7.4.1 單層工業(yè)廠房宜采用露出式柱腳基礎(chǔ)(圖7.4.1-1)或插入式柱腳基礎(chǔ)[圖7.4.1-2(a)]；多層與高層廠房宜采用埋入式柱腳基礎(chǔ)[圖7.4.1-2(b)]或外包式柱腳基礎(chǔ)(圖7.4.1-3)。

 
圖7.4.1-1 露出式柱腳基礎(chǔ)構(gòu)造示意
d-地腳錨栓直徑；lm-地腳錨栓埋置深度；
1-鋼柱；2-抗剪件；3-柱腳底板；
4-二次澆灌層；5-地腳錨栓

 

圖7.4.1-2 插入、埋入式柱腳基礎(chǔ)
1-實(shí)腹式柱；2-格構(gòu)式柱；
3-杯口用細(xì)石混凝土灌實(shí)；d-柱的插入深度

 
圖7.4.1-3 外包式柱腳基礎(chǔ)
1-頂部加強(qiáng)箍筋；2-一般箍筋；3-垂直縱向主筋；
4-圓柱頭焊釘；5-基礎(chǔ)或基礎(chǔ)梁；6-柱腳底板；7-錨栓；8-鋼柱

7.4.2 露出式柱腳基礎(chǔ)，鋼柱軸力應(yīng)由底板直接傳至混凝土基礎(chǔ)；鋼柱底部的水平力，應(yīng)由底板與混凝土基礎(chǔ)間的摩擦力承受；當(dāng)水平力大于底板下的摩擦力時(shí)，應(yīng)設(shè)置抗剪件且承受全部水平力；鋼柱底部的彎矩，應(yīng)由柱腳錨栓的拉力和底板與基礎(chǔ)混凝土間的承壓力承受；柱腳錨栓在基礎(chǔ)中的埋置應(yīng)滿足錨固要求，埋入長度不應(yīng)小于其直徑的25倍；錨栓底部應(yīng)設(shè)錨板或彎鉤，錨板厚度宜大于錨栓直徑的1.3倍。柱腳底板下混凝土的局部承壓，應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010的有關(guān)規(guī)定驗(yàn)算。

7.4.3 露出式柱腳基礎(chǔ)構(gòu)造(圖7.4.1-1)，應(yīng)符合下列要求：
    1 地腳錨栓中心至基礎(chǔ)頂面邊緣的距離，宜大于地腳錨栓直徑的5倍，且應(yīng)大于150mm；
    2 鋼柱柱腳底板邊緣至基礎(chǔ)頂面邊緣的距離，應(yīng)大于100mm；
    3 鋼柱基礎(chǔ)頂面二次澆灌層，宜采用強(qiáng)度等級(jí)比基礎(chǔ)混凝土高一強(qiáng)度等級(jí)的補(bǔ)償收縮細(xì)石混凝土澆灌，其厚度可為30mm～50mm；
    4 柱腳底板可采用在柱腳底板下面設(shè)置鋼墊板的方法調(diào)平，對(duì)輕型的鋼柱可采用調(diào)平螺帽方法調(diào)平。

7.4.4 插入式柱腳基礎(chǔ)，鋼柱插入杯口的深度及構(gòu)造，應(yīng)符合下列規(guī)定：
    1 鋼柱插入杯口的最小深度[圖7.4.1-2(a)]，不宜小于吊裝鋼柱長度的1／20，且不宜小于500mm；對(duì)實(shí)腹柱可取柱截面高度的1.5倍或圓管柱外徑的1.5倍；對(duì)雙肢格構(gòu)式柱可取柱截面高度的0.5倍、柱截面寬度的1.5倍或圓管柱外徑的1.5倍的較大值；
    2 在插入部分的頂部，鋼柱應(yīng)設(shè)置水平加勁肋或橫隔；
    3 鋼柱底端至基礎(chǔ)杯口底的距離，宜采用50mm，當(dāng)設(shè)置有柱底板時(shí)宜采用200mm；
    4 混凝土杯口壁內(nèi)側(cè)應(yīng)鑿毛。鋼柱與杯口間的空隙，應(yīng)用強(qiáng)度等級(jí)比基礎(chǔ)混凝土高一強(qiáng)度等級(jí)的補(bǔ)償收縮細(xì)石混凝土充填密實(shí)；并應(yīng)當(dāng)細(xì)石混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70％以上后再進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的吊裝。

7.4.5 埋入式柱腳基礎(chǔ)，鋼柱軸力應(yīng)由底板直接傳至混凝土基礎(chǔ)，柱腳底板下混凝土的局部承壓應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010的有關(guān)規(guī)定驗(yàn)算；通過混凝土對(duì)鋼柱的承壓力傳遞彎矩和剪力，與鋼柱埋入部分相接觸混凝土的承壓應(yīng)力，不應(yīng)大于混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。在邊柱和角柱柱腳中埋入部分的頂部和底部(圖7.4.5)，可設(shè)置抵抗柱腳剪力的U形鋼筋。

 
圖7.4.5 邊柱、角柱U形鋼筋設(shè)置示意
1-U形加強(qiáng)筋(兩根)

7.4.6 埋入式柱腳基礎(chǔ)構(gòu)造[圖7.4.1-2(b)]，應(yīng)符合下列要求：
    1 鋼柱埋入基礎(chǔ)的深度，工字型截面柱不應(yīng)小于鋼柱截面高度的1.5倍，箱形和圓形柱不應(yīng)小于柱截面長邊或外徑的2.0倍；
    2 鋼柱腳底板應(yīng)設(shè)置錨栓與下部混凝土連接；
    3 鋼柱埋入部分的側(cè)邊混凝土保護(hù)層厚度(圖7.4.6)，鋼柱邊至基礎(chǔ)內(nèi)邊緣的距離不得小于鋼柱受彎方向截面高度的1／2，且不應(yīng)小于250mm；鋼柱邊至基礎(chǔ)外邊緣的距離不得小于鋼柱受彎方向截面高度的2／3，且不應(yīng)小于400mm；

