课题2基础构造*（掌握）课题3典型柱基础图（熟读）模块二门式刚架构造与识图基础造价约占整个建筑物的30%左右，对轻钢结构如门式刚架：——重量轻，基础尺寸小，可降低总造价；——另外对地质条件较差地区，可优先考虑采用轻钢结构，容易满足地基承载力的要求。概述5.1.1基础形式5.1.2柱脚受力5.1.3基础破坏形式5.1.4基础设计内容5.1.5与上部结构连接课题1门式刚架基础设计的特点（了解）5.1.1基础形式对于门式刚架而言，独立基础(首选)条形基础（地质条件差）桩基础（不良地质）一般不采用片筏基础和箱形基础。课题1门式刚架基础设计的特点（了解）5.1.2柱脚受力门式刚架常见柱脚型式：铰接、刚接两种（图5-1），受力不同：对于铰接柱脚：只存在轴向力N、水平力V；对于刚接柱脚：存在轴向力N、水平力V、弯矩M；—刚接柱脚一般大于铰接柱脚的基础尺寸。图5-1不同柱脚型式的受力情况(a)铰接柱脚(b)刚接柱脚课题1门式刚架基础设计的特点（了解）5.1.3基础破坏形式门式刚架基础发生：冲切（双剪）破坏；

剪切（单剪）破坏。较大水平力（V）；对于刚接柱脚，还存在较大的弯矩（M）作用——导致基础产生倾覆和滑移破坏；另外，风荷载较大情况下，特别对敞开或半敞开结构，由于门式刚架自重轻，有可能不足于抵抗风荷载上拔力——导致基础上拔破坏。课题1门式刚架基础设计的特点（了解）冲切破坏（双剪破坏）防止基础破坏方法增加基础埋深（增加基础上覆土的厚度）——最经济有效的方法但增加了土方开挖和回填工程量。其他方法:增加基础高度H加大基础底面尺寸a*b加大底板配筋面积As等课题1门式刚架基础设计的特点（了解）5.1.4基础设计内容（了解）基础设计包括：基础底面积确定、基础高度确定、配筋计算及构造措施。门式刚架基础除上述内容以外：

还须柱脚底板设计、锚栓设计课题1门式刚架基础设计的特点（了解）课题2门式刚架基础构造设计（重点）总原则：门式刚架柱脚常做成铰接：当柱高度较大时，柱脚宜做成刚接；当有梁式或桥式吊车时：——宜将柱脚设计为刚接。5.2.1刚接和铰接柱脚——刚接与铰接的受力区别：是否能传递弯矩（M）。绝对刚接或绝对铰接都是不可能的！！——取决于锚栓布置。刚接或铰接柱脚区分的关键：课题2门式刚架基础构造设计（重点）1、铰接柱脚●铰接柱脚一般采用

两个锚栓(图5-3a)

—跨度较小时（一般18m以下）●为安全，工程常布置

四个锚栓(图5-3b)，——锚栓尽量接近，保证柱脚转动。—跨度较大时（一般超过18m）。5.2.1刚接和铰接柱脚2、刚接柱脚刚接柱脚一般采用四个或四个以上锚栓连接。

图5-3c平板式刚接柱脚见(图5-3c)

采用六个锚栓。

平板式柱脚——构造简单。——工程常用的柱脚型式。能传递

弯矩！！5.2.1刚接和铰接柱脚靴梁式柱脚（了解）(图5-3d)，靴梁式刚接柱脚。——柱脚有一定高度，

使其刚度较好；——制作麻烦，耗工耗材图5-3d靴梁式刚接柱脚包裹式柱脚工程上较常用刚接柱脚，

(右图)——省钢材、构造简单，

施工便，安全可靠，

在受力与计算模型很吻合。

是一种典型的固接柱脚。包裹式柱脚2、刚接柱脚5.2.1刚接和铰接柱脚在何种情况下采用刚接柱脚或铰接柱脚？？

——对比分析铰接和刚接柱脚1、对侧移控制较严——刚接柱脚（例如有吊车荷载时。。）；2、高度较大，风荷载较大——刚接柱脚（否则会。。）。3、除1、2外的一般门式刚架工程，柱脚通常设计成铰接；4、对地质情况较差地区，柱脚应考虑铰接——对基础设计有利。总结得出：——“计算模型应与实际构造相一致”重要原则；两种柱脚明显的区别就是对侧移控制：请休息5.2.2锚栓锚栓作用：将上部结构荷载传给基础。锚栓两个基本作用：

