钢筋混凝土牛腿的设计
钢筋混凝土牛腿的设计
2、剪跨比 a/h0<0.2（13.8.3 条）： （1）混凝土剪切破坏，顶部纵向受力钢筋达不到 抗拉强度。 （2）以纵向受力钢筋为水平拉杆，混凝土为斜压 杆的三角形桁架假定显然已不合理。 （3）牛腿承载力由顶部纵向受力钢筋、水平箍筋 与混凝土三者共同提供。牛腿应在全高范围内设 置水平钢筋。
9.7 双向板肋形结构的设计
但当牛腿顶面作用有水平拉力时还要计算水平 钢筋的用量。
三、牛腿的配筋计算与构造 牛腿的破坏形态有两种，两种配筋方法也有两
种。
1、剪跨比 a/h0＞0.2（13.8.2 条） （1）这种破坏在斜裂缝出现后，牛腿可近似看作 是以纵筋为水平拉杆，以混凝土为斜压杆的三角 形桁架。
（2）纵向受力钢筋由两部分组成： 承受竖向力Fv 所需的受拉钢筋 承受水平拉力 Fh 所需的锚筋
13.8 钢筋混凝土牛腿的设计
一、试验结果 剪跨比a/h0对牛腿破坏影响最大。a 、h0见下图。 随着剪跨比a/h0的不同，牛腿大致发生以下两种破
坏情况：
1、剪跨比 a/h0＞0.2：
（1）在竖向荷载作用下，裂缝①最先出现在牛腿顶面与上 柱相交的部位。
（2）随着荷载的增大，在加载板内侧出现裂缝② 。
二、牛腿截面尺寸的确定（13.8.1 条）
（1）牛腿的宽度与柱的宽度相同，牛腿的高度可根据 裂缝控制要求确定。
一般是先假定牛腿高度h ，然后按下式进行验算：
Fvk
1
0.5
Fhk Fvk
f tk bh0 0.5 a h0
Fvk——按荷载标准值计算得出的作用于牛腿顶面的竖向力； Fhk——按荷载标准值牛腿，0.70 ；
（3）在裂缝②的外侧，形成 明显的压力带。
（4）当在压力带上产生许多 相互贯通的斜裂缝，或突然 出现一条与斜裂缝②大致平 行的斜裂缝③时，就预示着 牛腿即将破坏。
钢筋混凝土柱牛腿设计手册 pdf
钢筋混凝土柱牛腿设计手册《钢筋混凝土柱牛腿设计手册》是一本关于钢筋混凝土柱牛腿设计的专业书籍，旨在为结构工程师和设计师提供有关钢筋混凝土柱牛腿的一般规定、截面尺寸确定与承载力计算、构造要求与配筋图例等方面的详细信息。
以下是对该手册内容的详细介绍：一、一般规定手册首先介绍了钢筋混凝土柱牛腿的一般规定，包括牛腿的定义、分类、应用范围和设计要求。
牛腿是指在钢筋混凝土柱子上设置的用于支撑梁或其他上部结构的加强部件。
根据牛腿在柱子上的位置和形式，可分为多种类型，如梁承式牛腿、悬臂式牛腿等。
牛腿的设计需要遵循相关规范和标准，如《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）等。
二、截面尺寸确定与承载力计算手册的第二部分详细介绍了如何确定牛腿的截面尺寸和进行承载力计算。
这部分内容主要包括牛腿的受力分析、截面尺寸的确定、承载力计算方法和计算公式等。
在受力分析中，需要考虑牛腿所承受的弯矩、剪力、扭矩等力，并确定相应的计算系数。
在截面尺寸的确定中，需要根据承载力计算结果和牛腿的受力特性，选择合适的截面尺寸。
承载力计算需要考虑混凝土和钢筋的强度、配筋率、构造要求等因素，并遵循相关规范和标准进行计算。
三、构造要求与配筋图例手册的第三部分主要介绍了牛腿的构造要求和配筋图例。
这部分内容主要包括牛腿的构造要求、钢筋的种类和规格、配筋原则、配筋图例等。
在构造要求中，需要遵循相关规范和标准，如《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）等，确保牛腿的构造安全、稳定、可靠。
