钢结构设计原理

偏心受压柱脚同时传递轴力$N$与弯矩$M$（及剪力）。按构造与计算可分为铰接柱脚与刚接柱脚：铰接柱脚主要传轴力与剪力，弯矩很小；刚接柱脚须能向基础传递弯矩。

柱脚底板将柱端应力扩散到混凝土基础。底板面积由基础混凝土承压强度控制：平均或边缘最大压应力不超过混凝土轴心抗压强度设计值（并考虑局部承压）。底板厚度由弯矩作用下的板弯曲计算确定。

当偏心较大、底板一侧出现拉应力时，拉力由锚栓承担。锚栓按受拉（及必要抗剪）设计，并满足锚固长度、垫板与螺母构造。受压侧仍由底板对混凝土的压力传递。

靴梁（两块竖向钢板）与柱翼缘、底板焊接，用于放大柱端、加强底板抗弯并参与锚栓区传力。靴梁间常设加劲肋与隔板，形成传力骨架。

锚栓不宜用于承受剪力；水平剪力宜由底板与混凝土间摩擦力、抗剪键（栓钉、短钢梁）或周围约束传递。计算摩擦力时用压力与摩擦系数，压力取轴力等有利组合时须谨慎。

铰接柱脚常用底板+锚栓（锚栓靠近柱轴线），构造上减弱抗弯刚度；刚接柱脚采用较大底板、靴梁、外侧锚栓及加劲肋，保证弯矩顺利下传。计算简图须与柱脚实际刚度相符。

底板厚度计算可将底板分区视作三边支承或悬臂板，按最大弯矩求$t\ge\sqrt{6M/f}$一类公式确定。靴梁、加劲肋可减小底板计算跨度，从而减薄底板。

设计步骤：①确定柱脚$N$、$M$、$V$；②判别铰接/刚接；③初选底板尺寸验算混凝土承压；④若有拉力则设计锚栓；⑤计算底板厚与靴梁、加劲肋；⑥验算焊缝与抗剪构造；⑦与基础预埋件配合。