1.作为安装临时支撑：保证钢柱定位和安装稳定性。2.传力：将柱脚底板内力（通常为拉力、弯距）传给基础。课题2门式刚架基础构造设计（重点）

图5-4基础锚栓锚栓钢号：Q235或Q345。形式：弯钩式和锚板式。直径≤M39锚栓，弯钩式(图5-4a);直径＞M39锚栓，锚板式(图5-4b)。二者在砼基础中：锚固长度不同、受拉力不同。锚栓类型和规格5.2.2锚栓锚栓和柱脚底板其他构造要求：对于铰接柱脚，锚栓直径一般不小于M24对于刚接柱脚，锚栓直径一般不小于M30锚栓直径D——计算确定锚栓长度L——钢结构设计手册确定

为方便柱安装和调整

——柱底板上锚栓孔（开圆孔）：为锚栓直径的1.5~2.5倍(图5-5a);图纸设计中常为：孔径比锚栓直径大5mm。或直接在底板上开缺口(图5-5b)。(a)开圆孔(b)开缺口图5-5柱脚底板开孔或缺口5.2.2锚栓课题2门式刚架基础构造设计（重点）底板上须设置垫板：

——垫板尺寸：一般为锚栓直径的2.5~3.0倍

——垫板一般为方形，常用100*100的。

——垫板厚度根据底板厚度确定，一般2cm左右。

——垫板上开孔较锚栓直径大2mm待安装、校正完毕后，将垫板焊于底板上。(a)开圆孔(b)开缺口图5-5柱脚底板开孔或缺口5.2.2锚栓课题2门式刚架基础构造设计（重点）锚栓布置图柱脚底板抗剪键工程上经常会提出这样一些问题：锚栓能否抗剪？在施工时锚栓是否拧紧？——我国钢结构设计规范是不允许锚栓抗剪!!!——剪力是通过底板和基础顶面的摩擦力来传递若不满足要求:须设抗剪键（图5-8）。5.2.2锚栓课题2门式刚架基础构造设计（重点）底板下部的抗剪键一般用槽钢、钢板、角钢:

与底板下部焊接抗剪键高度一般100~200mm具体尺寸和焊缝高度应计算确定。一般应设置抗剪键！！（基础顶面注意留槽）门式刚架一些构造措施有别于其它结构基础:1．基础顶面须设置二次浇灌层：——用比基础砼强度高的

高标号无收缩砼——厚度常取50mm

(一般50mm~100mm)5.2.3门式刚架柱脚节点构造应满足以下条件：2．柱脚底板厚度t:一般铰接不宜小于20mm；刚接不小于30mm。3．柱与底板的连接焊缝一般应比柱身焊缝加厚1~2级4．底板上部锚栓螺帽应采用双螺帽等防松措施，

底板下一个调整螺母。5．柱脚底板上留设灌浆孔（二次浇灌砼用到）。5.2.3门式刚架柱脚节点构造应满足以下条件：课题3典型柱基础细部详图（熟悉）实际工程典型柱基础详图5.3.1柱下独立基础：图5-9（常用）5.3.1柱下条形基础

图5-10柱下条形基础课题2门式刚架基础构造与识图——小结5.2.1、门式刚架基础设计特点（了解）5.2.2、基础构造设计（重点掌握）柱脚分为刚接和铰接：受力、基本形式与适用范围；锚栓作用、规格与构造要求抗剪键设置原则与构造要求5.2.3、典