《钢结构设计规范》——2003第13条规定

钢结构脚部剪力键设计简述朱建峰山吉李卫东（长春体育学院；南京长城雕塑） 摘要：钢结构脚部剪力键设计是一个难题一直困扰着钢结构设计师。 本章提出了摩擦力的算法、剪切粘结的常用做法以及剪切粘结缺失后的补救措施。 提出一些建议供设计参考。 关键词：剪切键； 轴向力； 动作概述钢结构脚部剪力键的设计是困扰钢结构设计者的一个问题。 《钢结构设计规范》-2003年第13条规定农村牌坊，柱脚预埋件不宜用于承受柱脚顶部水平反力，由摩擦力承受4 ）在底板与混凝土基础之间或通过设置剪力键。 代码中对于压力的取值没有明确的规定。 通常设计时只考虑轴力项，忽略剪力的影响，导致设计轻钢结构。 剪力键减少，施工十分不便，钢柱施工难度大。 为了保证规范要求的误差，本文给出了明确的压力取值方法。 压力值 对于刚性连接的柱脚，假设反作用力为压力挠度M。按照一般概念，应该是摩擦力不足以抵抗水平弯矩柱脚抗剪键，此时此时应加抗剪键（如果不考虑预埋件的抗剪力）。 但由于剪切力M的存在，必然在柱底形成一部分压力，一部分形成张力。 设偏转形成的受压部分的合力为T，剪力形成的张力直接从预埋件传递过来。 柱底板与基础顶面之间似乎不存在受拉区。 压力会形成摩擦力，而实际不存在的拉力无法形成相反的“负摩擦力”，所以柱底的摩擦力应该是所有压力形成的摩擦力之和， 4N（压力），一个公式 这只是一个简化的公式，由 =μN 推导出来。 通常假设该 N 位于中心上方并均匀分布在底板下方。 据报道，只有压力N对力有贡献。

从物理角度来看，库仑定理（经典摩擦理论柱脚抗剪键，摩擦力与作用在摩擦面上的垂直力成正比，与表面接触面积的大小无关。预埋件可以将其视为混凝土结构中的拉力，我们知道，在分析混凝土梁的法向截面时，没有考虑混凝土的伸长率，而钢筋的拉力与钢筋的压弯力的合力。混凝土受压区是相等的，摩擦力并不取决于截面上的合力，而是取决于接触面上压力的大小，当然我们要做的就是求受压区的合力，为预埋件的轴向力与拉力之和，设计时可按以下要求设计：0，但当底板上无受压区时（偏心小），则拉力为预埋件（大偏心），预埋件的拉力为0，此时，设混凝土受压区反力的合力为R，根据竖向力平衡，+N，所以在这些情况下，摩擦力4为厚板与混凝土表面之间的摩擦系数值。 如果是厚板与厚板表面的摩擦接触，式164期河北建筑刚性连接柱脚应在柱的两脚板下方设置剪力键。 剪力键可选用方钢、短T型钢、H型钢、角钢或厚板，具体结构如图所示。 铰接式柱脚设置在柱双脚板下方。 抗剪键的设置可参照刚性连接柱脚的抗剪键，或按图2）配置进行设置。 剪力键缺失后的补救措施是没有柱间支撑，柱的两踏脚板上不设置剪力键。 可在基础角柱间外包板和柱底板上方柱根处外包混凝土进行加固，并按图（3）结构处理。 有柱间支撑的，柱掌板不设抗剪键。 按照图（4）结构进行设置。

小结（1）估算钢柱底板与混凝土基础之间的摩擦力，可考虑剪力的影响，具体估算可根据T）进行估算； (2)剪力键的施工方法可参照图(3)。 如果关键被剪了估计还不够，可以参考图（4）的构造方法来设置：根据标准和参考文献：-2003）。 上海：中国建筑工业出版社，2003 魏明忠等． 《钢结构设计规范理解与应用》北京：中国建筑工业出版社，2004年