摘要：低层或多层既有建筑数量较多,对其直接进行加层改造已成为完善建筑使用功能、增加使用空间的重要手段。钢结构具有自重小、构造灵活、施工方便等优点,在既有建筑加层改造工程中得到广泛应用。针对既有混凝土框架结构上部直接进行钢结构加层工程中常用的柱脚连接方式,按照实际工程施工流程,在既有混凝土结构上打孔,通过植入化学锚栓的方式固定上部钢柱脚,分别设计制作钢柱脚四周设置加劲肋的强连接柱脚节点试件和钢柱脚四周无加劲肋的弱连接柱脚节点试件,通过拟静力试验对试件抗震性能进行对比分析。研究结果表明,强连接与弱连接柱脚节点破坏形式相同,均为锚栓拔出破坏,上部钢柱脚均处于弹性工作状态;强连接柱脚节点峰值承载力相对于弱连接柱脚节点峰值承载力提高了193%;强连接柱脚节点耗能能力相对于弱连接柱脚节点有所增强,但耗能系数减小。

摘要：根据《钢结构与钢-混凝土组合结构设计方法》,详细介绍了钢柱脚的轴力传力机制以及外包式钢柱脚的弯矩传力机制。对于外包式钢柱脚,指出规范关于外包混凝土最小高度要求的实质,提出了钢柱传递至外包混凝土的轴力、界面抗剪、外包混凝土的抗冲切等计算公式,并对《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ 99—2015)关于外包式钢柱脚极限受剪承载力的计算公式提出了改进建议。现行规范关于钢柱下混凝土的局部受压计算,偏不安全,提出了基于壁板以及钢柱整体的混凝土局部受压计算方法。

摘要：钢柱脚是钢结构中的重要节点,其作用为将柱下端的剪力、轴力以及弯矩(刚接柱脚)传递给基础,使钢柱与基础有效地连接在一起,进而保证上部结构能够承受各种外力作用。抗震设计时,在有地下室的高层民用建筑中常采用外包式钢柱脚。与外露式钢柱脚不同的是,外包式钢柱脚的柱脚弯矩是由外包层混凝土和钢柱脚共同承担,且该节点用于抗震设防7~9度地区时,除应按地震组合内力进行弹性设计验算外,还应进行极限承载力验算。本文结合一工程实例,具体说明外包式钢柱脚节点的受压、受弯、受剪承载力计算及相关构造要求。

摘要：为解决钢结构柱脚抗剪键埋深的设计难题,基于Timoshenko梁理论,利用奇异函数表示抗剪键所受力的分布,通过积分变换、逆变换和对偶函数求解微分方程,分别采用混凝土应力-应变关系的理想弹塑性模型和非线性弹塑性模型推导了抗剪键的变形曲线方程,得到了抗剪键埋深的计算公式并建立了可供实际应用的表格.计算结果表明,依据理想弹塑性理论计算得到的抗剪键埋深稍大,偏于安全;抗剪键设计埋深主要与抗剪键承受的剪力、泊松比、抗弯刚度、剪切刚度4个因素有关.抗剪键所受分布力的合力会对柱脚产生附加弯矩,从而影响钢柱脚底板尺寸及锚栓面积等其他参数的设计.

摘要：参考实际工程中使用的外露式钢柱脚节点,以柱脚底板孔径、柱脚底板厚度、锚栓直径和锚栓强度为主要参数,设计7组共19个大直径锚栓的钢柱脚试件,开展抗剪性能试验研究.试验表明,锚栓连接具有可观的抗剪能力,节点的最终破坏模式有3种:当基础混凝土配筋足够时为锚栓剪断,配筋不够时为混凝土冲切破坏,介于两者之间的锚栓剪断同时存在混凝土冲切裂缝;锚栓连接的荷载-相对位移曲线呈现2种类型,主要区别在于是否存在滑移段.对于锚栓连接的抗剪承载力设计值,将3个已有理论模型与试验结果对比,给出推荐的简化公式.对于锚栓连接的极限抗剪承载力,提出考虑锚栓截面拉力、剪力和弯矩影响的计算模型.

