柱脚与转换:埋入式柱脚、过渡层、变截面

对应图集:23G523-1

23G523-1 为 2023 年现行版;12SG904-1(2012)、18G901-1(2018)与现行 JGJ 138-2016《组合结构设计规范》、GB 50010 不一致处,以现行规范为准。

柱脚是型钢把力传给基础的地方,也是构造最容易出错的位置之一。图集把柱脚分成埋入式和非埋入式两类,再规定了底板、锚栓、保护层的基本要求。

埋入式与非埋入式

两种柱脚的选用与关键要求
项目埋入式柱脚非埋入式柱脚
什么时候用考虑地震组合的偏心受压柱宜用;偏心受拉柱必须用不考虑地震组合的偏心受压柱可以用;多层地下室时可在底板顶面做
型钢埋置深度除计算外,不应小于柱型钢截面高度的 2 倍型钢不进入基础,直接坐在底板上
底板厚度不小于型钢翼缘厚度,且不宜小于 25 mm不小于型钢翼缘厚度,且不宜小于 30 mm
锚栓直径不宜小于 20 mm不宜小于 25 mm
埋入顶面处设水平加劲肋,厚度宜与翼缘等厚,形状便于浇筑—

锚栓下端要做弯钩或锚板;底板上的锚栓孔径比锚栓直径大 5~10 mm(方便调整位置),锚栓垫板的孔径只大 2 mm,垫板厚度宜与底板相同。柱安装校正完后,要把垫板与底板焊牢(焊脚不宜小于 10 mm),锚栓用双螺母紧固,并宜将螺母与垫板点焊防松。埋设锚栓时宜用固定架确保位置准确。

柱脚处的保护层与栓钉

埋入式柱脚的型钢外保护层比一般柱更厚:中间柱不应小于 180 mm;边柱、角柱的外侧不应小于 250 mm,内侧仍是 180 mm。埋入部分以及其上一层柱的型钢翼缘和腹板,要设栓钉;柱脚区箍筋还要局部加强(顶部加强箍筋直径不小于 12 mm、不少于 3 根,底部加强箍筋直径不小于 10 mm、间距 100 mm,详见图集)。

过渡层与变截面

  • 下部型钢混凝土柱、上部钢筋混凝土柱时,型钢要向上延伸一至两层作为过渡层,过渡层截面可适当减小,但要按钢筋混凝土柱复核,箍筋沿全高加密。
  • 下部型钢混凝土柱、上部钢柱时,要设一层过渡层:型钢按上部钢柱截面配置,并向下延伸到梁下部不小于 2 倍柱型钢截面高度处,箍筋全高加密;过渡层型钢翼缘外侧设栓钉。
  • 下部是十字形型钢、上部是箱形钢柱时,十字形的腹板要伸入箱形柱内,伸入长度不宜小于十字形截面高度的 1.5 倍。
  • 型钢需要变截面时,宜保持截面高度不变、只改翼缘或腹板厚度;必须改高度时要逐步过渡,并在变截面上下端设加劲肋。
要点过渡层是「力的接力」。上面钢柱的力要靠栓钉、型钢延伸段平稳传给下面的混凝土,所以延伸长度和栓钉范围都不能图省事缩短。
易错锚栓孔、垫板孔的余量不要混淆:底板孔大 5~10 mm,垫板孔只大 2 mm。垫板孔开大了,校正后垫板焊不牢;底板孔开小了,锚栓偏位时没法调。

自测

  1. 1.
    下面哪种柱必须采用埋入式柱脚?
  2. 2.
    埋入式柱脚中,型钢在基础里的埋置深度,图集的下限是?
  3. 3.
    柱脚底板锚栓孔径和锚栓垫板孔径,分别比锚栓直径大多少?
  4. 4.
    下部是型钢混凝土柱、上部是钢柱时,过渡层中的型钢应怎么配?

参考行业标准图集整理,尺寸与做法为示意,施工以设计图纸和现行规范为准。