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钢结构中支座和柱脚设置都有什么形式？有哪些要求？

发布于：2022-09-23 15:34:23 来自：建筑结构/钢结构工程 [复制转发]

钢结构中的支座是指用以支承和固定钢结构构件的部位，通常有平板支座、突缘支座、弧形支座、辊轴支座、铰轴支座、球形支座和板式橡胶支座等。

一、支座

1. 梁或桁架支于砌体或混凝土上的平板支座，应验算下部砌体或混凝土的承压强度，底板厚度应根据支座反力对底板产生的弯矩进行计算，且不宜小于12mm。梁的端部支承加劲肋的下端，按端面承压强度设计值进行计算时，应刨平顶紧，其中突缘加劲板的伸出长度不得大于其厚度的2倍，并宜采取限位措施，平板支座和突缘支座示意图如下。注：1-刨平顶紧；t-端板厚度

当高厚比不大于2时，一般不会产生明显的弯扭现象，应力超过屈服点时，试件虽明显缩短，但压力尚能继续增加。所以突缘支座的伸出长度不大于2倍端加劲肋厚度时，可用端面承压的强度设计值fcc进行计算。否则，应将伸出部分作为轴心受压构件来验算其强度和稳定性。

2. 弧形支座和辊轴支座的支座反力R与弧形表面接触点曲率半径、辊轴数目和弧形表面、滚轴与平板的接触长度有关；弧形支座和辊轴支座示意图如下。

3. 铰轴支座节点中，当两相同半径的圆柱形弧面自由接触面的中心角θ≥90°时，其圆柱形枢轴的承压应力由支座反力、接触面长度以及枢轴直径进行计算。

4. 橡胶支座有板式和盆式两种，板式承载力小，盆式承载力大，构造简单，安装方便。盆式橡胶支座除压力外还可承受剪力，但不能承受较大拔力，不能防震，容许位移值可达150mm。但橡胶易老化，各项指标不易确定且随时间改变。所以常用的为板式橡胶支座，其设计应符合下列规定：

（1）板式橡胶支座的底面面积可根据承压条件确定；

（2）橡胶层总厚度应根据橡胶剪切变形条件确定；

（3）在水平力作用下，板式橡胶支座应满足稳定性和抗滑移要求；

（4）支座锚栓按构造设置时数量宜为2个～4个，直径不宜小于20mm；对于受拉锚栓，其直径及数量应按计算确定，并应设置双螺母防止松动；

（5）板式橡胶支座应采取防老化措施，并应考虑长期使用后因橡胶老化进行更换的可能性；

（6）板式橡胶支座宜采取限位措施。

5. 受力复杂或大跨度结构宜采用球形支座。球形支座应根据使用条件采用固定、单向滑动或双向滑动等形式。球形支座上盖板、球芯、底座和箱体均应采用铸钢加工制作，滑动面应采取相应的润滑措施、支座整体应采取防尘及防锈措施。

二、柱脚

1. 多高层结构框架柱的柱脚可采用埋入式柱脚、插入式柱脚及外包式柱脚，多层结构框架柱尚可采用外露式柱脚，单层厂房刚接柱脚可采用插入式柱脚、外露式柱脚，铰接柱脚宜采用外露式柱脚。

2. 外包式、埋入式及插入式柱脚，钢柱与混凝土接触的范围内不得涂刷油漆；柱脚安装时，应将钢柱表面的泥土、油污、铁锈和焊渣等用砂轮清刷干净。

3. 轴心受压柱或压弯柱的端部为铣平端时，柱身的最大压力应直接由铣平端传递，其连接焊缝或螺栓应按最大压力的15％与最大剪力中的较大值进行抗剪计算；当压弯柱出现受拉区时，该区的连接尚应按最大拉力计算。

4. 外露式柱脚的使用有一下规定：

（1）锚栓不宜用以承受柱脚底部的水平反力，此水平反力由底板与混凝土基础间的摩擦力(摩擦系数可取0.4)或设置抗剪键承受。

（2）柱脚底板尺寸和厚度应根据柱端弯矩、轴心力、底板的支承条件和底板下混凝土的反力以及柱脚构造确定。外露式柱脚的锚栓应考虑使用环境由计算确定。

（3）柱脚锚栓应有足够的埋置深度，当埋置深度受限或锚栓在混凝土中的锚固较长时，则可设置锚板或锚梁。

5. 外包式柱脚的计算与构造应符合下列规定：

（1）外包式柱脚底板应位于基础梁或筏板的混凝土保护层内；外包混凝土厚度，对H形截面柱不宜小于160mm，对矩形管或圆管柱不宜小于180mm，同时不宜小于钢柱截面高度的30％；混凝土强度等级不宜低于C30；柱脚混凝土外包高度，H形截面柱不宜小于柱截面高度的2倍，矩形管柱或圆管柱宜为矩形管截面长边尺寸或圆管直径的2.5倍；当没有地下室时，外包宽度和高度宜增大20％；当仅有一层地下室时，外包宽度宜增大10％；

（2）柱脚底板尺寸和厚度应按结构安装阶段荷载作用下轴心力、底板的支承条件计算确定，其厚度不宜小于16mm；

（3）柱脚锚栓应按构造要求设置，直径不宜小于16mm，锚固长度不宜小于其直径的20倍；

（4）柱在外包混凝土的顶部箍筋处应设置水平加劲肋或横隔板，其宽厚比应符合相关规定；

（5）当框架柱为圆管或矩形管时，应在管内浇灌混凝土，强度等级不应小于基础混凝土。浇灌高度应高于外包混凝土，且不宜小于圆管直径或矩形管的长边；

外包式柱脚示意图如下：

6. 埋入式柱脚应符合下列规定：

（1）柱埋入部分四周设置的主筋、箍筋应根据柱脚底部弯矩和剪力按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010计算确定，并应符合相关的构造要求。柱翼缘或管柱外边缘混凝土保护层厚度(图12.7.8)、边列柱的翼缘或管柱外边缘至基础梁端部的距离不应小于400mm，中间柱翼缘或管柱外边缘至基础梁梁边相交线的距离不应小于250mm；基础梁梁边相交线的夹角应做成钝角，其坡度不应大于1：4的斜角；在基础护筏板的边部，应配置水平U形箍筋抵抗柱的水平冲切；

（2）柱脚端部及底板、锚栓、水平加劲肋或横隔板的构造要求应符合标准有关规定；

（3）圆管柱和矩形管柱应在管内浇灌混凝土；

（4）对于有拔力的柱，宜在柱埋入混凝土部分设置栓钉。

7. 插入式柱脚设计应符合下列规定：

（1）H形钢实腹柱宜设柱底板，钢管柱应设柱底板，柱底板应设排气孔或浇筑孔；

（2）实腹柱柱底至基础杯口底的距离不应小于50mm，当有柱底板时，其距离可采用150mm；

（3）实腹柱、双肢格构柱杯口基础底板应验算柱吊装时的局部受压和冲切承载力；

（4）宜采用便于施工时临时调整的技术措施；

（5）杯口基础的杯壁应根据柱底部内力设计值作用于基础顶面配置钢筋，杯壁厚度不应小于现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定。

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