钢结构计算表格-钢牛腿设计
钢结构牛腿计算
牛腿计算1. 输入已知条件：输入牛腿材料16Mn输入荷载N330kN输入牛腿截面500x250x8x12h500mmbf250mmtw8mmtf12mm 输入e450mm输入d150mm输入h1350mm输入h2150mm 2. 抗弯强度检验计算惯性矩I=(bf*h^3-(bf-tw)*(h-429188117.3mm^4计算抗弯截面模量W=2*I/h1716752.5mm^3计算根部弯矩M=N*e148500000N-mm弯曲应力计算s=M/W86.50N/mm^2s<315OK!2. 抗剪强度检验计算受力处截面高h3=h1+h2*d/(d+e)387.50mm计算惯性矩Is =(bf*h3^3-(bf-tw)*(h3-2*tf)^3)/12243592423.6mm^4计算静面矩S =bf*tf*(h3-tf)/2+(h3/2-tf)^2*tw/2695382.25mm^3计算最大剪应力t=N*s/(tw*I1)117.76N/mm^2t<185OK!3. 组合应力强度检验腹板平均剪应力t1=N/(tw*(h-2*tf))86.66N/mm^2腹板边缘弯曲应力s1=s*(h-2*tf)/h82.35N/mm^2腹板边缘折算应力s(max)=SQRT(s^2+3*t^2)171.20N/mm^2s<315OK!4. 焊缝计算翼板焊缝所受拉力F=s*tf*bf259501.6N焊接材料强度s2200.0N/mm^2翼板焊缝高度hf1=F/(0.7*(2*(bf+tf)-tw)*s2)3.6mm选用翼板焊缝高度hf16mm腹板焊缝高度hf2=N/(2*0.7*(h-2*tf)*s2) 2.5mm选用腹板焊缝高度hf26mm。
钢牛腿计算
一、计算资料（灰色为修改内容）牛腿尺寸（单位：mm）上翼缘宽bf1300上翼缘厚t110腹板宽ts8下翼缘宽bf2200下翼缘厚t210腹板高度hw180荷载竖向压力设计值F=80kN柱边与竖向压力距离e=0.5m 材料钢材为Q235-B焊条为E43焊接形式手工焊焊缝质量三级角焊缝焊角尺寸hf(mm)=10牛腿翼缘和柱的连接采用对接焊缝（坡口焊）连接，腹板和柱的连接采用角焊缝连接。
二、牛腿强度的计算作用于牛腿根部的弯炬M和剪力VM=F*e=40.00kN.mV=80kN钢牛腿设计的净截面积An An=bf1*t1+bf2*t2+ts*hw=6440mm2上翼缘板中心至截面形心轴处的距离y y=(ts*hw*0.5*(hw+t1)+bf2*tf2*(hw+0.5*tf1))/An=78.70mm 形心轴以上面积对形心轴的面积矩SS=(y-0.5*t1)*ts*0.5*(y-0.5*t1)+t1*bf1*y=257811.1531mm3净截面的惯性矩In腹板中心距与y的距离a=(0.5*hw+0 .5*t1-y)In=t1*bf1*y*y+t2*bf2*y*y+ts*hw*hw*hw/12+ts*hw*a*a=35235826.1mm4净截面的上、下抵抗矩Wn1、Wn2Wn1=In/(y+0.5*t1)=420999.48mm3Wn2=In/(hw+t1+0.5*t2-y)=302962mm3边的正应力σσ=M/ Wn2=132.03N/mm2<215 N/mm2,满足要求截面形心轴处的剪应力ττ=VS/(Itw)=73.17N/mm2<215 N/mm2,满足要求截面腹板下端抵抗矩W’n2W’n2=In/(hw+0.5*t1-y)=331461.76mm3下翼缘对形心轴的面积矩S1S1=t2*bf2*(hw+0.5*t1+0.5*t2-y)=222608.7mm3腹板下端的正应力σ1σ1= M/W’n2=120.68 N/mm2腹板下端的剪应力τ1τ=VS1/(It w)=63.18 N/mm2腹板下端的折算应力√(σ12+3τ12)=162.90N/mm2<1.1*215N/mm2,满足要求三、 牛腿与柱的连接焊缝计算：于牛腿翼缘竖向刚度较差，一般不考虑承担剪力。