在配筋图例中，提供了不同类型牛腿的配筋示例，以供设计师参考和借鉴。
四、其他相关内容除了上述主要内容外，手册还包含了一些其他相关内容，如牛腿的施工要点、质量验收标准、常见问题及解决方法等。
这些内容有助于设计师和工程师更好地了解和掌握钢筋混凝土柱牛腿的设计、施工和质量控制等方面的知识。
总之，《钢筋混凝土柱牛腿设计手册》为结构工程师和设计师提供了有关钢筋混凝土柱牛腿设计的详细信息和实用指导。
钢筋混凝土牛腿计算
钢筋混凝土牛腿计算首先，我们需要了解一些基本术语和概念。
钢筋混凝土是由水泥、砂子、石子和钢筋构成的。
牛腿是一种垂直于地面的柱子或梁，并且通常是长方形或正方形的截面。
在设计和计算钢筋混凝土牛腿之前，我们需要收集一些必要的参数和数据。
这些包括：1.设计载荷：即应力荷载，在规范中给出的建筑物的使用要求和所在地的环境条件等。
2.材料特性：包括混凝土和钢筋的强度等。
3.截面形状和尺寸：即牛腿的形状和尺寸，包括宽度、高度、长度等。
4.设计标准和规范：根据不同的国家或地区，有不同的设计标准和规范。
1.弯矩计算：根据设计载荷和牛腿的几何形状，可以计算出牛腿上的弯矩分布。
弯矩是钢筋混凝土结构设计的重要参数，它决定了需要多大的截面面积来抵御外部荷载。
2.配筋计算：根据设计弯矩和材料特性，我们可以计算出牛腿中所需的钢筋配筋量。
配筋是为了增加钢筋混凝土的承载能力和受力性能，同时防止开裂和破坏。
3.截面尺寸检查：根据计算得到的截面尺寸和要求，进行截面尺寸的检查以确保其符合设计标准和规范。
4.大小尺寸计算：包括牛腿的求解长度和宽度等。
5.偶然偏心计算：根据偶然偏心的效应，进行偶然偏心的计算。
计算方法主要包括弯矩法和荷载法。
在弯矩法中，我们根据设计载荷和截面形状计算出牛腿上的弯矩分布，再根据混凝土和钢筋的材料强度，计算出所需的钢筋配筋量。
在荷载法中，我们根据设计载荷和截面形状计算出牛腿上的最大应力，再根据混凝土和钢筋的材料强度，计算出所需的钢筋配筋量。
综上所述，钢筋混凝土牛腿的计算非常复杂，需要根据不同的设计标准和规范，综合考虑材料特性、力学性能和结构要求等因素。
通过合理的计算方法和设计方案，可以确保钢筋混凝土牛腿的结构安全和可靠。
钢筋混凝土牛腿设计计算
牛腿设计（下表中绿色数字由设计者填写）220KN10KN308KN 14KN0.8660mm425mm 根据公式841mm Fvk≤β*(1-0.5Fhk/Fvk)*ftk*b*h0/(0.5+a/h 530mm 初算高度=357.93530mm C30fc=14.3ftk= 2.01ft= 1.4340混凝土强度等级钢筋抗拉强度设计值fy ＝ 360N/mm 纵筋合力点至近边距离as=水平拉力设计值Fh=裂缝控制系数β=牛腿宽度b=牛腿与下柱交接处的垂直截面高度h=牛腿的外边缘高度h1=外边缘初算最小高度=h-c基本的构造规定: 牛腿的端部高度 ，且不小于200mm牛腿底面斜角竖向力的作用点至下柱边缘的水平距离a=下柱边缘到牛腿外边缘的水平长度c= 牛腿外边缘与吊车梁外边的距离不宜小于70mm作用于牛腿顶部按荷载效应标准组合计算的竖向力值Fvk=作用于牛腿顶部按荷载效应标准组合计算的水平拉力值Fhk=竖向力设计值Fv=0.002145满足最大配筋率要求!31929选用8根直径20面积为2513满足!327Asv ＝ As / 2 =1257a/ho=0.87Asw ＝ As / 2 ＝1257679113至340之间的范围内箍筋的直径宜为 6～12mm，间距宜为 100～150mm，且在上部 2ho / 3 ＝范围内的水平箍筋总截面面积不宜小于承受竖向力的受拉钢筋截面面积的二分之一当 a / ho ≥ 0.3 时，宜设置弯起钢筋集中荷载作用点到牛腿斜边下端点连线的长度l ＝需要弯起钢筋！