为什么要设置钢柱脚?
钢柱脚把柱内力可靠传到基础,是钢柱与混凝土之间的关键节点。
GB 50017-2017 第 12.7.1 条:多高层厂房刚接柱脚可采用插入式、外露式;铰接柱脚宜采用外露式
更新于 2026-09-01
直接作用是完成柱—基础的力传递。钢柱是细长构件,底部集中着整柱的内力;若缺少设计合理的柱脚,轴力、弯矩和水平剪无法按假定进入基础,节点会先破坏。GB 50017 规定:多高层厂房刚接柱脚可采用插入式、外露式;铰接柱脚宜采用外露式。柱脚形式决定了弯矩能否进入基础、水平力由谁承担。
连锁到构造细节:外包式、埋入式及插入式柱脚,钢柱与混凝土接触范围内不得涂刷油漆,安装时要把泥土、油污、铁锈和焊渣砂轮清刷干净,否则接触面传力不可靠。柱脚锚栓不宜单独承受柱脚底部水平反力,水平力宜由底板与混凝土间的摩擦力(摩擦系数可取0.4)或抗剪键承担;锚栓应有足够埋置深度,受限时可设锚板或锚梁。外包式柱脚的外包混凝土厚度,H形截面柱不宜小于160mm,矩形管或圆管柱不宜小于180mm,且不宜小于钢柱截面高度的30%;底板厚度不宜小于16mm;锚栓直径不宜小于16mm,锚固长度不宜小于直径的20倍。
最终后果:柱脚传力路径不清或构造不达标,会出现锚栓剪断、底板掀起、混凝土冲切破坏;刚接柱脚若按铰接做,框架整体刚度与抗震假定都会失真。钢柱脚是结构体系中钢柱落到了基础上的那道关键节点。
连锁到构造细节:外包式、埋入式及插入式柱脚,钢柱与混凝土接触范围内不得涂刷油漆,安装时要把泥土、油污、铁锈和焊渣砂轮清刷干净,否则接触面传力不可靠。柱脚锚栓不宜单独承受柱脚底部水平反力,水平力宜由底板与混凝土间的摩擦力(摩擦系数可取0.4)或抗剪键承担;锚栓应有足够埋置深度,受限时可设锚板或锚梁。外包式柱脚的外包混凝土厚度,H形截面柱不宜小于160mm,矩形管或圆管柱不宜小于180mm,且不宜小于钢柱截面高度的30%;底板厚度不宜小于16mm;锚栓直径不宜小于16mm,锚固长度不宜小于直径的20倍。
最终后果:柱脚传力路径不清或构造不达标,会出现锚栓剪断、底板掀起、混凝土冲切破坏;刚接柱脚若按铰接做,框架整体刚度与抗震假定都会失真。钢柱脚是结构体系中钢柱落到了基础上的那道关键节点。
框架柱采用外包式刚接柱脚:H形截面柱外包混凝土厚度取160mm(同时核对是否小于截面高度30%),柱脚底板厚度取16mm,锚栓直径16mm、锚固长度按不小于直径20倍设置。柱脚底部水平力由底板摩擦(摩擦系数取0.4)或抗剪键承担,不把水平剪全部交给锚栓。安装前把柱脚接触面油漆、锈渣清刷干净——该范围本就不应涂刷油漆。若误在接触面留漆或锚栓既抗拔又抗全部水平力,节点传力路径与计算假定不一致。
| 对比项 | 刚接柱脚(插入式/外露式/外包式) | 铰接外露式柱脚 |
|---|---|---|
| 弯矩传递 | 弯矩可进入基础,节点按刚接设计 | 以传轴力为主,转动相对自由 |
| 水平力承担 | 摩擦力或抗剪键,锚栓不宜单独抗剪 | 同样不宜让锚栓单独承担水平反力 |
| 接触面要求 | 与混凝土接触范围不得涂油漆并清刷 | 同左,保证接触传力 |
| 不做或做错 | 框架刚度与内力假定失真 | 锚栓、底板或混凝土先破坏 |
- 柱脚形式是否与刚接/铰接设计一致
