桥墩柱脚锚栓的锚固长度该如何设计？

一、 《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）第8.3节   ：

           

  fy:《钢结构设计标准》（GB 50017-2017）4.4.6  

2   、   受拉钢筋的锚固长度应根据锚固条件按下列公式计算，且不应小于200mm:  

8.3章的其他内容可自行查看   《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）  

 

 

         

山区景观人行栈桥的立柱其一不宜全部采用钢结构，在于山洪冲刷下，钢立柱的耐久性存疑。其二若全部采用混凝土柱，立柱粗壮，景观效果差。其三立柱分两段，上段采用变截面钢结构标准件解决景观痛点，下段采用等截面混凝土段灵活变高或是较优选择。

钢柱脚接混凝土立柱时，节点位置混凝土柱的最小构造尺寸要求。 主要参考资料： 《钢结构连接节点设计手册 第三版2014》《钢结构设计标准》(GB 50017-2017)， 本次柱脚尺寸比较锚栓尺寸均以30mm进行计算。首先回顾一下规范内容：

一、一般规定

1、（形式选用）矩形钢管混凝土柱可根据不同的受力特点采用埋入式柱脚或非埋入式柱脚，考虑地震作用组合的偏心受压柱宜采用埋入式柱脚；不考虑地震作用组合的偏心受压柱可采用埋入式柱脚，也可采用非埋入式柱脚；偏心受拉柱应采用埋入式柱脚。

2、（埋入式柱脚埋深）无地下室或仅有一层地下室的矩形钢管混凝土柱的埋入式柱脚，其在基础底板(承台)中的埋置深度除应符合本规范第4条规定外，尚不应小于矩形钢管柱长边尺寸的2.0倍。

3、（非埋入式柱脚要求）矩形钢管混凝土偏心受压柱嵌固端以下有两层及两层以上地下室时，可将矩形钢管混凝土柱伸入基础底板，也可伸至基础底板顶面。当伸至基础底板顶面时，柱脚锚栓应锚入基础，且应符合锚固规定，柱脚应按非埋入式柱脚计算其受压、受弯和受剪承载力。

4、（埋深要求）矩形钢管混凝土偏心受压柱，其埋入式柱脚的埋置深度应满足计算要求。

5、（局压要求）矩形钢管混凝土偏心受压柱，其埋入式柱脚的基础底板应满足局部受压要求。

6、（冲切要求）矩形钢管混凝土偏心受压柱，其埋入式柱脚的基础底板应满足冲切承载力要求。

7、（偏拉柱要求）矩形钢管混凝土偏心受拉柱，其埋入式柱脚的埋置深度应符合第2条、第4条的规定。基础底板在轴向拉力作用下的受冲切计算应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010中有关受冲切承载力计算的规定，计算中冲切面高度应取钢管的埋置深度。

8、（底板厚度）矩形钢管混凝土柱埋入式柱脚的钢管底板厚度，不应小于柱脚钢管壁的厚度，且不宜小于25mm。

9、（栓钉）矩形钢管混凝土柱埋入式柱脚的埋置深度范围内的钢管壁外侧应设置栓钉，栓钉的直径不宜小于19mm，水平和竖向间距不宜大于200mm，栓钉离侧边不宜小于50mm且不宜大100mm。

10、（水平加劲肋）矩形钢管混凝土柱埋入式柱脚，在其埋入部分的顶面位置，应设置水平加劲肋，加劲肋的厚度不宜小于25mm，且加劲肋应留有混凝土浇筑孔。

11、（锚栓锚固要求）矩形钢管混凝土柱埋入式柱脚钢管底板处的锚栓埋置深度，应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。

13、（正截面承载力要求，锚栓数量）矩形钢管混凝土偏心受压柱，其非埋入式柱脚在柱脚底板截面处的锚栓配置，应符合偏心受压正截面承载力计算规定。

14、（局压要求）矩形钢管混凝土偏心受压柱，其非埋入式柱脚在柱轴向压力作用下，基础底板局部受压承载力应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010中有关局部受压承载力计算的规定。

15、（冲切要求）矩形钢管混凝土偏心受压柱，其非埋入式柱脚在柱轴向压力作用下，基础底板受冲切承载力应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010中有关受冲切承载力计算的规定。

