混凝土与钢复合柱设计(design of concrete and steel compound column)

混凝土柱系统设计的组成部分。混凝土与钢复合柱是用于高大单层厂房的上阶为钢、下阶为混凝土的阶形柱。这种柱与全钢柱相比，可以节约钢材；与全混凝土柱相比，可以减轻柱重，有利于施工吊装。此外，由于上阶为钢柱，柱顶与屋架的连接，既可采用铰接，也可采用刚接，比全混凝土柱与屋架的连接只能采用铰接要灵活。

复合柱接头图

a-整体式钢柱脚；b-分离式钢柱脚；c-分离式钢柱脚复合柱接头图

1-钢柱；2-锚栓；3-肩梁；4-抗剪钢板；5-工地焊缝；6-高标号水泥砂浆

这种柱的上阶柱与下阶柱的连接接头为该柱的关键，直接影响柱的整体工作性能，设计时必须慎重选择接头型式。接头型式有整体式钢柱脚(图中a和分离式钢柱脚(图中b)两种。分离式钢柱脚的连接接头构造如图中c所示，其主要特点为：在上柱荷载作用下，接头处拉、压承力界限分明，受力明确；压力由接触面砂浆传递；拉力由锚栓承受；地震等水平力由抗剪钢板承受。下柱顶部肩梁基本不受弯，截面尺寸由构造需要确定。

进行钢与混凝土复合柱计算时，上、下阶柱分别采用各自的刚度，并按钢结构和混凝土结构设计规范验算上、下阶柱的截面强度。

接头处二次灌浆层需采用低水灰比的高标号水泥砂浆填塞严密，以减少收缩。锚栓要达到设计要求的预紧力，以保证复合柱的整体性能。

20世纪50年代，中国机械工业厂房的设计曾采用整体式钢柱脚复合柱；60年代中叶，在中国冶金工业厂房的设计中开始采用分离式钢柱脚复合柱，并先后将其用于设有大吨位重级工作制吊车的炼钢厂厂房。这些厂房经20年重级工作制吊车频繁运转和地震的考验证明，复合柱的强度、刚度和接头受力性能良好，是适用于大型冶金工业厂房的一种结构型式。