- 钢柱与混凝土接触面是否无油漆且已清刷
- 水平力是否由摩擦或抗剪键承担而非全靠锚栓
- 外包厚度、底板厚度、锚栓直径与锚固长度是否满足构造要求
- 锚栓埋深不足时是否设置了锚板或锚梁
规范依据
GB 50017-2017 第 12.7.1 条:多高层厂房刚接柱脚可采用插入式、外露式;铰接柱脚宜采用外露式
GB 50017-2017 第 12.7.2 条:外包式、埋入式及插入式柱脚,钢柱与混凝土接触范围内不得涂刷油漆;安装时应清刷干净
GB 50017-2017 第 12.7.4 条:柱脚锚栓不宜承受柱脚底部水平反力,水平反力由底板与混凝土摩擦力(摩擦系数可取0.4)或抗剪键承受
GB 50017-2017 第 12.7.6 条:柱脚锚栓应有足够埋置深度,受限时可设置锚板或锚梁
GB 50017-2017 第 12.7.7 条:外包式柱脚:H形柱外包混凝土厚度不宜小于160mm,矩形管或圆管不宜小于180mm且不宜小于截面高度30%;底板厚度不宜小于16mm;锚栓直径不宜小于16mm,锚固长度不宜小于直径20倍
GB 50017-2017 第 12.7.2 条:外包式、埋入式及插入式柱脚,钢柱与混凝土接触范围内不得涂刷油漆;安装时应清刷干净
GB 50017-2017 第 12.7.4 条:柱脚锚栓不宜承受柱脚底部水平反力,水平反力由底板与混凝土摩擦力(摩擦系数可取0.4)或抗剪键承受
GB 50017-2017 第 12.7.6 条:柱脚锚栓应有足够埋置深度,受限时可设置锚板或锚梁
GB 50017-2017 第 12.7.7 条:外包式柱脚:H形柱外包混凝土厚度不宜小于160mm,矩形管或圆管不宜小于180mm且不宜小于截面高度30%;底板厚度不宜小于16mm;锚栓直径不宜小于16mm,锚固长度不宜小于直径20倍
适用边界
柱脚形式还要结合抗震设防、柱脚极限承载力验算等章节综合确定;本章构造数值主要针对常规外包式、外露式等。插入式、埋入式另有埋深与灌浆要求。格构柱分离式柱脚、圆管柱管内灌混凝土等构造要另查对应条款。
最容易错
接触面涂漆后安装。把全部水平剪交给锚栓。外包混凝土厚度不足160mm或180mm。锚固长度不足直径20倍。刚接计算、铰接构造。
和谁容易混
钢柱脚是钢柱与基础之间的传力节点:刚接可用插入式、外露式或外包式,铰接宜外露式;水平力靠底板摩擦(摩擦系数可取0.4)或抗剪键,不宜让锚栓单独扛剪;与混凝土接触面不能涂油漆还要清刷。它决定柱底内力怎么进基础,不是可有可无的垫板。
还常问
钢柱脚主要传哪些力?
柱轴力、弯矩和水平反力;形式不同,弯矩能否进入基础、水平力由谁承担也不同。
为什么柱脚接触面不能涂油漆?
外包式、埋入式及插入式柱脚与混凝土接触范围内不得涂刷油漆,安装时还要清刷干净以保证传力。
水平力为什么不宜全靠锚栓?
柱脚锚栓不宜用以承受柱脚底部水平反力,宜由底板与混凝土摩擦力或抗剪键承担。
外包式柱脚混凝土要多厚?
H形截面柱外包厚度不宜小于160mm,矩形管或圆管柱不宜小于180mm,且不宜小于钢柱截面高度的30%。
锚栓构造有什么基本要求?
直径不宜小于16mm,锚固长度不宜小于直径的20倍;埋深受限时可设锚板或锚梁。
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