钢牛腿设计
钢牛腿设计
一、钢结构部分设计软件（工字型截面和钢牛腿受力计算）
二、牛腿荷载值计算（竖向压力计算值KN）
1、吊车（大车自重）/2＝t
2、吊车（小车自重）x1＝t
3、吊车最大起重量x1= t
4、吊车梁及梁上附件：
每延长m重量x最大榀间距＝t
5、轨道重量：
每延长m重量x最大榀间距＝t
以上5项相加之和x1.4系数/0.098t = (竖向压力值)KN
三、牛腿几何尺寸确定原则：
1、牛腿翼缘板，宽度和厚度：
取相邻两钢柱的翼缘板较小的宽度和厚度数值。
2、牛腿腹板厚度：
取相邻两钢柱的腹板较小的厚度数值。
3、牛腿竖向劲板和柱横向加劲板的厚度和宽度：
厚度取牛腿翼缘板厚，宽度取（牛腿宽－牛腿腹板厚度）/2
四、钢牛腿受力计算界面
1、牛腿信息输入：写入翼缘板宽度，厚度
腹板宽度，厚度
腹板高度可以假定一个数值。
2、荷载：
1）填入计算好的竖向压力设计值（）KN
20.65m.
3、
出现判断情况界面
4、调整腹板高度达到经济，安全合理的数值。
牛腿计算书
钢牛腿计算书现场一片板梁大概荷载为30t ，一片板梁由两个牛腿支撑，因此一个牛腿的荷载约为15t 。
为了适当的控制安全系数，在计算中，牛腿的荷载为20t 。
1. 预埋件的计算。
根据现场条件，预埋件的M=FL=200KN*0.15M=30KN ·m V=200KN 。
预埋件按540X270计算。
板厚取20mm 。
2. ②号板的计算。
及其与预埋件的焊缝计算②号板的M=FL=100KN*0.15M=30KN ·m V=100KN 弯矩验算2352/94102.3.30/21594MM N MM M KN w m MM N f =⨯=≥= 弯矩验算满足 剪力验算24332/40121240012120010015100/120mm N mm mm KN It VS mm N f w v =⨯⨯⨯⨯⨯=≥= 剪力验算满足。
焊缝高度Hf=7mm。
3.③④号板的计算，及其与②号板得焊缝验算。
----- 设计信息-----钢材等级：235梁跨度(m)：0.500梁截面：T 形截面:H*B*Tw*T1=120*200*25*12梁平面外计算长度：0.500强度计算净截面系数：1.000截面塑性发展：考虑构件所属结构类别：单层工业厂房设计内力是否地震作用组合：否梁上荷载作用方式：无荷载作用设计内力：绕X轴弯矩设计值Mx (kN.m)：7.500绕Y轴弯矩设计值My (kN.m)：0.000剪力设计值V (kN)：100.000----- 设计依据-----《钢结构设计规范》（GB 50017-2002）----- 梁构件设计-----1、截面特性计算A =5.1000e-003; Xc =1.0000e-001; Yc =8.2235e-002;Ix =7.2273e-006; Iy =8.1406e-006;ix =3.7645e-002; iy =3.9952e-002;W1x=8.7886e-005; W2x=1.9138e-004;W1y=8.1406e-005; W2y=8.1406e-005;2、梁构件强度验算结果翼缘侧截面塑性发展系数: γx=1.050腹板侧截面塑性发展系数: γx=1.200梁构件强度计算最大应力(N/mm2): 71.115 < f=205.000梁构件强度验算满足。
钢结构牛腿计算
牛腿计算1. 输入已知条件：输入牛腿材料16Mn输入荷载N330kN输入牛腿截面500x250x8x12h500mmbf250mmtw8mmtf12mm 输入e450mm输入d150mm输入h1350mm输入h2150mm 2. 抗弯强度检验计算惯性矩I=(bf*h^3-(bf-tw)*(h-2*tf)^3)/12429188117.3mm^4计算抗弯截面模量W=2*I/h1716752.5mm^3计算根部弯矩M=N*e148500000N-mm弯曲应力计算s=M/W86.50N/mm^2s<315OK!2. 