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        探究不同樣式鋼結構配件柱腳之設計
        - 2020-08-22-

          一、鋼結構配件外包式柱腳:

          鋼構配件外包式柱腳采用鋼筋混凝土包裹,包裹范圍為鋼柱底部柱截面高(截面尺寸)的2.5-3倍。在這種情況下,柱腳作為固定柱腳的設計,如準確的設計,可以使柱腳的穩定程度和承載力。鋼構配件柱腳的受力性能主要取決于外加強筋的凝結受力性能。

          二、鋼構配件外露柱腳:

          用相對剛性的底板焊接柱的底部,底板由嵌入在混凝土基礎中的錨栓固定。這種情況在鋼結構配件發展初期就已開始使用。從力學概念來看,考慮半剛性連接適合。在柱腳上施加軸向力、彎矩和剪切力。張力內錨通過荷載與穿過柱腳附近的底板和混凝土基礎之間的壓力傳遞,而剪力通過柱底板與基礎接觸面或錨栓之間的摩擦阻力傳遞。

          在大多數情況下,由錨栓屈服柱底部塑性力矩比柱底部的塑性力矩小,通常為外露柱腳。柱腳在彎矩作用下的力學性能取決于內錨栓的性能。如果錨栓在拉力作用下屈服后,塑性變形能夠發展,則在重復荷載作用下暴露的柱腳的恢復力特征。但目前在實際工程設計中,在螺栓截面變弱前,螺栓腳往往會在螺紋部位斷裂,否則由于錨固不足,螺栓可能會被拔出。在這種情況下,很難看到螺栓腳的塑性變形。

          三、鋼結構配件埋入式柱腳

          鋼柱基礎埋設在基礎混凝土中,其長度約為截面高的2倍。鋼筋用于穩定周圍的混凝土。從施工方便的角度來看,這種情況下柱腳的工序比其他情況多,這是施工期的一個缺點。但是,鋼柱底部塑性鉸的成形要求比較容易符合,結構概念也明確。因此,只要設計和施工準確,柱腳的恢復力特性就能顯示出穩定的主軸關系。

          根據一維、二維和三維(d:柱寬截面的高)改變柱的深時,顯示柱腳的恢復力特征。恢復力特性隨鋼結構配件柱腳深的變化而變化,但柱腳深是柱截面高的兩倍。可以認為,恢復力特性基本上是一個主軸。為了考慮與周圍凝結的結合,柱埋件上也有焊接螺栓的設計方法,但螺栓只能在鋼柱埋件和周圍混凝土有較大的工作。

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