1、第八章基本設計第一節(jié)基本設計的特點由于構造型式、荷載取值、支座條件等方面曰勺不 同，傳至基本頂面內(nèi)力是不同曰勺，輕鋼構造與老式的 砼構造相比，最大差別就是在柱腳處存在較小勺豎向 力和較大勺水平力，對于固接柱腳，還存在較大勺彎 矩，在風荷載起控制作用勺狀況下，還存在較大勺上 拔力。柱底水平力會使基本產(chǎn)生傾覆和滑移，基本受 上拔力作用，在覆土較淺勺狀況下，會使基本向上拔 起，有關這方面勺問題，背面再作詳述。由于輕鋼構 造勺這些受力特點，導致其基本設計與其他構造存在 很大勺不同，重要表目前如下幾種方面：基本形式基本型式選擇應根據(jù)建筑物所在地工程地質(zhì)狀況 和建筑物上部構造型式綜合考慮，對于砼構造基本，

2、 常用勺基本型式有獨立基本、條形基本、片筏基本、 箱形基本、樁基等等，而對于輕鋼構造而言，由于柱 網(wǎng)尺寸較大，上部構造傳至柱腳勺內(nèi)力較小，一般以 獨立基本為主，若地質(zhì)條件較差，可考慮采用條形基 本，遇到暗浜等不良地質(zhì)狀況，可考慮采用樁基本， 一般狀況下不采用片筏基本和箱形基本。二|,廠-一 二1(a)鉸接柱腳(b)剛接柱腳圖8-1不同柱腳型式的受力狀況柱腳受力砼構造柱腳均為剛接，即同步存在軸向力N、水 平剪力V和彎矩M,故基本尺寸較大，輕鋼構造常用 的柱腳型式有剛接和鉸接兩種(圖8-1)，其受力是不 同的，對于鉸接柱腳，只存在軸向力N和水平力V,對于剛接柱腳，除存在 軸向力N和水平力V之外，還

3、存在一定的彎矩M，從 而使剛接柱腳的基本不小于鉸接柱腳?；酒茐男问揭獙Φ倪M行基本設計，一方面要懂得基本破壞形 式，對其工作原理有所理解。對于砼構造，一般柱網(wǎng)尺寸較小，故柱底水平力相對 較小，基本一般不會產(chǎn)生滑移現(xiàn)象，又由于上部構造 自重很大，足以抵御風荷載作用下產(chǎn)生的上拔力，故 基本也不會產(chǎn)生上拔的也許，對于這種構造，基本重 要發(fā)生沖切、剪切破壞；而輕鋼構造則不同，基本除 發(fā)生沖切、剪切破壞之外，由于存在較大曰勺水平力， 對于固接柱腳，還存在較大的彎矩作用，從而導致基 本產(chǎn)生傾覆和滑移破壞，此外，在風荷載較大勺狀況 下，特別對于某些敞開或半敞開勺構造，由于輕鋼構 造自重很輕，有也許局限性于抵

4、御風荷載產(chǎn)生勺上拔 力，導致基本上拔破壞。為避免這些破壞勺發(fā)生，最 經(jīng)濟有效勺措施是增長基本埋深，即增長基本上覆土 勺厚度，但增長了土方開挖和回填工程量。此外對于 輕鋼構造基本，還須預埋錨栓（也稱地腳螺栓），用于 上部構造和基本勺連接，若錨栓離砼基本邊沿太近， 會產(chǎn)生基本劈裂破壞，因此國內(nèi)鋼構造設計規(guī)范規(guī)定 了錨栓離砼基本邊沿勺距離不得不不小田50mm；若 錨栓長度過短，會使錨栓從基本中拔出，導致破壞， 因此規(guī)范也規(guī)定了錨栓埋入長度基本設計內(nèi)容基本設計一般涉及基本底面積擬定、基本高度擬 定和配筋計算，還應符合有關構造措施?；镜酌娣e 可根據(jù)地基承載力擬定，同步還應考慮軟弱下臥層存 在；基本高度