 
圖7.4.6 鋼柱埋入部分混凝土保護(hù)層厚度
C1——鋼柱邊至基礎(chǔ)內(nèi)邊緣的距離；
C2——鋼柱邊至基礎(chǔ)外邊緣的距離

    4 在埋入部分的頂部，鋼柱應(yīng)設(shè)置水平加勁肋；當(dāng)箱形柱壁板寬厚比大于30時(shí)，應(yīng)在埋入部分的頂部設(shè)置隔板，也可在箱形柱的埋入部分填充混凝土，當(dāng)混凝土填充至基礎(chǔ)頂部以上一倍箱形截面高度時(shí)，埋入部分的頂部可不設(shè)隔板；
    5 在鋼柱埋入部分的四周應(yīng)設(shè)置豎向鋼筋和水平向箍筋，箍筋直徑不應(yīng)小于10mm，間距不應(yīng)大于200mm；在邊柱和角柱柱腳中，埋入部分的頂部和底部設(shè)置的U形鋼筋(圖7.4.5)的錨固長度，應(yīng)從鋼柱內(nèi)側(cè)起算，且不應(yīng)小于鋼筋直徑的30倍。

7.4.7 外包式柱腳基礎(chǔ)，鋼柱的軸向壓力應(yīng)由鋼柱直接傳給基礎(chǔ)，柱腳底板下混凝土的局部承壓，應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010的有關(guān)規(guī)定驗(yàn)算；彎矩和剪力應(yīng)由外包鋼筋混凝土承擔(dān)。

7.4.8 外包式柱腳基礎(chǔ)構(gòu)造(圖7.4.1-3)，應(yīng)符合下列要求：
    1 外包混凝土的高度，不應(yīng)小于鋼柱截面高度的2倍；
    2 外包層內(nèi)的主筋伸入基礎(chǔ)的長度應(yīng)滿足錨固要求，且不應(yīng)小于主筋直徑的25倍，四角主筋的上部應(yīng)加彎鉤；外包層中應(yīng)配置箍筋，箍筋的直徑、間距和配箍率應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010中有關(guān)鋼筋混凝土柱的規(guī)定；外包層頂部箍筋應(yīng)加密，且不應(yīng)少于3道，間距不應(yīng)大于50mm；
    3 在包入部分的頂部，鋼柱應(yīng)設(shè)置水平加勁肋；當(dāng)箱形柱壁板寬厚比大于30時(shí)，應(yīng)在包入部分的頂部設(shè)置隔板，也可在箱形柱的包入部分填充混凝土，當(dāng)混凝土填充至外包混凝土頂部以上一倍箱形截面高度時(shí)，包入部分的頂部可不設(shè)隔板。
 

 條文說明
 

7.4 鋼柱基礎(chǔ)

7.4.1 近年來，鋼結(jié)構(gòu)的廠房較前幾年有了較大幅度的發(fā)展，本條文的制訂，參照國家現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各型式的柱腳基礎(chǔ)適用的廠房作了規(guī)定，并提出了必要的構(gòu)造要求，以利于設(shè)計(jì)者使用。鋼柱基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與鋼柱腳的設(shè)計(jì)密切相關(guān)，有關(guān)鋼柱柱腳的設(shè)計(jì)詳見本規(guī)范9.6節(jié)。

7.4.4 插入式柱腳基礎(chǔ)，承受鋼柱底部傳來的彎矩、剪力和軸向力，需一定的插入深度；本條規(guī)定的是最小深度，當(dāng)情況特殊，如雙肢柱采用雙杯口基礎(chǔ)且分肢拉力較大時(shí)，宜適當(dāng)加大插入深度或采取其他可靠的錨固措施。

7.4.5 埋入式柱腳基礎(chǔ)，承受鋼柱底部傳來的彎矩、剪力和軸向力；主要依靠埋深和基礎(chǔ)混凝土保護(hù)層厚度，通過柱翼緣與混凝土的承壓力傳遞剪力和彎矩。

7.4.7、7.4.8 外包式柱腳基礎(chǔ)由鋼柱腳和外包混凝土組成，主要依靠外包層鋼筋混凝土中的受拉主筋和外包層受壓區(qū)混凝土受壓提供抗彎能力，非抗震時(shí)不考慮鋼柱柱腳本身的受彎承載力。
    外包式柱腳基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的主要問題是：
    (1)當(dāng)外包層高度較低時(shí)，外包層和柱面間很容易出現(xiàn)粘結(jié)破壞，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)達(dá)到柱截面高度的2.5倍以上，其厚度應(yīng)符合有效截面要求；
    (2)若主筋的粘結(jié)力和端部錨固不夠，主筋在屈服前會(huì)拔出，使承載力降低，設(shè)計(jì)時(shí)主筋頂部一定要設(shè)彎鉤；
    (3)如果箍筋太少，外包層就會(huì)出現(xiàn)斜裂縫，箍筋至少要滿足通常鋼筋混凝土柱的設(shè)計(jì)要求，其直徑和間距應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定；為了防止出現(xiàn)承壓裂縫，使剪力能從柱順暢地傳給鋼筋混凝土，除了通常的箍筋外，柱頂密集配置幾道箍筋十分重要；
    (4)采用箱形柱和圓管柱時(shí)，外包層與鋼管柱之間若出現(xiàn)管壁局部變形，承壓力會(huì)集中出現(xiàn)在柱角部。