16、（正截面承载力要求，柱脚加大）矩形钢管混凝土偏心受压柱，其非埋入式柱脚底板截面处的偏心受压正截面承载力不符合本规范第13条规定时，可在钢管周围外包钢筋混凝土增大柱截面，并配置计算所需的纵向钢筋及构造规定的箍筋。外包钢筋混凝土应延伸至基础底板以上一层的层高范围，其纵筋锚人基础底板的锚固长度应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定，钢筋端部应设置弯钩。钢管壁外侧应按本规范第9条设置栓钉。

17、（受剪承载力要求）矩形钢管混凝土偏心受压柱，其非埋入式柱脚底板截面处的受剪承载力应符合规定。

c、钢管壁外加劲肋厚度不宜小于钢管壁厚，加劲肋高度不宜小于柱脚底板外伸宽度的2倍，加劲肋间距不应大于柱脚底板厚度的10倍。

计算思路：

对 于 外露式柱脚 设计注意事项：

（1）柱脚底板厚度不宜小于30mm，且不应小于钢柱翼缘厚度。

（2）当采用外露式柱脚时，柱脚的极限承载力不宜小于柱截面塑形屈服承载力的 1.2倍。柱脚锚栓不宜用以承受柱底水平剪力，柱底剪力应由底板与基础间的摩擦力或设置抗剪键及其它措施承担，柱脚锚栓应可靠锚固。

（3）刚性柱脚的锚栓不仅起到安装过程固定的作用，且在柱脚弯矩下承受拉力，刚性柱脚的锚栓直径和数量应由计算确定，直径不应小于24mm。

（4）三级及以上抗震等级时，锚栓截面面积不宜小于钢柱下端截面面积的20%。

    螺栓直径30mm时的底板最小尺寸计算：

Min:lt+a=75mm+60mm=135mm

    钢垫板距混凝土柱边线的距离：考虑保护层厚度40mm，混凝土柱箍筋直径16mm，螺 栓 距箍筋施工富余10mm，螺栓直径30mm后，得到 螺栓中心距混凝土边线>81mm( 40+16+10+15 )即可。

即：在此条件下，钢立柱边线距混凝土柱边线的距离最小为81+60=141mm， 向上取整为150mm。（注意此段为自行计算，未找到依据和出处）

二、外包式柱脚

（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；外包混凝土的厚度， 对H形截面柱不宜小于160mm ，对矩形管或圆形管柱不宜小于 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）柱脚底板厚度不宜小于16mm。

（3）柱脚锚栓直径不宜小于16mm，锚固长度不宜小于其直径的20倍。锚栓直径选取应使基础最大压应力值不应超过混凝土局部承压强度设计值，锚栓底部应设锚板或弯钩。 

（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。

（5）当框架柱为圆形管或矩形管时，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，不宜小于圆管直径或矩形管的长边。

（6）外包钢筋混凝土的受弯和受剪承载力验算及受拉钢筋和箍筋的构造要求应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》（2015年版）（GB50010—2010）的有关规定，主筋深入基础内的长度不应小于25倍直径，四角主筋两端应加弯钩，下弯长度不应小于15d，外包层顶部箍筋应加强加密（间距不应大于50mm），且不应小于3道直径12mm的HRB400级热轧钢筋。

（7）外包部分的钢柱翼缘表面宜按构造设置栓钉，构造需埋入式柱脚设置。

（8）外包式、埋入式柱脚，钢柱脚在与混凝土接触的范围内，不得刷油漆；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。

即： 外包式柱脚保护层厚度不能小于 160mm 。

    1、外包式柱脚由于配置了箍筋，混凝土保护层厚度可有效减小。埋入式柱脚主要还是靠混凝土自身的握裹力，另外附加了一些剪力钉使钢柱和混凝土结合更加紧密。

    2、采用外露式柱脚钢柱边线距混凝土柱边线计算为150mm，基本和外包式柱脚要求不宜小于160mm相吻合。

    3、采用外包式柱脚时，外包处采用了的主筋和箍筋保证钢立柱和外包部分的有效结合，主筋伸入混凝土段满足锚固长度、锚栓伸入混凝土段保障外包段与混凝土的结合。