關於鋼結構外露柱基的抗震效能設計，我們先來看看2024年一級註冊結構工程師職業考試的乙個真實問題：
答題流程如下：根據《鋼材標準》表172.2-1、規則結構塑性耗能區的承載效能係數為11、承重效能等級可為1級效能。 根據鋼材標準表171.4-2、當效能為1級時，可對結構構件進行最低延性等級分級。 根據鋼材標準171.4.3-3.當構件的承載力達到延性等級時，可以忽略機構控制檢查。 根據鋼材標準171.4 條款說明，鋼標誌第 17 號2.第4條 第17條2.第十二條是機構控制檢查的具體規定（其中第十七條2.9.第4條是柱基極限承載力的規定，即本專題的陳述）。總之，這個問題的答案是（c）。
接下來，我們來看看外露柱基的抗震效能設計，三位設計同行都關心：
問題一：外露柱基抗震效能設計在什麼情況下適用？
根據《鋼標準》第181頁、第184頁的規定，我個人了解到，在低強度地區，單層工業廠房或多層鋼框架結構採用低延性-高承載力設計思路，柱基採用裸露式，同時有減小地腳螺栓直徑和數量的預期工程（當外露柱基考慮抗震極限承載力時， 地腳螺栓的數量和直徑將增加更多），可以考慮外露柱基的抗震效能設計。
問題二：如何進行裸露柱基抗震效能設計的實際操作？
鋼痕“ 171.4.給出了抗震效能設計的基本步驟和方法，這裡不再贅述。 鋼痕“ 172.3、給出元器件效能設計公式
下面以YJK為例，給出具體的地腳螺栓效能設計步驟，背景條件為：01G、單層工業廠房，輕型屋面，立柱底座規劃為外露式立柱底座及效能設計，主體及地腳螺栓材料均為Q235B。
步驟1：按常規設計方法，確定外露柱基的截面尺寸和形狀，當地腳螺栓不考慮極限承載力校核時，M24即可滿足。
地腳螺栓的常規抗拉承載力檢查：
控制內力：n=8309 kn，mx=110.21 kn*m，my=0.00 kn*m
單錨最大拉力 nt：4466 kn
單個地腳螺栓（M24、Q235B）的抗拉承載力設計值為NTB：4935 kn
nt=44.66 <= ntb=49.35、滿足地腳螺栓的抗拉承載能力。
步驟2：將原常規模型改為按抗震設防整體效能設計，假設效能等級為4級，假設延性等級為，框架梁柱指定為耗能構件。 上述假設和規範的目的是找出每個元件的塑料耗能區實際效能係數的最小值
檢查各元件的計算結果，效能元件的最低係數為上列，其效能係數=207。然後按“鋼製標準”。 2.2-10 和表 172.2-3、柱基效能係數應不小於262：
步驟3：對原設防介質地震的整體效能進行設計模型，修改耗能組分的係數和非耗能組分的內力調節係數e，使二者的乘積即為步驟2中計算的柱基2的效能係數如圖62所示，該框架柱隨後被指定為非耗能構件。 上述修改和指定的目的是獲得柱基設防中抗震內力效能SE2的綜合值。
步驟4：SE2為步驟3得到的柱基設防抗震內力效能的組合值，地腳螺栓為m30（地腳螺栓承載力標準值按鋼筋FY=225N mm2的屈服強度計算）。
地腳螺栓中抗震抗拉承載力校核：
控制內力：n=6200 kn，mx=245.00 kn*m，my=4.50 kn*m
單錨最大拉力nt：11772 kn
單根地腳螺栓（M30，Q235B，561mm2）抗拉承載力標準值 NTB：1262 kn
nt=117.72 < ntb=126.2、滿足地腳螺栓的抗拉承載能力。
問題3：採用抗震效能設計考慮外露柱基的極限承載力是否更經濟？
答案不一定，以這個例子為例，用鋼結構計算工具箱得到，在考慮柱基的極限承載力時，地腳螺栓可以滿足M27。
立柱底座（M27地腳螺栓）極限承載力檢查結果：
連通性係數 j = 11
柱基最大軸向力與軸向屈服能力之比：n ny = 000
柱基繞x軸μ的極限抗彎能力：31787 kn*m
考慮軸向力影響的柱基繞x軸塑性抗彎承載力MPC：28607 kn*m
計算柱基繞x軸的極限抗彎承載力，滿足mu>= j*mpc的要求
柱基繞y軸μ的極限抗彎能力：7366 kn*m
考慮軸向力影響的柱基繞y軸塑性抗彎承載力mpc：4652 kn*m
計算柱基繞y軸的極限抗彎承載力，滿足mu>= j*mpc的要求