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《钢结构设计标准》解说专题（8）——柱脚设计

来源：从钢结构到装配式钢结构建筑

柱脚是钢结构节点中极其重要的一部分，在《钢结构设计标准》

（GB50017-2017，简称“钢标”）中，随节点单独成第12章，柱

脚设计的规定独立为12.7一节。本文专门谈谈钢标柱脚设计的规定，

主要围绕两点作一些解释：1）新增内容；2）改动较大的内容。

一、关于柱脚的总体规定

关于柱脚设计，原钢规的规定很少几条，还是放在构件的构造要

求一节中。原来做设计，只能看一些散落在各个规范和手册中的内容，

如《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ99-2015）（简称“高钢

规”）、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（简称“抗

规”）、《构筑物抗震设计规范》（GB50191-2012）（简称“构抗

规”）、《钢结构节点设计手册》（第三版，建筑工业出版社，简称

“节点手册”，内容尚未按钢标升版）、《钢结构设计手册》（建筑

工业出版社，简称“钢构手册”，第四版中已根据钢标规定更新）。

但你会发现，规定还不统一。钢标这次的柱脚设计规定，等于做了一

次系统梳理。

钢标关于柱脚的规定，总体上并列地给出了四种形式：外露式、

外包式、埋入式、插入式柱脚。其余三种柱脚没啥好说，而插入式柱

脚的内容，以前主要出现在工业建筑的相关规范中。钢标明确规定，

插入式柱脚可用于多层钢结构框架柱，等于正式认可了插入式柱脚在

民用建筑中的应用。虽然钢标12.7.1的条文说明表示适用范围与高钢

规协调了，实际上关于插入式柱脚在民用建筑中作为并列的柱脚形式

还是第一次隆重登场。

【条文】12.7.1多高层结构框架柱的柱脚可采用埋入式柱脚、插

入式柱脚及外包式柱脚，多层结构框架柱尚可采用外露式柱脚，单层

厂房刚接柱脚可采用插入式柱脚、外露式柱脚，铰接柱脚宜采用外露

式柱脚。

【条文说明】12.7.1刚接柱脚按柱脚位置分为外露式、外包式、

埋入式和插入式四种。四种柱脚的适用范围主要与现行行业标准《高

层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99的有关规定相协调，同时参考了

国内相关试验研究以及多年来的工程实践总结。

二、关于外露式柱脚

外露式柱脚似乎没啥好说的了，因为太常见了，哪个规范都有规

定。钢标主要规定了锚栓不宜受剪、柱脚计算和锚栓锚固长度的原则

性要求。

锚栓不宜受剪，与钢规要求相同。非得考虑受剪，则需要满足一

定的构造要求并进行计算，这在有些规范中已有规定，如门规。

柱脚计算的详细内容可以参见钢构手册。

锚栓构造要求在混凝土基础中的锚固长度不宜小于直径的20倍。

当锚栓直径大于40mm时，锚栓端部宜焊锚板，其锚固长度不宜小于

直径的12倍。

同时注意，在第17章关于抗震性能化设计，对于柱脚（包括外露

式柱脚）另外有一些要求：

【条文】17.2.12柱脚的承载力验算应符合下列规定：

1支撑系统的立柱柱脚的极限承载力，不宜小于与其相连斜撑的

1.2倍屈服拉力产生的剪力和组合拉力。

2柱脚进行受剪承载力验算时，剪力性能系数不宜小于1.0。

3对于框架结构或框架承担总水平地震剪力50％以上的双重抗侧

力结构中框架部分的框架柱柱脚，采用外露式柱脚时，锚栓宜符合下

列规定：

1）实腹柱刚接柱脚，按锚栓毛截面屈服计算的受弯承载力不宜小

于钢柱全截面塑性受弯承载力的50％；

2）格构柱分离式柱脚，受拉肢的锚栓毛截面受拉承载力标准值不

宜小于钢柱分肢受拉承载力标准值的50％；

3）实腹柱铰接柱脚，锚栓毛截面受拉承载力标准值不宜小于钢柱

最薄弱截面受拉承载力标准值的50％。

【条文】17.3.16实腹式柱脚采用外包式、埋入式及插入式柱脚的

埋入深度应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011或《构

筑物抗震设计规范》GB50191的有关规定。

对于“实腹柱刚接柱脚按锚栓毛截面屈服计算的受弯承载力不宜

小于钢柱全截面塑性受弯承载力的50％”，钢标17.2.9条塑性耗能区

的连接计算，要求柱脚满足极限承载力条件，明显比这个50%高了不

是一点半点（真算过的人知道这