埋柱基础计算公式
8.6.4 预埋柱脚设计应符合下列规定： 1 柱脚轴压由柱脚底板直接传递至基础。柱脚底板下方的混凝土应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010进行校核。属部分承压，承压面积为底板面积。 2 抗震设计时钢结构柱脚，基础顶面可能有塑性铰的柱脚，应按预埋钢柱在轴力和作用下的侧向应力分布（图8.6.4-1）进行校核。基础混凝土的弯矩。极限弯曲能力。预埋柱脚的极限弯曲承载力不应小于钢柱的全塑性弯曲承载力；极限弯曲承载力对应的剪力不应大于钢柱的全塑性剪承载力，并应按下式校核计算：
式中：Mu——柱脚预埋件极限抗弯承载力（N·mm）； Mpc——考虑轴力影响时钢柱截面的全塑性抗弯承载力（N·mm），按本规范第8.1.5条的规定计算； l——基础顶面至钢柱拐点的距离（mm），可取柱脚所在层高的2/3； bc——垂直于弯矩作用方向的柱体宽度，H形截面柱应取等效宽度（mm）； hB——钢柱脚埋入深度（mm）； fck——基础混凝土抗压强度标准值（N/mm2）； α——连接系数按本条表8.1.3的规定采用。
图8.6.4-1 预埋柱脚混凝土侧向应力分布
3 当采用箱形柱、圆柱柱时，预埋柱脚的结构应符合下列规定： 1) 对于截面宽厚比或径厚比较大的箱形柱、圆柱柱，应采取措施应采取措施防止预埋件混凝土在侧压作用下被压碎。常用的方法是填充混凝土（图8.6.4-2b）；或在靠近基础顶面处设置内隔墙或外隔墙（图8.6.4-2c、d）。 2）隔墙厚度应根据计算确定，外隔墙的延伸长度不应小于柱边长（或管径）的1/10。对于有抗拉拔要求的预埋柱脚，可在预埋件内设置螺柱（图8.6.4-2a）。
图8.6.4-2 预埋柱脚压拔结构1-浇注孔； 2-基础顶面
4、抗震设计时，基础顶面钢柱可设置塑性铰。支脚埋入混凝土基础的边（角）柱必须采用U型钢加固。 U型钢的用量可按下式计算。钢筋数量： 1） 当柱脚受到由内向外作用的剪力时（图8.6.4-3a）：
2）当柱脚受到由外向内作用的剪力时（图8.6.4-3b）：
式中：Mu——U型筋提供的柱脚预埋件的横向极限抗弯承载力（N·mm），可取Mpc； Ty——U型钢筋的抗拉能力（N/mm2），Ty=Atfyk，At为U型钢筋的横截面积（mm2）之和，fyk为U型钢筋的标准强度值异形钢筋（N/mm2）； fck——基础混凝土抗压强度标准值（N/mm2）； a——U型筋合成点至基础上表面或柱底板下表面的距离（mm）（图8.6.4-3）； l——基础顶面至钢柱拐点的距离高度（mm），可取柱脚所在层高的2/3； hB——钢柱脚埋入深度（mm）； bc——垂直于弯矩作用方向的柱尺寸（mm）。
图8.6.4-3 预埋钢柱脚U型筋计算图
8.1.5 计算构件拼接和柱基础时，应考虑轴力对构件抗弯承载力的影响。构件的全塑性弯曲承载力Mp应按下列规定用Mpc代替： 1 H形截面和箱形截面构件应符合下列规定：
式中：N——构件轴向力设计值（N）； Ny——构件的轴向屈服承载力（N）； A——H形截面或箱形截面构件的横截面积（mm2）； Aw——构件腹板截面积（mm2）； fy——构件腹板钢的屈服强度（N/mm2）。
公式反演
根据高钢规第8.6.4-3条规定，影响柱脚预埋件极限抗弯承载力Mu的因素有多种。
(1)柱脚外混凝土标号 (2)柱脚钢架宽度 (3)柱脚钢架埋深。 (4)柱脚所在楼层的高度。
对于钢柱截面尺寸的确定，基本确定了（1）、（2）、（4）三个条件。根据高钢规第8.6.4-3条，可推算出柱脚钢骨的埋置深度。计算值
