矩形钢管混凝土柱埋入式柱脚设计
2019-10-29肖鹏,吕潮,殷飞
城市建筑空间 2019年7期
关键词:混凝土
肖 鹏,吕 潮,殷 飞
(广州地铁设计研究院股份有限公司,广东 广州 510010)
0 引言
钢管混凝土柱一般多采用刚性固定柱脚,根据不同受力特点,柱脚节点形式可分为埋入式柱脚和非埋入式柱脚。其中埋入式柱脚是将矩形钢管混凝土柱埋入基础内,埋入深度可有效传递柱脚弯矩、轴力、剪力,使钢管混凝土柱底部形成塑性铰,并更容易实现柱脚刚性节点的要求,具有良好的抗震性能,因此对于有抗震设计要求的结构,埋入式柱脚的使用更广泛。由于埋入式柱脚节点中,钢管混凝土柱与基础协同受力机制较复杂,因此节点设计需重点考虑。本文通过分析埋入式柱脚的传力机制,并从计算和构造要求2方面介绍设计要点。
1 埋入式柱脚传力机制
1.1 轴力传递
根据相关规范要求[1],埋入式柱脚在柱轴向压力作用下的抗冲切验算从基础底板算起,即钢管混凝土柱轴力全部由柱脚底板直接传给基础,此种传力机制简单直接,但将导致柱脚底板以下承台厚度较大,经济性较差。因此也有研究表明,埋入式柱脚轴力的传递可由柱脚外壁栓钉与柱脚底板共同分摊,但由于栓钉刚度较小,需经受较大的变形才能完全发挥其抗剪承载力,而柱脚底板下为钢筋混凝土承台局部承压的受力形式,刚度较大,按照变形协调原则,栓钉无法完全承担柱的竖向轴力,需与柱底板共同分摊,一般情况下,栓钉仅能承担柱轴力的30%,而柱底板将承担70%的轴力[2]。
1.2 弯矩和水平剪力的传递
1)弯矩的传递主要有2种形式[3]:①全部弯矩由钢管混凝土柱侧壁上焊接的栓钉抗剪作用传递给基础;……
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