弯起钢筋宜位于牛腿上部 l/6 至 l/2最小配筋率ρmin=Max{0.20%, 0.45ft/fy}=牛腿顶面受压面的面积要求牛腿的配筋计算纵向受力钢筋的总截面面积按混凝土规范式 10.8.2 计算As ≥ Fv * a / 0.85 / fy / ho + 1.2 * Fh / fy 局部压力计算的横向受压长度必须≥。
牛腿的设计课件
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柱的吊装验算
柱在其自重作用 下为受弯构件，其计 算简图和弯矩图如图 所示，一般取上柱柱 底、牛腿根部和下柱 跨中三个控制截面。
柱的吊装方式及计算简图
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经验公式作为抗裂控制条件来确定牛腿的截面尺寸：
Fvs
10.5FFbvss
ftkbh0 0.5 a
h0
式中Fvk、Fhk——分别为作用于牛腿顶部按荷载效应标准组合计算的竖
向力和水平拉力值；
β——裂缝控制系数；
a——竖向力的作用点至下柱边缘的水平距离
b——牛腿宽度； h0——牛腿与下柱交接处的垂直截面有效高度。
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牛腿设计
牛腿尺寸及配筋
为了防止牛腿顶面加载垫板下混凝土的局部受压破坏，垫板下的局
部压应力应满足
c
Fvk A
0.75fc
式中：A为局部受压面积；fc为混凝土轴心抗压强度设计值。
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6
牛腿设计
（3）纵向受力钢筋计算与构造 计算简图：试验研究表明，牛腿在竖向力和水平拉力作用下，其受 力特征可以用由牛腿顶部水平纵向受力钢筋为拉杆和牛腿内的斜向 受压混凝土为压杆组成的三角桁架模型来描述。
在厂房结构钢筋混凝土柱中，常在其支承屋架、托架、吊车梁 和连系梁等构件的部位，设置从柱侧面伸出的短悬臂，称为。
牛腿按承受的竖向力作用点至牛腿根部柱边缘水平距离的不同 分为两类：
a h 0 ，按悬臂梁进行设计； a h 0 短牛腿 ，是一个变截面短悬臂深梁。
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1
牛腿设计
（1）牛腿的受力特点及破坏形态
牛腿的计算简图
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牛腿结构设计
牛腿设计 NIUT-1（工程名称：****工程）执行规范：混凝土结构设计规范（GB 50010-2002）===================================================================1 设计资料：1.1 已知条件：混凝土强度等级：C25, f tk=1.78N/mm2, f c=11.90N/mm2纵筋级别： HRB400, f y=360N/mm2箍筋级别: HPB235, f y=210N/mm2弯筋级别: HRB400, f y=360N/mm2牛腿类型:_双牛腿牛腿尺寸: b=400mm h=800mm h1=270mm c=600mm上柱宽度: H2=600mm 下柱宽度: H1=600mm牛腿顶部竖向力值: F1vk=437.04kN F2vk=437.04kNF1v=590.00kN F2v=590.00kNa1=250.00mm a2=250.00mm牛腿顶部水平力值: F1hk=20.74kN F2hk=20.74kNF1h=28.00kN F2h=28.00kN1.2 计算要求：1.