5、由沖切驗算擬定；在基本底面積和高度 擬定勺狀況下計算基本配筋，這里須注意伸縮縫雙柱 基本解決，雙柱為基本提供了兩個支點，在地基反力 作用下，有也許浮現(xiàn)負彎矩，即基本上部受拉勺狀況， 此時除基本底部配備鋼筋外，基本上部也應配筋，避 免因上部受拉而浮現(xiàn)開裂現(xiàn)象。輕鋼構造基本除上述 內(nèi)容以外，還須進行柱底板設計和錨栓設計，至于這 兩部分設計歸于上部構造還是下部構造，也存在某些 爭議，柱底板尺寸是根據(jù)柱與基本連接部位砼的局部 承壓來擬定的，與基本砼參數(shù)有關，但其制作又與上 部構造連在一起，按照常規(guī)柱底板設計歸入上部構造; 錨栓在上部構造和基本之間起橋梁作用，但基本施工 時應將錨栓埋入，故屬于基本部分。

6、本章避開這個問 題，就錨栓和底板設計分別進行討論。與上部構造連接基本與上部構造是二次施工完畢的，其間存在連 接問題。對于砼構造日勺基本，通過預留插筋日勺方式連 接上部構造（圖8-2a），而對于輕鋼構造基本，則通r r -上L虹齡好匚-一1It-1過預埋錨栓日勺方式進行連接（圖8-2b）。（a）砼柱基本預留插筋（b）鋼柱基本預留錨栓圖8-2基本與上部構造日勺連接有關構造措施除上述提到日勺幾種方面之外，輕鋼構造尚有某些 構造措施有別于其他構造日勺基本，例如基本頂面須設 立二次灌溉層；埋入式柱腳應在鋼柱埋入部分設立栓 釘；埋入式柱腳鋼柱翼緣保護層厚度，對于中柱不不 不小于180mm，對于邊柱和角柱日

7、勺外側(cè)不適宜不不小 于250mm，具體詳見有關構造手冊。第二節(jié)基本設計H勺特殊解決措施下面從幾種方面加以討論。由于輕鋼構造的特殊性，使其基本設計也與一般 構造不同，下面從幾種方面加以討論。由nn LLI（d）剛接（二）（b）鉸接由nn LLI（d）剛接（二）（b）鉸接（二）（c）剛接（一）（a）鉸接（一）圖8-3幾種常用日勺柱腳型式一、剛接和鉸接柱腳前面已提到過，能抵御彎矩作用的柱腳稱為剛接 柱腳，相反不能抵御彎矩作用日勺柱腳稱為鉸接柱腳，剛接與鉸接日勺區(qū)別在于與否能傳遞彎矩，在實際工程 中，絕對剛接或絕對鉸接都是不也許日勺，確切地說應 當是一種半剛接半鉸接狀態(tài)，為計算以便，只能根據(jù) 實際構造

8、把柱腳當作接近剛接或鉸接。剛接或鉸接柱 腳核心取決于錨栓布置，鉸接柱腳一般采用兩個錨栓 （圖8-3a），以保證其充足轉(zhuǎn)動，但有時考慮錨栓質(zhì)量 問題，若一種錨栓質(zhì)量不保證，會對整個構造受力產(chǎn) 生較大影響，所覺得安全起見，也可布置四個錨栓（圖 8-3b），但錨栓盡量接近，以保證柱腳轉(zhuǎn)動。剛接柱腳 一般采用四個或四個以上錨栓連接圖8-3c），圖中采 用六個錨栓，可以覺得柱腳不能轉(zhuǎn)動前面講勺幾種 柱腳均為錨板式柱腳，構造簡樸，是工程上常用勺柱 腳型式，此外尚有一種柱腳型式，即靴梁式柱腳（圖 8-3d），這種柱腳可當作固接柱腳（屬于剛接柱腳） 由于柱腳有一定高度，使其剛度較好，能起到抵御彎 矩勺作用，但

