钢结构柱脚按结构的内力分析，可大体分为铰接柱脚和刚接柱脚两大类。但是，在工程实际应用中，介于两者之间的半刚性固定柱脚的情况也是常有的，即使作为铰接柱脚和刚性固定柱脚的处理，实际上也并不是理想的铰和完全的刚接。
钢结构柱与基础连接处的柱脚构造是否合理，对于结构底部的内力传递十分重要。柱脚设计中柱脚锚栓的设置是很关键的一环，上部结构传到柱底的压力通过底板与基础的接触面直接传到基础，而上部结构传到柱底的拉力只能通过柱脚锚栓传递到基础中。因此锚栓会承受很大的拉力，锚栓的规格及埋置深度对于锚栓受力的充分发挥至关重要。
柱脚锚栓的锚固长度取值，一直以来是困扰结构设计人员的问题，因为各规范及手册等资料对于柱脚锚栓的锚固长度规定都不协调。
下面我们就来看看各规范和手册对于柱脚锚栓的构造及锚固是如何规定的。
01．首先是【钢结构设计标准】GB50017-2017中的规定 。
这是关于锚栓最新的规定，分外露式和外包式两种。
1）、12.7.6条是对外露式锚栓的规定，正文规定如下：柱脚锚栓应有足够的埋置深度，当埋置深度受限或锚栓在混凝土中的锚固较长时，则可设置锚板或锚梁。
条文说明对外露式柱脚锚栓的规定如下：
非受力锚栓宜采用Q235B 钢制成，锚栓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。
2）、12.7.7条第3款是对外包式柱脚锚栓的规定：柱脚锚栓应按构造要求设置，直径不宜小于16mm ，锚固长度不宜小于其直径的20 倍；
老规范【钢结构设计规范】GB50017-2003，是对锚栓受力原理的原则性规定。在第8.4.14条：柱脚锚栓埋置在基础中的深度，应使锚栓的拉力通过其和混凝土之间的粘结传力。当埋置深度收到限制时，则锚栓应牢固地固定在锚板或锚梁上，以传递锚栓的全部拉力，此时锚栓与混凝土之间的粘结力可不予考虑。
02．第二是最新的【高层民用建筑钢结构技术规程】JGJ99-2015 。
在8.6节钢柱脚中，8.6.1条第4款规定：钢柱柱脚的底板均应布置锚栓按抗弯连接设计（图8.6.13 ），
图8.6.13
锚栓埋人长度不应小于其直径的25 倍，锚栓底部应设锚板或弯钩，锚板厚度宜大于1. 3 倍锚栓直径。
03．第三是【门式钢架轻型房屋钢结构技术规范】GB51022-2015。
在第10.2.15条第4款：柱脚锚栓应采用Q235或Q345钢制作。锚栓端部应设置弯钩或锚件，且应符合现行国家标准【混凝土结构设计规范】GB50010的相关规定。锚栓的最小锚固长度la（投影长度）应符合表10.2.15的规定，且不应小于200mm。锚栓直径d不宜小于24mm，且应采用双螺母。
表10.2.15锚栓的最小锚固长度
这个规定算是比较详细的，我们按混凝土规范的公式计算，Q235锚栓的抗拉强度是140N/mm2，Q345锚栓的抗拉强度是180N/mm2，我们按光圆钢筋公式计算，以C25为例。
Q235：
La=α fy/ft d=0.16x140/1.27d=17.63d，和表格中20d接近，
Q345：
La=α fy/ft d=0.16x180/1.27d=22.68d，和表格中25d接近。
04．第四是【钢结构设计手册】第四版第10.4.6条，对门式刚架柱脚的规定比较详细：
其中对锚栓的规定如下：
锚栓的基本锚固长度La为：当锚栓采用Q235 钢时，对于C15 混凝土基础，取25d ；对于C20 混凝土基础，取20d, (d 为锚栓直径）。当锚栓采用Q345 钢时，对于C15混凝土基础，取30d ；对于C20 混凝土基础，取25d。