斜截面抗裂验算2.正截面抗弯计算3.水平箍筋/弯起钢筋面积计算2 计算过程2.1 斜截面抗裂验算=509.83kN F vk437.04kN>=满足要求！2.2 正截面抗弯计算纵筋计算配筋量:纵筋实配: 4E20 A s=1257mm2(ρ=0.41%)>729mm2满足要求.2.3 水平箍筋/弯起钢筋面积计算水平箍筋面积计算计算箍筋用量(牛腿上部2/3h0范围): 取承受竖向力的受拉钢筋截面积一半318mm2.箍筋实配: d8@150牛腿上部2/3h0范围内: A sh=402mm2>318mm2满足要求.弯起钢筋面积计算计算弯筋用量: 取承受竖向力的受拉钢筋截面积一半318mm2.弯筋实配: 2E20A sb=628mm2(ρ=0.21%)>318mm2满足要求.---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1:30实际配筋简图。
钢筋混凝土牛腿的构造及破坏实例探讨
钢筋混凝土牛腿的构造及破坏实例探讨2011-7-11牛腿是钢筋砼结构中一种常用的承重构件，尤其在有吊车的单层工业厂房内大量使用。
牛腿有点像一个缩短了的加腋挑梁，不过它主要不是受弯构件，而是剪拉构件。
《混凝土结构设计规范》第10章第8条有较详细的介绍。
一、牛腿构造及简图牛腿顶面的作用力有 F vk和 F hk（用于裂缝计算）或者是 F v和 F h （用于配筋计算）。
F vk——作用于牛腿顶部按荷载效应标准组合计算的竖向力值；F hk——作用于牛腿顶部按荷载效应标准组合计算的水平拉力值；Fv--作用在牛腿顶部的竖向力设计值；Fh--作用在牛腿顶部的水平拉力设计值。
牛腿各部位的名称如下：a——竖向力的作用点至下柱边缘的水平距离,竖向力作用点仍位于下柱截面以内时，取a=0；b——牛腿宽度，垂直于本图方向；c——下柱边缘到牛腿外边缘的水平长度；h1——牛腿的外边缘高度，不应小于h/3,且不应小于200mm；h——牛腿的高度；沿牛腿顶部配置的纵向受力钢筋，数量不宜小于4根，直径不宜小于12mm。
全部纵向受力钢筋及弯起钢筋宜沿牛腿外边缘向下伸入下柱内150mm后截断承受竖向力所需的纵向受力钢筋的配筋率，按牛腿有效截面计算不应小于0.2%及0.45ft/fy,也不宜大于0.6%，钢筋当牛腿设于上柱柱顶时，宜将牛腿对边的柱外侧纵向受力钢筋沿柱顶水平弯入牛腿，作为牛腿纵向受拉钢筋使用；当牛腿顶面纵向受拉钢筋与牛腿对边的柱外侧纵向钢筋分开配置时，牛腿顶面纵向受拉钢筋应弯入柱外侧，并应符合本规范第10.4.4条有关搭接的规定(图10.4.4b)。
当牛腿的剪跨比a/h0≥0.3时，宜设置弯起钢筋。
并宜使其与集中荷载作用点到牛腿斜边下端点连线的交点位于牛腿上部l/6至l/2之间的的范围内，其截面面积不宜小于承受竖向力的受拉钢筋截面面积的二分之一，根数不宜少于2根，直径不宜小于12mm。
纵向受拉钢筋不得兼作弯起钢筋。
牛腿应设置水平箍筋，水平箍筋的直径宜为6-12mm，间距宜为100-150mm，且在上部2h0/3范围内的水平箍筋总截面面积不宜小于承受竖向力的受拉钢筋截面面积的二分之一。
钢筋混凝土牛腿的设计