hB≥Mu/(fck*bc*l)+√2*√（Mu/(fck*bc*l)）*√（Mu/(fck*bc*l)+2l）
从公式中可以看出，（1）柱脚外部混凝土标号增加，柱脚埋深减小（2）柱脚处钢架宽度增加，柱脚埋深减小柱脚减小。
可见，反演的埋深一般小于结构所需的埋深。预埋柱脚的抗震性能验证一般比较容易满足，这意味着通常不需要计算钢柱的极限抗弯承载力。
柱脚纵向钢筋和箍筋配置
《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-2015没有对埋柱脚部纵向钢筋的计算要求。
国家标准图册《多层及高层民用建筑钢结构节点详细结构图》16G519中，对于埋地柱脚，要求柱脚处主筋的配置根据柱脚底部弯矩设计值。具体计算方法可参考李兴荣等人编写的《钢结构连接节点设计手册》（第四版）第8-117条。埋设钢柱周围设置的垂直纵向主筋宜位于与弯矩作用平面垂直的点上。拉伸侧和压缩侧对称配置。
8-108 为保证预埋钢柱与钢筋混凝土基础或基础梁的完整性，预埋钢柱处的钢筋应符合下列要求：
(1)预埋钢柱周围布置的竖向纵向主筋应按第8-117条的要求确定钢结构柱脚，并应满足最低含钢量(≥0.2%)的要求，钢筋不应小于4φ22，上端应设挂钩；竖向纵向主筋的锚固长度la（钢柱脚板底部以下埋深）不应小于35d（d钢筋直径）；当竖向纵向主筋中距大于200mm时，应增设直径为φ6的竖向纵向拉杆；埋地顶部应设置不小于3φ12@50的加强箍筋；一般箍筋为d10@100。
(2)预埋钢柱时，基础梁主筋必须固定在钢柱外侧及竖向纵向主筋上，并在弯曲、伸缩处配置3φ12@50钢筋箍筋。基础梁水平方向的主筋。
(3)角柱或必要时，预埋钢柱周围宜配置双层垂直纵向主筋和组合箍筋。
钢筋外混凝土保护层
根据《组合结构设计规范JGJ 138-2016》第6.5.8条规定，型钢混凝土柱预埋柱脚，型钢底板厚度不应小于型钢翼缘厚度。柱脚，不应小于25mm。
6.5.9 钢混凝土柱预埋柱脚，预埋范围及上层钢翼缘、腹板宜设置螺柱。螺柱直径不应小于19mm，水平、垂直间距不应大于200mm。 ，螺柱释放钢法兰板的边缘不应小于50mm，且不应大于100mm。
6.5.10 钢混凝土柱预埋柱脚，基础内伸入钢筋外侧的混凝土保护层最小厚度，中心柱不应小于180mm，且不应小于250mm。边柱和角柱的毫米（图6.5.10）。
图6.5.10 预埋柱底座混凝土保护层厚度
《高层民用建筑钢结构技术规程JGJ 99-2015》第8.6.1条：
3 钢柱预埋柱脚预埋于混凝土基础中（图8.6.1-1c）。 H形截面柱的埋深不应小于钢柱截面高度的2倍。箱形柱埋深不应小于柱截面长边的2.5倍，圆柱形柱埋深不应小于柱外径的3倍；钢柱脚板应设有地脚螺栓与下部混凝土连接。钢柱预埋件侧面混凝土保护层厚度要求（图8.6.1-2a）：C1不应小于钢柱弯曲方向截面高度的一半，并应不小于250mm，C2不小于钢柱弯曲方向截面高度。 2/3，且不小于400mm。
钢柱预埋件的四个角应设置竖向钢筋，周围应设置箍筋。箍筋直径不宜小于10mm，间距不宜大于250mm；边柱和角柱脚处，预埋件的顶部和底部不应设置U型钢（图8.6.1-2b），且U型钢的开孔应向内； U型钢筋的锚固长度应从钢柱内侧开始计算，锚固长度（la、laE）应按现行国家标准《混凝土》《结构设计规范》的相关规定按GB 50010测定。预埋柱表面应设有螺栓。
图8.6.1-2 预埋柱脚1U型加强筋的其他结构要求（2根）
混凝土基础之上，钢柱应设置水平加强筋。当箱柱墙板宽厚比大于30时，埋地部分顶部应设置隔板；当混凝土填充至距基础顶部箱形截面高度1倍时，也可在箱形柱埋地部分填充混凝土。 ，埋地部分顶部无需隔板。
