鋼結構柱腳按結構的內力分析，可大體分為鉸接柱腳和剛接柱腳兩大類。但是，在工程實際套用中，介於兩者之間的半剛性固定柱腳的情況也是常有的，即使作為鉸接柱腳和剛性固定柱腳的處理，實際上也並不是理想的鉸和完全的剛接。
鋼結構柱與基礎連線處的柱腳構造是否合理，對於結構底部的內力傳遞十分重要。柱腳設計中柱腳錨栓的設定是很關鍵的一環，上部結構傳到柱底的壓力透過底板與基礎的接觸面直接傳到基礎，而上部結構傳到柱底的拉力只能透過柱腳錨栓傳遞到基礎中。因此錨栓會承受很大的拉力，錨栓的規格及埋置深度對於錨栓受力的充分發揮至關重要。
柱腳錨栓的錨固長度取值，一直以來是困擾結構設計人員的問題，因為各規範及手冊等資料對於柱腳錨栓的錨固長度規定都不協調。
下面我們就來看看各規範和手冊對於柱腳錨栓的構造及錨固是如何規定的。
01．首先是【鋼結構設計標準】GB50017-2017中的規定 。
這是關於錨栓最新的規定，分外露式和外包式兩種。
1）、12.7.6條是對外露式錨栓的規定，正文規定如下：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較長時，則可設定錨板或錨梁。
條文說明對外露式柱腳錨栓的規定如下：
非受力錨栓宜采用Q235B 鋼制成，錨栓在混凝土基礎中的錨固長度不宜小於直徑的20 倍。當錨栓直徑大於40mm 時，錨栓端部宜焊錨板，其錨固長度不宜小於直徑的12 倍。
2）、12.7.7條第3款是對外包式柱腳錨栓的規定：柱腳錨栓應按構造要求設定，直徑不宜小於16mm ，錨固長度不宜小於其直徑的20 倍；
老規範【鋼結構設計規範】GB50017-2003，是對錨栓受力原理的原則性規定。在第8.4.14條：柱腳錨栓埋置在基礎中的深度，應使錨栓的拉力透過其和混凝土之間的粘結傳力。當埋置深度收到限制時，則錨栓應牢固地固定在錨板或錨梁上，以傳遞錨栓的全部拉力，此時錨栓與混凝土之間的粘結力可不予考慮。
02．第二是最新的【高層民用建築鋼結構技術規程】JGJ99-2015 。
在8.6節鋼柱腳中，8.6.1條第4款規定：鋼柱柱腳的底板均應布置錨栓按抗彎連線設計（圖8.6.13 ），
圖8.6.13
錨栓埋人長度不應小於其直徑的25 倍，錨栓底部應設錨板或彎鉤，錨板厚度宜大於1. 3 倍錨栓直徑。
03．第三是【門式鋼架輕型房屋鋼結構技術規範】GB51022-2015。
在第10.2.15條第4款：柱腳錨栓應采用Q235或Q345鋼制作。錨栓端部應設定彎鉤或錨件，且應符合現行國家標準【混凝土結構設計規範】GB50010的相關規定。錨栓的最小錨固長度la（投影長度）應符合表10.2.15的規定，且不應小於200mm。錨栓直徑d不宜小於24mm，且應采用雙螺母。
表10.2.15錨栓的最小錨固長度
這個規定算是比較詳細的，我們按混凝土規範的公式計算，Q235錨栓的抗拉強度是140N/mm2，Q345錨栓的抗拉強度是180N/mm2，我們按光圓鋼筋公式計算，以C25為例。
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【鋼結構設計手冊】第四版第10.4.6條，對門式剛架柱腳的規定比較詳細：
其中對錨栓的規定如下：
錨栓的基本錨固長度La為：當錨栓采用Q235 鋼時，對於C15 混凝土基礎，取25d ；對於C20 混凝土基礎，取20d, (d 為錨栓直徑）。當錨栓采用Q345 鋼時，對於C15混凝土基礎，取30d ；對於C20 混凝土基礎，取25d。
