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在刚性固定柱脚中，我们可以分为三类，下面我们将详细介绍和分析这三种类型：嵌入式柱脚、外包柱脚、插入式柱脚。
嵌入式柱底座
1. 基本概念
预埋柱脚是指将钢柱底部直接预埋于混凝土基础主梁、基础梁或地下室外墙内的刚性连接柱脚。 其特点是嵌入在相对于自身具有绝对刚度的基础上，产生刚性固定的柱脚节点。 这种柱脚施工可靠，常被用作高层钢结构框架柱的柱脚。
2 预埋柱脚受力特性
(1)柱的轴压N由钢柱柱掌板直接传递至钢筋混凝土基础； 柱的轴向拉力通过柱掌板的悬垂部分传递给其下方混凝土的反向压力。 基础，或通过预埋件（锚定螺钉）直接连接到基础。
(2) 柱剪力M的传递方式有两种：
① 两者均通过H型钢柱主梁上的剪力锥头焊钉传递至基础。 该技术多用于实际工程设计中；
②依靠钢筋混凝土对钢柱主梁侧向承载压力形成的阻力传递到基础。
(3)柱脚底部水平弯矩V由钢柱主梁和基础混凝土的侧向承载压力传递。
(4)在钢柱主梁与基础混凝土侧压挠度状态下，设计中未考虑钢柱主梁与混凝土摩擦形成的阻力。
(5)设计中未考虑钢柱主梁与基础混凝土的粘结作用。
(6)确定预埋钢柱周围对称布置的竖向横向钢筋的面积时，不考虑钢柱承受的挠度。
3、预埋柱脚的一般结构要求及一些详细设计概算
(1)预埋柱脚基础中预埋钢柱的深度通常可在下列范围内使用(hc为钢柱截面高度或内径)：
①轻钢型材柱：H=(2.0~2.5)hc；
②圆管型钢柱、箱型钢柱：H=(2.5~3.0)hc。
(2)预埋柱脚应在钢柱预埋件底部设置水平支腿筋或水平搁板； 对于H形截面柱，水平支腿肋延伸长度的宽厚比不应小于9（235/fay），对于箱形截面柱，水平支腿肋延伸长度的宽厚比不应小于9（235/fay）。内部横向货架不得少于30个（235/fay）。
（3）预埋柱脚钢柱预埋处应设置锥头剪力拱圈，拱圈的数量和布置方式根据估算要求确定。 对于H型截面柱强轴左右两侧主梁、箱型截面柱两轴线各边、圆管截面柱两轴线各边（90 °扇形），拱圈数量不应大于8Φ16，拱圈水平和垂直中心距不应小于200mm，拱圈垂直中心距不应大于6d，纵向宽度不宜大于4d，拱圈外表面至钢柱主梁侧面的距离不宜大于20mm； 拱圈的半径不应大于Φ16（通常为Φ19），拱圈的宽度应为拱圈半径的4~6倍。
(4)预埋柱基钢柱背板的长度和宽度应根据柱轴力按下式估算确定埋入式柱脚规范，并应满足结构要求； N/(L×B)≤fc（N为柱轴力，fc为混凝土轴压硬度设计值）； 通常，钢柱背板的长度不大于钢柱和钢板的长度，且不大于20mm，并应满足下列公式的要求：t≥(6Mmax/ f)(Mmax为根据钢柱背板与基础的受压挠度及钢柱背板的支撑条件确定的柱背板最大挠度)。
(5)钢柱背板需采用预埋件固定时，预埋件锚固深度不宜大于25d； 预埋件通常仅用于安装和固定。
(6)钢柱预埋件周边混凝土内宜布置竖向钢筋，形成山墙。 山墙墙断面可在钢柱周长上加300mm，其弯矩率不应大于0.2%。 沿周边竖向钢筋的宽度不应小于200mm，四个角钢筋的半径不应大于Φ20，每边中间的附加钢筋不应大于Φ16，翼缘一般采用Φ10@100，靠近基础顶面应增设3根Φ12@50钢筋。 竖向钢筋应在柱掌下锚固，锚固时间不超过35d。
外包柱基
1. 基本概念
所谓外包柱脚是指将钢柱底板放置在基础面上，然后将钢筋混凝土角柱从基础上伸出，将钢柱脚浇筑成一个整体。
2、外包柱脚的受力特性
(1)柱的轴压N由钢柱柱掌板直接传递至钢筋混凝土基础； 柱的轴向拉力通过柱掌板的悬伸部分和预埋件传递到基础。
(2)柱的挠度通过钢柱主梁的拱圈传递到有底脚的钢筋混凝土角柱，再由钢筋混凝土角柱传递到基础。 为此，拱环在外包柱脚中起着重要的传力作用。 同时，角柱弯矩由剪力大小决定，在估算角柱竖向横向主筋配置时不考虑钢柱所承受的内力。
(3) 缠脚底部水平弯矩由缠脚混凝土和角柱翼缘共同承受。 拱环在力的传递中起着重要的作用。
3、外包柱脚的总体结构要求及一些详细设计的估算
(1)缠绕钢柱脚的混凝土角柱高度通常可在下列范围内采用(hc为钢柱截面高度或内径)：
①轻钢型材柱：H=(2.0~2.5)hc；