（4）牛腿顶面承受竖向力所需的水平钢筋和承受水平 拉力所需的锚筋组成的受力钢筋总截面面积：
As
1.65 3 a h0 f y
s d Fv f t bh0
1.2
d Fh
fy
牛腿中承受竖向力所需的水平箍筋总截面面积：
1 s d Fv f t bh0 Ash 1.65 3 a h0 f yh
（2）牛腿外形尺寸还应满足以下要求： 牛腿外边缘高度 h1>h/3 ，且不应小于 200mm 。 吊车梁外边缘至牛腿外缘的距离不应小于 100mm。
（3）牛腿顶面在竖向力设计值Fv作用下，局部受
压应力不应超过0.90fc，否则应采取加大受压面积，
提高混凝土强度等级或配置钢筋网片等有效措施。
三、牛腿的配筋计算与构造
牛腿的破坏形态有两种，两种配筋方法也有两
种。
1、剪跨比 a/h0＞0.2（13.8.2 条）
（1）这种破坏在为斜压杆的三角
形桁架。
（2）纵向受力钢筋由两部分组成：
承受竖向力Fv 所需的受拉钢筋
承受水平拉力 Fh 所需的锚筋
用《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89）中的有关
条文，规定当a/h0<0.3时取a/h0=0.3进行配筋计算， 这往往造成牛腿顶部纵向受力钢筋用量过多的不合 理现象。
（3）在DL/T 5057-2009修编时，进行了专题研 究，进行了
36个独立牛腿小剪跨比（0.3，0.2，0.1，0）的
加载试验，
（1）牛腿截面出现斜裂缝时的荷载降低。
（2）牛腿的极限承载能力也降低。 （3）有水平拉力作用的牛腿与仅有竖向力作用的 牛腿的破坏规律相似，仍然是两种破坏。
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2、剪跨比 a/h0<0.2（13.8.3 条）： （1）混凝土剪切破坏，顶部纵向受力钢筋达不到 抗拉强度。 （2）以纵向受力钢筋为水平拉杆，混凝土为斜压 杆的三角形桁架假定显然已不合理。 （3）牛腿承载力由顶部纵向受力钢筋、水平箍筋 与混凝土三者共同提供。牛腿应在全高范围内设 置水平钢筋。
9.7 双向板肋形结构的设计
三、牛腿的配筋计算与构造 牛腿的破坏形态有两种，两种配筋方法也有两
种。
1、剪跨比 a/h0＞0.2（13.8.2 条） （1）这种破坏在斜裂缝出现后，牛腿可近似看作 是以纵筋为水平拉杆，以混凝土为斜压杆的三角 形桁架。
（2）纵向受力钢筋由两部分组成： 承受竖向力Fv 所需的受拉钢筋 承受水平拉力 Fh 所需的锚筋
（3）在DL/T 5057-2009修编时，进行了专题研 究，进行了
36个独立牛腿小剪跨比（0.3，0.2，0.1，0）的 加载试验，
探讨了不同混凝土强度等级、不同顶部纵向受 拉钢筋用量及不同水平箍筋用量对小剪跨比牛腿 破坏形式及承载能力的影响，
给出了小剪跨比牛腿承载力计算公式，形成了 完整的独立牛腿设计方法。
（3）在裂缝②的外侧，形成 明显的压力带。
（4）当在压力带上产生许多 相互贯通的斜裂缝，或突然 出现一条与斜裂缝②大致平 行的斜裂缝③时，就预示着 牛腿即将破坏。
1、剪跨比 a/h0＞0.2：
（5）量测结果表明，在斜裂缝出现后，纵向钢 筋应力沿长度方向的分布比较均匀，近似于轴心 受拉构件。
（6）牛腿可看作是一个 以纵向钢筋为拉杆，混凝 土斜向压力为压杆的三角 桁架，破坏时，纵向钢筋 受拉屈服，混凝土斜压破 坏。
牛腿的破坏规律相似，仍然是两种破坏。
4、在DL/T 5057-2009的改进
（1）在水电站或抽水站，独立牛腿及壁式牛腿 多为小剪跨比，甚至小于零的情况。
