外露式钢柱脚抗震算不过？JSSC研究了另一种解决办法

转自公众号：愚公解构

随着钢结构建筑的普及，多层的越来越多，从建造成本、施工方便上的考虑，外露式一般会是钢柱脚方案的首选。但在具体设计应用中，常会遇到一个被广泛讨论的问题 “柱脚极限承载力算不过，怎么办？”

遇到这种情况，处理的经验有三种：

1. 1. 不放弃、硬做，做大一点，算过为止。
2. 2. 放弃外露式，改用其他基础形式。
3. 3. 不放弃，改变算法，进行性能化设计。

下面我们就展开聊聊这个方面的话题，为什么会这样？怎么改变 算法 ？最后探讨下 JSSC 的改进路径。

规范的要求

1.《抗规》

8.2.8-5 柱脚与基础的连接极限承载力，应按下列公式验算：

其中，表8.2.8给出的外露式    ，在9.2.16-4条中给出的要求：   。

9.2.16的条文说明中有给出具体解释：

2. 《钢标》

17.2.9条指出，如果是塑性耗能区，那就执行《抗规》的规定。那如何不是呢？17.2.12条提出了最小要求：柱脚的受弯承载力，不宜小于   （钢柱）。

规范的以上要求，是立足于 低强度高延性 的原则，塑性铰要出现在柱根上。

满足这个要求，钢柱脚节点就要比上面的钢柱强。但外露式柱脚具有天生的“半刚性”特点，当钢柱截面小的时候，还能不费力实现相对强节点的刚接，但当钢柱大了，就很难了。难，不代表一点办法也没有，可以尝试用性能化设计方法，看看能不能优化。

性能化设计方法

在《2023年山东省施工图审查常见问题》文中给了关于性能化设计的解答：

这就是换一种抗震设计理念—— 高强度低延性 。

由于其他受力需求，钢柱截面较大。因此，我们可以改变比较方式，不再将钢柱脚与钢柱进行对比，而是直接与地震力相比较。这样就可以将抗震性能化设计目标设定为"中震弹性、大震不屈服"。

在实际设计中，对于地震荷载较小的情况，采用这种方法可以有效减小钢柱脚的尺寸。

具体的设计实操方法，推荐B站UP主高工结构的相关视频（在参考资料中可以找到链接），讲得很详细。

高性能的地脚锚栓

外露式钢柱脚尺寸过大，不仅影响建筑空间的利用，也增加了施工的难度和成本。减小外露式钢柱脚的尺寸，除了性能化设计这条技术路径外，日本JSSC研究推广的技术方向也值得学习参考：提高地脚锚栓的性能。

以 1995 年 1 月兵库县南部地震中露出柱脚的锚栓断裂为教训，JSSC提出了结构用的地脚锚栓产品规格ABR和ABM。

•  ABR：实现了杆身截面积与螺纹处的有效截面积接近， 螺纹和轴部几乎同时屈服。
•  ABM：通过严格限制屈服比和采用细牙螺纹来减小螺纹部分与轴部抗拉强度的差异。首先是截面积较小的螺纹部分屈服，随着螺纹部分的应变硬化、应力上升，杆身达到屈服强度后，开始出现塑性变形。