②圆管型钢柱、箱型钢柱：H=(2.5~3.0)hc。
(2)角柱底部，外包裹柱基钢柱还应设置水平支腿肋或横架； 对于H形截面柱，水平支腿肋延伸长度的宽厚比不应小于9（235/fay），对于箱形截面柱，水平支腿肋延伸长度的宽厚比不应小于9（235/fay）。内部横向货架不得少于30个（235/fay）。
（3）外包式柱基钢柱的混凝土角柱内应设置锥头剪力拱圈，拱圈的数量和布置方式根据估算要求确定。 对于H型截面柱强轴左右两侧主梁、箱型截面柱两轴线各边、圆管截面柱两轴线各边（90 °扇形），拱圈数量不应大于8Φ16村名牌坊厂家，拱圈水平和垂直中心距不应小于200mm，拱圈垂直中心距不应大于6d，纵向宽度不宜大于4d，拱圈外表面至钢柱主梁侧面的距离不宜大于20mm； 拱圈的半径不应大于Φ16（通常为Φ19）埋入式柱脚规范，拱圈的宽度应为拱圈半径的4~6倍。
（4）围护柱根部钢柱背板的长度和宽度应根据柱轴力按下式估算确定，并应满足结构要求； N/(L×B)≤fc（N为柱轴力，fc为混凝土轴压硬度设计值）； 通常，钢柱背板的长度不大于钢柱和钢板的长度，且不大于20mm，并应满足下列公式的要求：t≥(6Mmax/f ）。
(5)固定在钢柱背板上的预埋件通常仅用于安装固定，预埋件锚固深度不宜大于25d。
（6）外包钢柱脚主梁两侧混凝土保护层长度不应大于200mm。 角柱的截面可为钢柱周长加200mm。 宽度不宜小于200mm，四个角肋半径不宜大于Φ20，每边中间附加筋不宜大于Φ16，翼缘通常采用Φ10@100，3个Φ12 @50筋应靠近基础顶面增设，竖向钢筋应在柱掌下锚固，锚固时间不超过35d。
插入式柱脚
1. 基本概念
所谓插入式柱脚是指将钢柱脚插入混凝土杯基础中，并通过二次浇注的方式用微膨胀细石混凝土固定。 具有结构简单、节省钢材、安全可靠、施工方便等优点。 插入式柱脚通常只用于双层钢结构工业厂房，不适用于高层建筑钢结构。
2、插入式柱脚的受力特性
其受力特性与外包柱脚相同，只是施工顺序不同。
3、插入式柱脚的一般结构要求及一些详细设计概算
除混凝土杯口结构不同外，与外包柱底座基本相似。
4、高杯口基础角柱结构
高杯口基础角柱横向钢筋除满足估算要求外，还应满足下列施工要求。
(1)角柱四个角处的横向钢筋半径不宜大于20mm，并延伸至基础楼板钢筋网。 大吨位起重机双腿柱、角柱四个角处的水平钢筋半径不宜大于25mm。
(2)角柱长边上的横向钢筋，当长边规格较大时，钢筋半径不宜大于12mm，宽度不宜小于200mm； 当长边规格不大于时，钢筋半径不应大于16mm，宽度不应小于200mm，每隔1m左右延伸一个直钩，制成150mm直钩支撑基础顶部的钢筋网，其余钢筋锚固于基础底板顶面下方的la上。
(3)角柱短边应每隔200mm设置半径不大于16mm的横向钢筋，每边弯矩率不应超过截面面积的0.05%角柱。
(4)角柱内翼缘半径不应大于8mm，宽度不应小于150mm； 抗震设防烈度为8度、9度时，翼缘半径不宜大于8mm，宽度不宜小于100mm； 顶面加3个3Φ10@50加强箍。
(5)角柱顶部钎焊钢筋网：当角柱长边尺寸不小于时，钢筋半径不应大于12mm； 当规格小于或小于时，钢筋半径不应大于16mm。
(6)对于H形截面钢柱，插入深度通常可在柱截面高度的(2.0～2.5)倍范围内使用。 实腹钢柱插入式柱脚埋置深度不应大于钢柱截面高度的2倍； 同时应符合规范要求。
(7)高杯口底座杯壁长度t按规范取。
（8）高杯口钢柱（含双腿钢柱）与基础的连接应满足规范中插入深度的要求。 当杯壁长度满足要求并满足下列条件时，杯壁及角柱的弯矩可按结构要求进行设计：
①起重机起重能力不小于75t、轨顶标高大于或等于14m、基本风压大于0.5KPa、基础角柱高度不小于5m的工业厂房；
②起重机起重量小于75t，基本风压小于0.5KPa。
(9)当不满足结构弯矩条件要求时，钢筋混凝土角柱应按所需弯矩进行估算，受力侧纵向钢筋的单边弯矩率不应大于0.2%，翼缘应沿角柱全长致密化。 @100，法兰半径不大于Φ8（7度以上抗震设防不大于Φ10）。
结尾
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