（2）DL/T 5057-2019独立牛腿配筋的规定是借 用《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89）中的有关 条文，规定当a/h0<0.3时取a/h0=0.3进行配筋计算， 这往往造成牛腿顶部纵向受力钢筋用量过多的不合 理现象。
2、剪跨比 a/h0＜0.2： （1）在牛腿与下柱交接面上出现一系列短斜裂 缝，最后牛腿沿此截面剪切破坏。即，发生沿加 载板内侧接近垂直截面的剪切破坏。
（2）牛腿内纵向钢筋应 力相对较低。
3、当牛腿同时作用有竖向力与水平力时： （1）牛腿截面出现斜裂缝时的荷载降低。 （2）牛腿的极限承载能力也降低。 （3）有水平拉力作用的牛腿与仅有竖向力作用的
As
d
0.8F5vafyh0
1.2Fh fy
（3）纵向受力钢筋宜采用HRB335、HRB400和 HRB500钢筋。 （4） 纵向受力钢筋不应下弯兼作弯起钢筋。
（5）承受竖向力所需的受拉钢筋的配筋率不应小 于0.2％，也不宜大于0.6％，且根数不宜少于4根， 直径不应小于12mm。
（6）注意钢 筋锚固 、切 断位置要求。
（5）牛腿中承受竖向力所需的水平箍筋均匀配置 在牛腿全高范围内。
（6）承受竖向力所需的顶部受拉钢筋的配筋率， 不应小于0.15%。
（7）水平箍筋宜采用HRB335，直径不应小于 8mm，间距在100～150mm之间，配箍率不应小于 0.15%
当牛腿的剪跨比a/h0<0.2，可不进行牛腿的配筋 计算，仅按构造要求配置水平箍筋。
（7）水平箍筋的直径不应小于6mm，间距为 100mm～150mm，且在上部范围内2h0/3的水平箍 筋总截面面积不应小于承受竖向力的受拉钢筋截面 面积的1/2。
（8）剪跨比 a/h0＞0.3 时，设置弯起钢筋 。 截面面积不应少于承受竖向力的受拉钢筋截面面
积的1/2，根数不应少于2根，直径不应小于12mm。
（4）牛腿顶面承受竖向力所需的水平钢筋和承受水平
拉力所需的锚筋组成的受力钢筋总截面面积：
As1s.6 5d F3 va h ft0bh0 fy 1.2dfF yh
牛腿中承受竖向力所需的水平箍筋总截面面积：
Ash11.6s5 3daFvh0ftfbyhh0
βs——受力钢筋配筋量调整系数，取βs =0.6~0.4，剪跨比 较大时取大值，剪跨比较小时取小值。
其他牛腿，0.80 。
（2）牛腿外形尺寸还应满足以下要求：
牛腿外边缘高度h1>h/3，且不应小于200mm。 吊车梁外边缘至牛腿外缘的距离不应小于
100mm。
（3）牛腿顶面在竖向力设计值Fv作用下，局部受 压应力不应超过0.90fc，否则应采取加大受压面积， 提高混凝土强度等级或配置钢筋网片等有效措施。
二、牛腿截面尺寸的确定（13.8.1 条）
（1）牛腿的宽度与柱的宽度相同，牛腿的高度可根据 裂缝控制要求确定。
一般是先假定牛腿高度h ，然后按下式进行验算：
Fvk 10.5F Fhvkk0.5ft kbah0h0
Fvk——按荷载标准值计算得出的作用于牛腿顶面的竖向力； Fhk——按荷载标准值计算得出的作用于牛腿顶面的水平力； β ——裂缝控制系数，水电站厂房立柱的牛腿，0.70 ；
但当牛腿顶面作用有水平拉力时还要的设计
一、试验结果 剪跨比a/h0对牛腿破坏影响最大。a 、h0见下图。 随着剪跨比a/h0的不同，牛腿大致发生以下两种破
坏情况：
1、剪跨比 a/h0＞0.2：
（1）在竖向荷载作用下，裂缝①最先出现在牛腿顶面与上 柱相交的部位。
（2）随着荷载的增大，在加载板内侧出现裂缝② 。