9、這種柱腳制作麻煩，耗工耗材，逐漸被 其他柱腳型式所替代下面再簡介工程上比較常用勺固接柱腳（屬于剛 接柱腳），即包裹式柱腳（圖8-4），這種柱腳既節(jié)省鋼 材又構造簡樸，施工以便，并且安全可靠，在受力上保證柱腳基本不發(fā)生轉(zhuǎn)動，與計算模型很吻合，是一 種典型勺固接柱腳。如如02間圖8-4包裹式柱腳此外尚有一種插入式剛接柱腳，將鋼柱直接插入 混凝土內(nèi)用二次灌溉層固定，這種柱腳近年來被北京 鋼鐵設計研究總院等單位研究成功，已在多項單層工 業(yè)廠房中應用，效果良好，并不影響安裝調(diào)節(jié)。上面討論了剛接柱腳和鉸接柱腳的有關構造，計 算模型應與構造相一致，否則會導致工程事故，這一 點作為工程設計人員需特別注意。那么

10、在何種狀況下 采用剛接柱腳或鉸接柱腳？其實這兩種柱腳很明顯日勺 區(qū)別就是對側(cè)移控制，如果構造對側(cè)移控制較嚴，則 采用剛接柱腳，例如有吊車荷載日勺狀況，吊車荷載是 動力荷載，對側(cè)移比較敏感，并且側(cè)移過大會導致吊 車卡軌現(xiàn)象，此時應把柱腳設計成剛接柱腳，但在某 些特殊狀況下也可設計成鉸接；又如有樓層勺構造， 側(cè)移過大會使人感覺不安全，左右晃動，并且還會使 樓面裝修材料開裂等等這樣構造柱腳應按固接設計。 對工程上常用勺門式剛架，柱腳一般設計成鉸接對 地質(zhì)狀況較差地區(qū)，柱腳應考慮鉸接，這樣傳至基本 日勺內(nèi)力僅為軸力和剪力，不存在彎矩，有助于基本設 計，可以減少基本造價。二、錨栓錨栓是將上部構造荷載傳給

11、基本，在上部構造和 下部構造之間起橋梁作用。錨栓重要有兩個基本作用:作為安裝時臨時支撐，保證鋼柱定位和安裝 穩(wěn)定性。將柱腳底板內(nèi)力傳給基本。錨栓采用Q235或Q345鋼制作，分為彎鉤式和錨 板式兩種。直徑不不小于M39日勺錨栓，一般為彎鉤式 （圖8-5a），直徑不小于M39日勺錨栓，一般為錨板式（圖卜44244244244244244244244244244244244244244244244244244244；-4,44;4,44;4,44;4,44-4,44;4,44-4,44-4,44-4,44-4,44-4演444演444射44； 8-5b）。（a）彎鉤式 （b）錨板式圖8-5基本錨栓對于鉸接柱腳，錨栓直徑由構造擬定，一般不不 不小于M20；對于剛接柱腳，錨栓直徑由計算擬定，一 般不不不小于M30。錨栓長度由鋼構造設計手冊擬定，若錨栓埋入基本中長度不能滿足規(guī)定，則考慮將其焊于受力鋼筋上。為以便柱安裝和調(diào)節(jié)，柱底板上錨栓 孔為錨栓直徑的1.5倍(圖8-6a)，或直接在底板上開 缺口(圖8-6b)。底板上須設立墊板，墊板尺寸一般為 -100 x 100，厚度根據(jù)計算擬定，墊板上開孔較錨栓直徑大12mm，待安裝、校正完畢后將墊板焊于底板上。 十Iq_L+ -4dIk_ . 十Iq_L+ -4dIk_ . (b)開缺口(a)開圓孔圖8-6柱腳底板開孔 鉸接柱腳錨栓布置圖圖8-7