注：上表中的锚栓选用以能满足柱脚极限承载力验算且可进行排布为原则的最小规格锚栓。常用锚栓规格为M20~M42，当锚栓直径超过M42时，不宜考虑采用外露式柱脚。
对于室外加装电梯的钢框架结构，常用的钢柱规格B200X8，材质一般为Q235，锚栓也采用Q235，计算结果如表7所示：
从以上计算结果可以得出以下结论：
1）柱子轴力的存在可减小了锚栓的规格和数量。当柱子的轴压比小于0.13时，所需锚栓总面积非常大，所需的锚栓直径也比较大。随着柱子的轴力增大，所需锚栓的直径或数量趋于减少。
2）对于多高层框架结果，柱截面一般在500mm以上，经计算所需的锚栓直径普遍较大，如上表所示的M52、M72、M90等，此时应避免采用外露式柱脚。
3）对于加装电梯等荷载小的简单钢结构，普遍采用B200X6，B200X8等较小截面的钢柱，所需的锚栓较少，采用外露式柱脚是可行的。
2.3 外包式柱脚
外包式柱脚的计算依据为《高层民用建筑钢结构技术规程》中的公式8.6.3-5，公式如下：
假设锚栓材质为Q355，柱每侧均排布6个M20的锚栓，外包柱脚的混凝土强度等级为C40，外包柱脚的混凝土壁厚为200mm，这里选择了几种常用的箱形截面柱，赋值不同的轴压比，计算其在上述条件下外包式柱脚的配筋，结果如下：
从以上计算结果可以得出以下结论：
1）当外包式柱脚采用常规排布的安装锚栓时（如上述的6M20锚栓），比较大的截面如B800X30，外包混凝土短柱的配筋值较大，钢筋排布困难。
2）相同截面的情况下，随着轴力的增加外包混凝土的配筋会减少。
2.4 插入式柱脚
插入式柱脚在单层工业厂房中应用较多，在2~3层无地下室的工业厂房中也有应用。插入式柱脚的杯口应符合《建筑地基基础设计规范》8.2.5条相关的规定，其中主要规定了：1杯壁的最小厚度；2杯壁的构造配筋；3、杯口基础的刚度；在满足以上条件的情况下，可参照《钢结构设计标准》12.7.10条，12.7.11条对杯口基础进行设计，此时插入式基础与埋入式基础受力机理一致。
3 结语
从上述的分析可以得出一些结论，供设计和审图人员在实际工程中作为参考：
1）对于埋入式柱脚，柱脚的埋入深度满足规范规定的2.5倍截面高度的时候（《高层民用建筑钢结构技术规程》8.6.1-3条、《建筑抗震设计规范》9.2.16条、），通常不需要计算连接的极限受弯承载力。
2）外露式固接柱脚仅适合于层数较少、荷载不大、柱截面小的简单钢框架结构。当柱截面较大时，且不论柱脚传力不佳等诸多不利因素，仅螺栓排布就非常困难，应避免使用。
3）外包式柱脚的混凝土短柱配筋应由计算确定，当钢柱截面惯性矩较大时，会由于短柱配筋超筋而无法使用。
4）工业厂房常使用杯口柱脚，虽然构造简单，但是必须满足杯口壁厚，杯口刚度等基本构造要求。
5）本文仅论述了柱脚极限承载力的计算，在实际工程中柱脚的连接还要考虑最不利内力组合工况下最大弯矩的计算结果。
6）上述柱脚极限承载力的基本计算是基于理论模型进行的分析。在实际工程中柱脚的传力路径非常复杂，需要有效的构造措施加以保证，比如外露式柱脚需要设置靴梁和靴板以加强柱脚的整体刚度；外包式柱脚要设置栓钉；埋入式柱脚需按构造设置竖向钢筋、箍筋和U型卡筋，插入式柱脚的顶部要配置焊接钢筋网片，要保证杯壁和杯口底板的基本厚度；对于以上各种柱脚，箱型柱伸入到混凝土柱脚内的部分要用混凝土灌实。在设计中对于规范中的相关构造措施都应严格遵守。
作者简介：
马智英——硕士，一级注册结构工程师，教授级高级工程师，北京市装配式建筑专家委员会委员，现在建研航规北工（北京）工程咨询有限公司从事施工图审查工作，公司技术委员会委员。
来源：京审协。
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