摘要：提出带防屈曲消能杆的自复位钢柱脚,对其受力机理进行了分析。将自复位参数(β_(sc))和框架柱轴力作为设计变量,设计制作了四组柱脚试件,通过低周往复荷载试验,对比分析了结构的受力发展过程、自复位能力、变形能力和耗能能力。结果表明:柱脚试件的塑性变形集中于消能杆,对损伤的消能杆更换后,柱脚抗震性能得以快速恢复,实现了预期的设计意图;试件的荷载-位移滞回曲线为典型的“双旗帜”形,卸载后最大残余层间位移角仅为0.001 rad,具有良好的自复位能力;通过对位移延性系数和等效黏滞阻尼系数的分析,表明自复位柱脚具有良好的变形能力和耗能能力;随着βsc参数增大,柱脚自复位能力提高,承载力和耗能能力降低,而对变形能力影响不大;随着框架柱轴力增大,自复位能力和承载力提高,变形能力降低,而对耗能能力影响不大。

摘要：对国内外钢柱脚锚栓设计方法进行了回顾和比较 ,对单个锚栓的破坏模式和承载力进行了总结。比较发现 ,与我国不允许锚栓参与抗剪的规定相反 ,欧美国家都考虑锚栓参与抗剪 ;在锚栓抗拉强度设计值的取值方面 ,欧美等国将锚栓的强度设计值取与普通螺栓或与制作螺栓的材料相应的强度设计值 ,而我国规范的取值则在普通螺栓已经较低的基础上再打 8折。基于对国内外不同设计方法的分析归纳 ,提出了单个锚栓的设计准则的建议 ,供锚栓设计时参考。

摘要：分析了国内外关于锚栓在柱脚截面内力作用下最不利受力的各种计算方法 ,根据塑性分析的上、下限定理 ,对钢柱脚锚栓计算的各种方法进行了评论 。

摘要：现代规模化畜禽养殖舍、屠宰场、农产品加工车间等建筑常采用门式刚架轻型钢结构体系,钢柱脚往往采用简易外露式柱脚。这类建筑室内湿度较大,有时还有一定的腐蚀性,出于对钢柱脚的保护和提高结构耐久性的目的,常采用二次包浇混凝土的做法。因包浇混凝土通常为素混凝土,因此结构受力分析与设计中,忽略了二次包浇混凝土对节点抗弯承载力、转动刚度以及延性的影响,使分析结果与实际工况有一定差异,可能带来设计上的浪费或安全隐患。因此,以此类建筑的轻型钢结构为工程背景,针对门式刚架二次包浇混凝土钢柱脚节点,在轴压和弯矩共同作用下,考虑100,150,200 mm三种包浇混凝土厚度进行分析,发现包浇混凝土能明显提升柱脚的抗弯承载力和延性,且厚度越大,提升幅度越大,同时对转动刚度也有一定提高。进一步,在包浇混凝土厚度150 mm时,考虑在包浇混凝土内不加钢筋网、加一层钢筋网和加两层钢筋网三种情况,以及在包浇混凝土段加4 mm和6 mm外包钢的两种情况,采用通用商业有限元软件模拟分析,共对比了8种情况对钢柱脚受力性能的影响,重点关注抗弯承载力、转动刚度与延性。结果表明:包浇混凝土受拉侧与受压侧均存在塑性应力集中,受压侧下部较上部更为集中,受拉侧上部较下部更集中;随着包浇混凝土厚度的增加,对柱脚的抗弯承载力和延性系数的提升越来越大;两种钢筋网的加入对转动刚度均有一定的提升,其中铺设两层钢筋网的提升效果更为明显,上部附加一层钢筋网使得包浇混凝土的上部塑性应变区域变小;上、下部各附加一层钢筋网使得混凝土上、下部的塑性应变区域均变小,说明钢筋网对混凝土提供了有效约束,可延缓包浇混凝土的裂缝开展;上、下两层钢筋网均承担一定的拉应力,尤其上部钢筋网承担更大的拉应力;包浇混凝土段外加一层外包钢,对于柱脚的抗弯承载力提升效果不显著,但对柱脚的转动约束刚度有一定提升。因此,建议门式刚架结构受力分析时计入二次包浇混凝土对柱脚抗弯承载力、转动刚度和延性的贡献,可使设计更为精准。若包浇混凝土厚度较厚、附加钢筋网或外包钢时,则应考虑柱脚的转动约束,不宜再用铰接分析,可使门式刚架结构分析更为合理。

摘要：抗剪键是钢结构柱脚设计中经常被采用的抵抗水平剪力的重要构件,它的可靠性直接影响到整个结构的安全性,所以在设计中至关重要。虽然现行《钢结构设计规范》规定可以设置抗剪键抵抗柱脚底部的水平反力,但并没有明确规定抗剪键的设计方法,特别是被广泛采用的H型钢抗剪件。提出了H型钢抗剪键的分析模型,推导了相关的设计公式,并通过理论分析和试验的对比,验证了本文提出设计方法的可靠性。