抗剪强度检验计算受力处截面高h3=h1+h2*d/(d+e)387.50mm计算惯性矩Is=(bf*h3^3-(bf-tw)*(h3-2*tf)^3)/12243592423.6mm^4计算静面矩S=bf*tf*(h3-tf)/2+(h3/2-tf)^2*tw/2695382.25mm^3计算最大剪应力t=N*s/(tw*I1)117.76N/mm^2t<185OK!3. 组合应力强度检验腹板平均剪应力t1=N/(tw*(h-2*tf))86.66N/mm^2腹板边缘弯曲应力s1=s*(h-2*tf)/h82.35N/mm^2腹板边缘折算应力s(max)=SQRT(s^2+3*t^2)171.20N/mm^2s<315OK!4. 焊缝计算翼板焊缝所受拉力F=s*tf*bf259501.6N焊接材料强度s2200.0N/mm^2翼板焊缝高度hf1=F/(0.7*(2*(bf+tf)-tw)*s2)3.6mm选用翼板焊缝高度hf16mm腹板焊缝高度hf2=N/(2*0.7*(h-2*tf)*s2) 2.5mm选用腹板焊缝高度hf26mm。
钢牛腿
0.5*t1+0.5*t2-
腹板下端的正应 力σ1
67.30 N/mm2
<
273413.785 mm3
120391.74 mm3
σ1= M/W’n2= 腹板下端的剪应 力τ1
144.84 N/mm2
τ=VS1/(Its)= 腹板下端的折算 应力
积对形心轴的 S=(y-
净截面的惯性 0.5*t1)*ts*0.5*(
矩In
腹板中心距与y
的In=距t1离*baf=1*y*y+
t2*bf2*y*y+ts*
39.60 60
kN.m kN
2912 mm2
(0.5*hw+0. 5*t1-y)
净截面的上、 下抵抗矩Wn1 Wn1=In/(y+0.5
*Wt1n)2==In/(hf+t1+ 0.5*t2-y)=
261654.052 mm3 255966 mm3
腹板厚ts
4
腹板高度hf 232
118.64 mm 143971.7136 mm3
= 32088562.87 mm4
下翼缘外边的
正应力σ
σ=M/γx
截面形心轴处 Wn2=
147.34 N/mm2
<
的剪应力τ
截面腹板下端 τ=VS/(Its)= 抵抗矩W’n2 W’
三级
上翼缘厚t1
8
下翼缘厚t28来自0kN60 kN
60 kN
0.66 m
6
二、牛腿强度 的作计用算于牛腿根 部的弯炬M和
M=F*e=
钢结构钢牛腿设计计算表格
钢牛腿设计一、计算资料牛腿尺寸（单位：mm）荷载竖向压力设计值F=80kN柱边与竖向压力距离e=0.5m 材料钢材为Q345-B焊条为E50焊接形式手工焊焊缝质量三级角焊缝焊角尺寸hf(mm)=6牛腿翼缘和柱的连接采用对接焊缝（坡口焊）连接，腹板和柱的连接采用角焊缝连接。
二、牛腿强度的计算作用于牛腿根部的弯炬M和剪力VM=F*e=40.00kN.mV=F=80kN牛腿根部的净截面积AnAn=bf1*t1+bf2*t2+tw*hw=6208mm2上翼缘板中心至截面形心轴处的距离yy=(tw*hw*0.5*(hw+t1)+bf2*tf2*(hw+0.5*t1+0.5*t2))/An=143.00mm 形心轴以上面积对形心轴的面积矩SS=(y-0.5*t1)*tw*0.5*(y-0.5*t1)+t1*bf1*y=362176mm3净截面的惯性矩In腹板中心距与y的距离a=(0.5*hw+0.5*t1-y)=0mmIn=(bf1*t1^3)/12+t1*bf1*y^2+(bf2*t2^3)/12+t2*bf2*(hw+0.5*t1+0.5*t2)^2+(tw*hw^3)/12+tw*hw*a^2=95845717.33mm4净截面的上、下抵抗矩Wn1、Wn2Wn1=In/(y+0.5*t1)=647606.1982mm3Wn2=In/(hw+0.5*t1-y+t2)=647606.1982mm3上翼缘外边的正应力σσ=M/ Wn1=61.77N/mm2<310N/mm2,满足要求下翼缘外边的正应力σσ=M/ Wn2=61.77N/mm2<310N/mm2,满足要求截面形心轴处的剪应力ττ=V*S/(I*tw)=37.79N/mm2<310N/mm2,满足要求截面腹板下端抵抗矩W’n2W'n2=In/(hw+0.5*t1-y)=694534.1836mm3下翼缘对形心轴的面积矩S1S1=t2*bf2*(hw+0.5*t1+0.5*t2-y)=286000mm3腹板下端的正应力σ1σ1= M/W'n2=57.59 N/mm2腹板下端的剪应力τ1τ=V*S1/(I*t w)=29.84 N/mm2腹板下端的折算应力√(σ12+3τ12)=77.38N/mm2<1.1*310 N/mm2,满足要求腿与柱的连接焊缝计算：由于牛腿翼缘竖向刚度较差，一般不考虑承担剪力。
钢牛腿节点计算word版
钢牛腿与钢柱连接计算一、钢牛腿与GZ1连接节点计算：牛腿计算简图如附图九示：作用于牛腿上的荷载为：P=1.4X207.3KN+1.2X(77.9kg/m+43kg/m)X6=300KNF=1.4x7.65KN=10.7KN其中：207.3KN 为吊车传来的坚向荷载，77.9kg/m 为吊车梁自重，43kg/m 为吊车轨道重（下同）。
7.65KN 为吊车横向水平荷载。
则作用于牛腿根部的弯矩为：M=Pe+Fe=300x0.35m+10.71x0.6m=111.4KN ·m剪力V=P=300KN 计算时假定弯矩由牛腿翼级承担，剪力由牛腿腹板承担。
强度验算：22226/185/798476300/315/3.7425012500104.111mm N f mm N A V mm N f mm N hA M v w f =<=⨯===<=⨯⨯⨯==τσ经计算，牛腿根部满足强度要求！牛腿与钢柱连接焊缝计算：牛腿上下翼缘与柱的连接采用开坡口的全熔焊缝，可视为与钢板等强，故该处焊缝满足强度要求！牛腿腹板与柱的连接焊缝采用双面角焊缝（h f =10mm ），施焊时不采用引弧板，其计算长度为L w =500-12x2-10=466mm 则：223/200/464662107.0103007.0mm N f mm N l h V W t w f f =<=⨯⨯⨯⨯==τ焊缝强度满足要求！在牛腿高度范围内柱腹板的折算应力在算主刚架时已考虑，可不需验算。
牛腿处柱腹板设置的加劲肋与柱腹板和翼缘的连接焊缝采用双面角焊缝（h f =10mm ），施焊时不采用引弧板。
焊缝的计算长度：在腹板处：Lw=500-12x2-30x2-10=406mm ；在翼缘处：Lw=125-4-30-10=81mm 。
（其中30为加劲肋切角尺寸）。
其所承担的水平力为:H=111.4/0.5=223则：223/200/204064107.0102237.0mm N f mm N l h V W t w f f =<=⨯⨯⨯⨯==τ!度满足柱腹板与加劲的焊缝强223/200/98814107.0102237.0mm N f mm N l h V W t w f f =<=⨯⨯⨯⨯==τ!度满足柱腹板与加劲的焊缝强牛腿加劲肋与牛腿腹板连接焊缝计算：牛腿加劲肋与牛腿腹板连接处采用双面角焊缝（h f =10mm ），其计算长度为：Lw=317-12x2-30x2-10=223mm223/200/362234107.0102237.0mm N f mm N l h V W t w f f =<=⨯⨯⨯⨯==τ 牛腿加劲肋与牛腿腹板连接焊缝满足强度要求！经计算，牛腿处连接节点安全！二、钢牛腿与GZ2连接节点计算：牛腿计算简图如附图十所示：作用于牛腿上的荷载为：P=1.4X435.1KN+1.2X(137.4kg/m+50kg/m)X6m=623KNF=1.4x17.03KN=23.8KN其中：435.1KN 为吊车传来的坚向荷载，137.4kg/m 为吊车梁自重，50kg/m 为吊车轨道重。
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截面腹板上 端抵抗矩W’
n3
