1、第二节第二节 门式刚架基础构造与识图门式刚架基础构造与识图一、门式刚架基础设计的特点（了解）一、门式刚架基础设计的特点（了解）二、基础构造（掌握）二、基础构造（掌握）三、典型柱基础细部详图（熟悉）三、典型柱基础细部详图（熟悉）n基础造价约占整个建筑物的基础造价约占整个建筑物的30%左右左右，对门，对门式刚架：式刚架：重量轻，基础尺寸小重量轻，基础尺寸小，可降低总造价可降低总造价；地质条件较差地质条件较差地区，可优先考虑采用地区，可优先考虑采用轻钢轻钢结构结构，容易满足地基承载力的要求。，容易满足地基承载力的要求。1、基础形式、基础形式n独立基础独立基础(首首 选选)n条形基础条形基础（地质条件
2、差）（地质条件差）n桩基础桩基础（不良地质）（不良地质）n一般不采用片筏基础和箱形基础。一般不采用片筏基础和箱形基础。一、门式刚架基础设计的特点一、门式刚架基础设计的特点（了解了解）n对于铰接柱脚：对于铰接柱脚：轴向力轴向力N、水平力、水平力V；n对于刚接柱脚：对于刚接柱脚：轴向力轴向力N、水平力、水平力V、弯矩、弯矩M；刚接柱脚刚接柱脚一般大于一般大于铰接柱脚的基础尺寸。铰接柱脚的基础尺寸。(a)铰接铰接柱脚柱脚 (b)刚接刚接柱脚柱脚2、柱脚受力柱脚受力一、门式刚架基础设计的特点一、门式刚架基础设计的特点（了解了解）刚接与铰接的刚接与铰接的受力区别受力区别：是否能传递弯矩是否能传递弯矩（M
3、）绝对刚接或绝对铰接都是不绝对刚接或绝对铰接都是不存在的存在的！取决于锚栓布置取决于锚栓布置刚接或铰接柱脚区分的关键：刚接或铰接柱脚区分的关键：二、二、门式刚架基础构造设计门式刚架基础构造设计3 3、基础破坏形式基础破坏形式n门式刚架基础发生：门式刚架基础发生：冲切冲切（双剪）破坏双剪）破坏 剪切（单剪）破坏剪切（单剪）破坏n较大水平力（较大水平力（V）；刚接柱脚，存在较大的弯矩（）；刚接柱脚，存在较大的弯矩（M）作用）作用时时 导致基础产生倾覆和滑移破坏；导致基础产生倾覆和滑移破坏；n风荷载较大情况下，特别对风荷载较大情况下，特别对敞开或半敞开敞开或半敞开结构，由于门式刚结构，由于门式刚架自
4、重轻，有可能不足于抵抗风荷载上拔力架自重轻，有可能不足于抵抗风荷载上拔力 导致基础上拔破坏。导致基础上拔破坏。一、门式刚架基础设计的特点一、门式刚架基础设计的特点（了解了解）4 4、防止基础破坏防止基础破坏的的方法方法n增加基础埋深（增加基础上覆土的厚度）增加基础埋深（增加基础上覆土的厚度）最经济有效的方法，但增加了土方开挖最经济有效的方法，但增加了土方开挖和回填工程量。和回填工程量。n增加基础高度增加基础高度H Hn加大基础底面尺寸加大基础底面尺寸a a*b bn加大底板配筋面积加大底板配筋面积AsAs一、门式刚架基础设计的特点一、门式刚架基础设计的特点（了解了解）铰接柱脚一般采用铰接柱脚一
5、般采用两个锚栓两个锚栓 跨度较小时跨度较小时 （一般一般18m以下以下）为安全，工程常布置为安全，工程常布置四个锚栓四个锚栓 跨度较大时跨度较大时 （一般超过一般超过18m）二、二、门式刚架基础构造设计门式刚架基础构造设计1 1、铰接柱脚铰接柱脚 保证柱脚转动保证柱脚转动n刚接柱脚一般刚接柱脚一般 （1 1）、）、采用采用四个或四个以上四个或四个以上 锚栓锚栓连接连接 （2 2）、可认为柱脚不转动）、可认为柱脚不转动 2 2、刚、刚接柱脚接柱脚能传递弯矩能传递弯矩二、二、门式刚架基础构造设计门式刚架基础构造设计 平板式柱脚平板式柱脚（构造简单）构造简单）工程工程常用常用的柱脚型式的柱脚型式二、
6、二、门式刚架基础构造设计门式刚架基础构造设计 靴梁式刚接柱脚靴梁式刚接柱脚柱脚有柱脚有一定高度一定高度，使其使其刚度较好刚度较好制作麻烦，制作麻烦，耗工耗材耗工耗材二、二、门式刚架基础构造设计门式刚架基础构造设计包裹式柱脚包裹式柱脚省钢材、构造简单省钢材、构造简单、施工施工方方便便、安全可靠，安全可靠，受力与计算模型很受力与计算模型很吻合吻合是一种典型的固是一种典型的固接柱脚。接柱脚。二、二、门式刚架基础构造设计门式刚架基础构造设计3、柱脚柱脚的选用原则的选用原则1、一般门式刚架工程，柱脚通常设计成铰接一般门式刚架工程，柱脚通常设计成铰接2 2、对侧移控制较严对侧移控制较严刚接柱脚刚接柱脚（例
