柱腳是鋼結構建構筑物中的重要節(jié)點之一，通過其承上啟下的作用可將柱與基礎有效地連接在一起，以確保上部結構承受各種外力作用，而后轉換成柱腳部位的軸力、彎矩和剪力并傳遞給基礎。鋼結構建構筑物采用的柱腳類型按其位置分為外露式、外包式、埋入式和插入式四種；按其受力情況又可分為鉸接柱腳和剛接柱腳兩類。其中埋入式、插入式或外包式柱腳三種類型在結構設計中通常假定為剛接柱腳，而外露式柱腳根據(jù)需要即能設計成剛接柱腳，也能設計成鉸接柱腳。外露式柱腳具有設置靈活、施工方便、直觀、便于維護等特點，是鋼結構建構筑物中廣泛采用的一種柱腳形式。本文將對鋼結構工程中外露式柱腳常見做法及標準規(guī)范對其相關要求、檢測鑒定工程中注意事項做個簡要描述。

在現(xiàn)場檢測工作與日常生活中，我們會經(jīng)常遇見外觀形態(tài)各異的外露式柱腳，比如工業(yè)建筑物廠房柱、構筑物支架柱的柱腳，或交通桿、路燈桿、移動信號塔、廣告牌等民用設施的柱腳，其外觀如表1中照片所示。通過這些外露式鋼結構柱腳的外觀照片可以看出，其共性特點是：地表部分都具有底板、錨栓（螺栓），部分具有加勁肋、或靴梁（加勁肋、隔板）。此外相關鋼結構設計手冊分別基于剛接柱腳、鉸接柱腳兩種類型給出了外露式柱腳做法相應圖例。

鋼結構外露式柱腳外觀照片

關于外露式柱腳，在《鋼結構設計標準》GB50017、《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011、《高層民用建筑鋼結構技術規(guī)程》JGJ99、《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)范》GB51022、《移動通信工程鋼塔桅結構設計規(guī)范》YD/T5131及《鋼結構設計手冊》等標準規(guī)范中對其均有相關規(guī)定，各標準規(guī)范間的規(guī)定既有重疊也有不同之處。主要內(nèi)容摘錄如下：

1、外露式柱腳通常是由底板、錨栓（螺栓）、剪力鍵、加勁肋、靴梁（加勁肋、隔板）等部件全部或部分構成；

柱腳底板尺寸和厚度應根據(jù)柱端彎矩、軸心力、底板的支承條件和底板下混凝土的反力經(jīng)計算以及柱腳構造要求確定；

柱腳計算內(nèi)容主要包括底板、靴梁、肋板、隔板、連接焊縫、錨栓和抗剪鍵等部件的計算。

2、《抗規(guī)》相關條文規(guī)定

?柱腳應能可靠傳遞柱身承載力，外露式柱腳只能用于6、7度且高度不超過50m時的建構筑物；

?對單層工業(yè)廠房當采用外露式柱腳時，柱腳極限承載力不宜小于柱截面塑性屈服承載力的1.2倍。

?柱腳錨栓不宜用以承受柱底水平剪力，柱底剪力應由鋼底板與基礎間的摩擦力（摩擦系數(shù)0.4）或設置抗剪鍵（當柱腳與柱間支撐連接時，不論計算是否需要，都必須設置剪力鍵以可靠抵抗水平地震作用）及其他措施承擔；

?當?shù)卣鹆^大時，建議改用其他柱腳形式。

3、《鋼標》相關條文規(guī)定

?對容易銹蝕的環(huán)境，錨栓應按計算面積為基準預留適當腐蝕量；

?柱腳錨栓應可靠固定，柱腳錨栓應有足夠的埋置深度，當埋置深度受限或錨栓在混凝土中的錨固長度較長時，可設置錨板或錨梁。

?錨栓可采用Q235或Q345 鋼制作；除計算要求外，錨栓長度、直徑還需滿足相應構造要求，且應采用雙螺母。

4、《高鋼規(guī)》規(guī)定，高層民用建筑的鋼柱應采用剛接柱腳，抗震等級三級及以上，錨栓截面面積不宜小于鋼柱下端截面積的20%。

5、《門規(guī)》規(guī)定，當柱腳剛接時，錨栓的面積不應小于柱子截面面積的0.15倍。

6、《鋼標》規(guī)定

?對鉸接柱腳，柱腳底板厚度不宜小于20mm，且不應小于鋼柱翼緣厚度。

?錨栓一般僅起到安裝過程中固定的作用，因此錨栓的直徑通常根據(jù)其與鋼柱板件的厚度和底板厚度相協(xié)調(diào)的原則來確定，一般可在20～42mm的范圍內(nèi)選擇，且不宜小于20 mm；

?對剛接柱腳，柱腳底板厚度不宜小于30mm，且不應小于鋼柱翼緣厚度；

?剛性柱腳的錨栓不僅起到安裝過程固定的作用，且在柱腳彎矩下承受拉力，剛性柱腳的錨栓直徑和數(shù)量應由計算確定，直徑不應小于24mm。

?三級及以上抗震等級時，錨栓截面面積不宜小于鋼柱下端截面面積的20%。

7、外露式柱腳底板下宜設置50mm厚的二次澆灌層，采用不低于C40（應比基礎混凝土強度等級高一級）的無收縮細石混凝土壓力灌注。

當?shù)装宄叽巛^大時，為保證二次灌注層充滿緊密，應事先在底板上開設90mm左右排氣孔，其數(shù)量一般為每平方米底板面積上1-2個。

外露式柱腳既是實際檢測鑒定項目中經(jīng)常遇到的節(jié)點，又是鋼結構工程中的重要節(jié)點，承擔著柱根部軸力、剪力、彎矩內(nèi)力傳遞的功能，因此結構鑒定工作中正確地鑒別柱腳現(xiàn)狀與計算假定（剛接或鉸接）是否相吻合是重要工作之一。在此基礎上才能建立與其結構現(xiàn)狀一致的結構計算模型，才能保證結構計算模型的合理性、計算結果的準確性。

相關文獻指出，一般的外露式柱腳，從力學的角度看，作為半剛性考慮更加合適，故實際工程中外露式柱腳大多設計成鉸接柱腳。雖然相關鋼結構設計手冊給出了剛接、鉸接的典型做法圖例，但在實際工程中無論遇到的柱腳外形多么相似，或者是一些糾結的做法，在判斷外露式柱腳的類型時，尤其是相對鉸接類型要求更高的剛接柱腳時，不能僅通過柱腳外觀簡單斷定柱腳類型，需經(jīng)驗算柱腳各部件及連接承載力是否滿足計算假定對應的標準規(guī)范要求，還需要檢查分析其是否滿足與之類型相匹配的相關構造要求；此外考慮到關于柱腳錨栓的抗剪要求等各標準規(guī)定還有所不同，檢測鑒定人員在工程項目中應注意識別各領域的需求，具體建構筑物檢測鑒定時還需遵循其所屬范圍相應規(guī)定。