现在混凝土一般是C30了，最小C25，按Q345的，按最长的25d，和高钢规里的25d一致了。
钢结构设计手册对柱脚锚栓的构造规定是比较详细的。
1）柱底板的锚栓孔径为（1.2~ 1.5）倍的锚栓直径，但孔径不宜大于栓径12mm以上，待柱子安装定位后，将柱底板上面的加强垫板用角焊缝围焊在底板上，角焊缝高度约为加强垫板厚度的一半。加强垫板边长为（ 2.5 ～3.0 ）倍的锚栓直径，厚度取0.5 倍的柱底板厚度，中心开孔径比锚栓直径大1.5 ～ 2.0mm；当柱脚外露时，柱底板上面的螺母需采用双螺母以防松动。
2）锚栓的基本锚固长度La为：当锚栓采用Q235 钢时，对于C15 混凝土基础，取25d ；对于C20 混凝土基础，取20d (d 为锚栓直径）。当锚栓采用Q345 钢时，对于C15混凝土基础，取30d ；对于C20 混凝土基础，取25d。
3）锚栓下端锚固构造：当锚栓规格小于M42 时，端部做长度为4d 的90°弯钩；当锚栓规格不小于M42 时，端部采用锚板加标准垫圈加标准螺母方式。锚板厚度约取锚栓直径的一半，边长取2.5 倍锚栓直径，中心处开孔，孔径比锚栓直径大2mm，攻丝扣长度约为2.5 倍的锚栓直径。当采用本款规定的锚板锚固构造措施后，锚栓的预埋锚固长度可减至基本锚固长度La的60% 。
4）锚栓顶部攻标准丝扣，攻丝长度La≈5 倍的锚栓直径+ 120mm。其中，柱底板下面的螺母功能是支承柱子的自重并通过旋动螺母调节柱子安装标高；柱底板下面的垫板厚度及开孔尺寸与柱底板上面的加强垫板相同，但边长可取3 倍的锚栓直径。
5）柱底板混凝土砂浆灌浆层厚： 当锚栓规格小于M42 时，柱底板混凝土砂浆灌浆层厚度可取70mm ；当锚栓规格不小于M42 时，混凝土砂浆灌浆层厚度宜取100mm。
6）首榀刚架柱子安装时，对于铰接柱子，宜在柱子的四角采用钢垫块，加塞必要的楔块填实，使柱子稳固。当已安装好风缆绳，且后续刚架安装均与之连接具有抗风保障时，可不用对柱底四角采用钢垫块。
05．【钢结构连接节点设计手册】第五版 ，第350页是铰接柱脚的锚栓规定。
1）. 铰接柱脚的锚栓仅作安装过程的固定之用，因此锚栓的直径通常根据其与钢柱板件厚度和底板厚度相协调的原则来确定；一般可在20~42mm 的范围内采用，且不宜小于20mm 。锚栓的数目常采用2 个或4 个，同时尚应与钢柱的截而形式、截面大小及安装要求相协调。其布置形式通常如下图所示。
铰接柱脚示例1
铰接柱脚示例2
2）.锚栓应设置弯钩或锚板、锚梁， 此时其锚固长度一般不宜小于25d (d 描栓直径）。
柱脚底板的锚栓孔径，宜取锚栓直径加5~10mm; 锚栓垫板的铀栓孔径，取锚栓直径加2mm。锚栓垫板的厚度通常取与底板厚度相同。
3).在柱子安装校正完毕后，应将锚栓垫板与底板相焊牢，焊脚尺寸不宜小于10mm; 锚栓应采用双螺母紧固；为防止螺母松动，螺母与铀栓垫板尚应进行点焊。埋设锚栓时，一般宜采用锚栓固定架，以保证锚栓位置的正确。
4）. 在铰接柱脚中，锚栓通常不能用以承受柱脚底部的水平剪力。而柱脚底部的水平剪力应由柱脚底板与其下部的混凝土或水泥砂浆之间的摩擦力来抵抗。此时，其摩擦力Vfb（抗剪承载力）应符合下式的要求。即
Vfb=0.4N≥V
当不能满足上式要求时，可按图下图所示的形式设置抗剪键。
抗剪连接件设置图示
综合上述规范及手册的规定，结合实际工程常用的做法。建议在实际工程中，锚栓的锚固长度可取25d（直锚长度）+4d（弯钩长度），可满足各规范和手册的规定。
最后感谢您的阅读，希望本文能使您对柱脚锚栓的规定有比较深入的了解。