7、如例如有吊车荷载时有吊车荷载时）3 3、高度较大，风荷载较大高度较大，风荷载较大刚接柱脚刚接柱脚4 4、对地质情况较差地区，柱脚应考虑铰接、对地质情况较差地区，柱脚应考虑铰接对基础设计有对基础设计有利利 计算模型应与实际构造相一致的原则计算模型应与实际构造相一致的原则二、二、门式刚架基础构造设计门式刚架基础构造设计4 4、锚锚 栓栓锚栓作用：锚栓作用：将上部结构荷载将上部结构荷载传给基础。传给基础。锚栓两个基本作用：锚栓两个基本作用：1.作为安装作为安装临时支撑：保证临时支撑：保证钢柱定位和安装稳定性。钢柱定位和安装稳定性。2.传传 力：力：将柱脚底板内力（将柱脚底板内力（通常为通常为拉力、弯
8、距拉力、弯距）传给基础。）传给基础。二、二、门式刚架基础构造设计门式刚架基础构造设计锚栓钢号：锚栓钢号：Q235Q235或或Q345Q345 形式：形式：弯钩式和锚板式弯钩式和锚板式直径直径M39M39锚栓，弯钩式锚栓，弯钩式直径直径M39M39锚栓，锚板式锚栓，锚板式二者在砼基础中：二者在砼基础中：锚固长度不同、锚固长度不同、受拉力不同受拉力不同锚栓类型和规格锚栓类型和规格二、二、门式刚架基础构造设计门式刚架基础构造设计锚栓和柱脚底板其他构造要求：锚栓和柱脚底板其他构造要求：对于对于铰接柱脚铰接柱脚，锚栓直径一般不小于，锚栓直径一般不小于M24对于对于刚接柱脚刚接柱脚，锚栓直径一般不小于，锚
9、栓直径一般不小于M30锚栓离混凝土基础边缘太近容易产生基础锚栓离混凝土基础边缘太近容易产生基础劈裂破坏劈裂破坏太短则容易从混凝土基础中拔出太短则容易从混凝土基础中拔出锚栓直径锚栓直径D计算确定计算确定锚栓长度锚栓长度L钢结构设计手册确定钢结构设计手册确定 二、二、门式刚架基础构造设计门式刚架基础构造设计为方便柱安装和调整为方便柱安装和调整 柱底板上锚栓孔（开圆孔）柱底板上锚栓孔（开圆孔）或直接在底板上或直接在底板上开缺口开缺口柱脚底板开孔或缺口柱脚底板开孔或缺口二、二、门式刚架基础构造设计门式刚架基础构造设计底板上须设置垫板：底板上须设置垫板：垫板尺寸垫板尺寸：一般为锚栓直径的一般为锚栓直径的
10、2.53.02.53.0倍倍 垫板一般为方形，常用垫板一般为方形，常用100100*100100的。的。垫板厚度根据底板厚度确定，一般垫板厚度根据底板厚度确定，一般2cm2cm左右。左右。垫板上开孔较锚栓直径大垫板上开孔较锚栓直径大2mm2mm 待安装、校正完毕后，将待安装、校正完毕后，将垫板焊于底板上垫板焊于底板上。工程上经常会提出这样一些问题：工程上经常会提出这样一些问题：n锚栓能否抗剪？锚栓能否抗剪？n在施工时锚栓是否拧紧？在施工时锚栓是否拧紧？我国钢结构设计规范是不允许锚栓抗剪我国钢结构设计规范是不允许锚栓抗剪剪力是通过剪力是通过底板和基础顶面的摩擦力底板和基础顶面的摩擦力来传递来传递
11、 若不满足要求若不满足要求:须设须设抗剪键抗剪键柱脚底板柱脚底板抗剪键抗剪键n底板下部的抗剪键底板下部的抗剪键一般用一般用槽钢、钢板、角钢槽钢、钢板、角钢:与底板下部焊接与底板下部焊接n抗剪键高度一般抗剪键高度一般100200100200mmmmn具体尺寸和焊缝高度应具体尺寸和焊缝高度应计算确定计算确定。n一般应设置抗剪键！一般应设置抗剪键！n（基础顶面注意（基础顶面注意留槽留槽）门式刚架一些构造措施门式刚架一些构造措施有别有别于于其它结构基础其它结构基础:n1基础顶面基础顶面须设置须设置二次浇灌层：二次浇灌层：用用比基础砼强度高比基础砼强度高的的 高标号无收缩高标号无收缩砼砼 厚度不小于厚度不小于50mm,常取常取50mm (一般一般50mm100mm)n2柱脚底柱脚底板板厚度厚度t:一般一般铰接不宜小于铰接不宜小于20mm；刚接不小于刚接不小于30mm。n3柱与底板的连接焊缝一柱与底板的连接焊缝一般应比柱身焊缝加厚般应比柱身焊缝加厚12级级n4底板上部锚栓螺帽应采底板上部锚栓螺帽应采用用双螺帽双螺帽等防松措施，等防松措施，底板下一个调整螺母底板下一个调整螺母。n5柱脚底板上留设柱脚底板上留设灌浆孔灌浆孔（二次浇灌砼用到）。（二次浇灌砼用到）。三、三、典型柱基础细部详图（熟悉）典型柱基础细部详图（熟悉）识识 图图 练练 习习