W’n3=In/(y-tf)=
3602064.516 mm3
腹板下端的正 应力σ1
σ=M/ Wn2=
70.95 N/mm2<120 N/mm2 ,满足要求
腹板上缘的正应力σ和切应力τ σ=M*(y-tf)/I=
τ=V*S/(I*n*tw)=
42.02589913 N/mm2<120 N/mm2 24.10 N/mm2<120 N/mm2
组合应力
三、 牛腿与 柱的连接焊 缝计算：
2 3 2
= 59.23455569
N/mm2<120 N/mm2
由于牛腿翼缘竖向刚度较差，一般不考虑承担剪力，因此计算时通常假定腹板焊缝承受所有剪力， 矩则由全部焊缝承受。
焊缝截面的型心y坐标 y=(b*t*(-0.5t)+b*t*(0.5t+tf)+(h-t)*t*n*2*(0.5(h-t)+t+tf))/(2*b*t+2*n*
和柱的连接
采用角焊缝
连接。 二、牛腿强度的计算
F*e= 151.38 kN.m
V= 504.6 kN
牛腿根部的
净截面积An
An=b*tf+tw*h*n=
24000 mm2
上翼缘板上
边缘至截面
形心轴处的
距离y
y=(b*tf*0.5*tf+n*h*tw*(tf+0.5*h))/An=
669984000 mm4
,满足要求 ,满足要求 ,满足要求
假定腹板焊缝承受所有剪力，而弯 .5(h-t)+t+tf))/(2*b*t+2*n*(h-t)*t) +
s=tf*b*(y-0.5tf)= 1152000 a=0.5(h-t)+tf+t- 131.4823
mm3
1323064.91
= 133.6677149 焊缝截面的抗弯惯性矩I
I=b*t^3/12+b*t*(y+0.5t)^2+b*t^3/12+b*t*(y-tf-0.5t)^2+ 2*n*(t*(h-t)^3/12+t*(h-t)*a^2
= 807386029.2 mm4 上缘焊缝截面的抵抗矩W1=I/(y+t)= 5768373.298 mm3
腹板下缘焊缝截面的抵抗矩W2=I/(h+tf-y)= 2134065.902 翼缘采用角焊缝，其应力为：
σf=M/Wn1= 26.24310047 N/mm2 <fWt=185 N/mm2 ,满足要求
腹板采用角焊缝，其应力为：
腹板下端的正
应力σ1
σ1= M/Wn2=
70.94 N/mm2
腹板下端的剪
形心轴以上
面积对形心
轴的面积矩S
S=b*tf*(y-0.5*tf)+n*(y-tf)*tw*0.5(y-tf)=
腹板宽tw 腹板高度h
198.00 1774728
净截面的惯
性矩In
腹板中心距与
y的距离a=
(0.5*h+tf-y)=
64
In=b*tf^3/12+b*tf*(y-0.5tf)^2+n*(tw*h^3/12+tw*h*a^2）=
净截面的上
、下抵抗矩
Wn1、Wn2
Wn1=In/y=
3383757.576 mm3
Wn2=In/(h+tf-y)= 上翼缘外边的正应力σ
2133707 mm3
σ=M/ Wn1=
截面形心轴 处的剪应力 τ
τ=VS/(I*n*tw)=
44.74 N/mm2<120 N/mm2 ,满足要求 37.13 N/mm2<120 N/mm2 ,满足要求
应力τ1
τ=V/ （0.7*(hf*lw)=
28.87834251 N/mm2
hf*lw=2*b*t+2*n*t*（h-t）= 24961.86 mm 腹板焊缝在控制点处的强度验算
( )2 2 f
=
N/mm2
<fWf=160N/ 64.92010598 mm2
,满足要求
12
n
3
500
mm mm3
刚牛腿设计
一、计算资
料
1、牛腿尺寸（单位：mm）
上翼缘宽b
500
上翼缘厚tf
12
2、荷载
竖向压力设计
值柱F边=与竖向压
504.6 KN
3、材料
力距离e=
0.3 m
钢材为
Q235-B
焊条为
E43
焊接形式 手工焊
焊缝质量 三级
角焊缝焊角尺寸t(mm)=
6.3
牛腿翼
缘和柱的连
接采用对接
焊缝（坡口
焊）
连接，腹板