現在混凝土一般是C30了，最小C25，按Q345的，按最長的25d，和高鋼規裏的25d一致了。
鋼結構設計手冊對柱腳錨栓的構造規定是比較詳細的。
1）柱底板的錨栓孔徑為（1.2~ 1.5）倍的錨栓直徑，但孔徑不宜大於栓徑12mm以上，待柱子安裝定位後，將柱底板上面的加強墊板用角焊縫圍焊在底板上，角焊縫高度約為加強墊板厚度的一半。加強墊板邊長為（ 2.5 ～3.0 ）倍的錨栓直徑，厚度取0.5 倍的柱底板厚度，中心開孔徑比錨栓直徑大1.5 ～ 2.0mm；當柱腳外露時，柱底板上面的螺母需采用雙螺母以防松動。
2）錨栓的基本錨固長度La為：當錨栓采用Q235 鋼時，對於C15 混凝土基礎，取25d ；對於C20 混凝土基礎，取20d (d 為錨栓直徑）。當錨栓采用Q345 鋼時，對於C15混凝土基礎，取30d ；對於C20 混凝土基礎，取25d。
3）錨栓下端錨固構造：當錨栓規格小於M42 時，端部做長度為4d 的90°彎鉤；當錨栓規格不小於M42 時，端部采用錨板加標準墊圈加標準螺母方式。錨板厚度約取錨栓直徑的一半，邊長取2.5 倍錨栓直徑，中心處開孔，孔徑比錨栓直徑大2mm，攻絲扣長度約為2.5 倍的錨栓直徑。當采用本款規定的錨板錨固構造措施後，錨栓的預埋錨固長度可減至基本錨固長度La的60% 。
4）錨栓頂部攻標準絲扣，攻絲長度La≈5 倍的錨栓直徑+ 120mm。其中，柱底板下面的螺母功能是支承柱子的自重並透過旋動螺母調節柱子安裝標高；柱底板下面的墊板厚度及開孔尺寸與柱底板上面的加強墊板相同，但邊長可取3 倍的錨栓直徑。
5）柱底板混凝土砂漿灌漿層厚： 當錨栓規格小於M42 時，柱底板混凝土砂漿灌漿層厚度可取70mm ；當錨栓規格不小於M42 時，混凝土砂漿灌漿層厚度宜取100mm。
6）首榀剛架柱子安裝時，對於鉸接柱子，宜在柱子的四角采用鋼墊塊，加塞必要的楔塊填實，使柱子穩固。當已安裝好風纜繩，且後續剛架安裝均與之連線具有抗風保障時，可不用對柱底四角采用鋼墊塊。
05．【鋼結構連線節點設計手冊】第五版 ，第350頁是鉸接柱腳的錨栓規定。
1）. 鉸接柱腳的錨栓僅作安裝過程的固定之用，因此錨栓的直徑通常根據其與鋼柱板件厚度和底板厚度相協調的原則來確定；一般可在20~42mm 的範圍內采用，且不宜小於20mm 。錨栓的數目常采用2 個或4 個，同時尚應與鋼柱的截而形式、截面大小及安裝要求相協調。其布置形式通常如下圖所示。
鉸接柱腳範例1
鉸接柱腳範例2
2）.錨栓應設定彎鉤或錨板、錨梁， 此時其錨固長度一般不宜小於25d (d 描栓直徑）。
柱腳底板的錨栓孔徑，宜取錨栓直徑加5~10mm; 錨栓墊板的鈾栓孔徑，取錨栓直徑加2mm。錨栓墊板的厚度通常取與底板厚度相同。
3).在柱子安裝校正完畢後，應將錨栓墊板與底板相焊牢，焊腳尺寸不宜小於10mm; 錨栓應采用雙螺母緊固；為防止螺母松動，螺母與鈾栓墊板尚應進行點焊。埋設錨栓時，一般宜采用錨栓固定架，以保證錨栓位置的正確。
4）. 在鉸接柱腳中，錨栓通常不能用以承受柱腳底部的水平剪力。而柱腳底部的水平剪力應由柱腳底板與其下部的混凝土或水泥砂漿之間的摩擦力來抵抗。此時，其摩擦力Vfb（抗剪承載力）應符合下式的要求。即
Vfb=0.4N≥V
當不能滿足上式要求時，可按圖下圖所示的形式設定抗剪鍵。
抗剪連線件設定圖示
綜合上述規範及手冊的規定，結合實際工程常用的做法。建議在實際工程中，錨栓的錨固長度可取25d（直錨長度）+4d（彎鉤長度），可滿足各規範和手冊的規定。
最後感謝您的閱讀，希望本文能使您對柱腳錨栓的規定有比較深入的了解。
