钢筋混凝土牛腿的设计 共21页文档
混凝土牛腿结构设计
1.已知数据符号说明h1=300牛腿端部高度（mm)h2=1200牛腿底部高度（mm)as=50拉紧中心保护层（mm)b400牛腿宽度（mm)β=0.65裂缝控制系数，吊车梁用0.65，其他0.8a=200集中力作用点到下柱边缘距离（mm)c=500牛腿边缘到下柱边缘距离（mm)，最小为0Fvk=1337竖向集中力标准值（kN)Fhk=50水平集中力标准值（kN)强度等级C50C15~C80选用钢筋HRB335ftk= 2.64Mpa ft=1.89Mpa fy=335Mpa(屈服强度标准值）Fv=1871.8按承载力极限估算竖向力设计值（kN)Fh=70按承载力极限估算水平拉力设计值（kN)ho=1450截面有效高度（mm）2.结构构造要求①左边=1337(kN)右边=1531.0(kN)满足要求②h1≥h/3，且≥200mm ③Fvk≤0.75fc*S fc=23.1Mpa 垫石S≥77171.7mm 2垫石边≥277.8mm(指导垫石尺寸）3.拉筋配筋计算考虑竖向力和水平拉力共同作用下拉筋面积如果a≤0.3ho,a=0.3hoa=435mmAs≥2222.8mm 2牛腿尺寸满足要求0.00254最小配筋率1472.507钢筋配置d=25请选择钢筋直径n'=3计算配筋根数，配筋不应少于4根12mm钢筋n=4实际配筋根数h1高度不满足要求ρmin=Max{0.20%, 0.45ft/fy}=最小配筋面积As=0/5.0)5.01(h a bh f F F F tk vk hk vk +-≤βyh y v s f F h f a F A 2.185.00+≥As=1963.5实际拉筋面积4.箍筋配筋一般水平箍筋应配置6~12mm钢筋，间距100~150mmd=12请选择箍筋直径层数=6箍筋在上部2h0/3范围内配置层数肢数=2箍筋肢数Ag=1357.2箍筋面积Ag≥As/2箍筋数量满足5.弯起钢筋当剪跨比 a / ho ≥ 0.3 时，宜设置弯起钢筋不需要配置弯起钢筋a/ho=0.137931配筋面积不少于拉筋的一般即可。
钢筋混凝土牛腿设计计算
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≥。
混凝土吊车梁牛腿计算
混凝土吊车梁牛腿计算牛腿设计700KN26KN980KN36.4KN 0.8500mm270mm 根据公式550mm Fvk≤β*(1-0.5Fhk/Fvk)*ftk*b*h0/(0.5+a/h0)800mm 初算高度=759.0974mm300mm411.15mm C30fc=14.3ftk= 2.01ft= 1.43400.002145130.53611510.925选用3根直径20面积为942.4778不满足!506.6667Asv ＝ As / 2 =471.2389a/ho=0.355263Asw ＝ As / 2 ＝471.2389844.3341140.7223至422.167之间的范围内弯起钢筋宜位于牛腿上部l/6 至 l/2需要弯起钢筋！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=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箍筋的直径宜为6～12mm ，间距宜为100～150mm ，且在上部 2ho / 3 ＝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 ＝牛腿的外边缘高度h1=外边缘初算最小高度=h-c*tg45=牛腿顶面受压面的面积要求横向受压长度必须≥牛腿的配筋计算混凝土强度等级钢筋抗拉强度设计值fy ＝ 300N/mm 纵筋合力点至近边距离as=最小配筋率ρmin=Max{0.20%, 0.45ft/fy}=竖向力设计值Fv=水平拉力设计值Fh=裂缝控制系数β=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=牛腿与下柱交接处的垂直截面高度h=牛腿宽度b= 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 =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。
大跨度钢筋混凝土箱梁端牛腿设计任务书
大跨度钢筋混凝土箱梁端牛腿设计任务书、基本资料牛腿尺寸见附图示。
荷载：汽车荷载：公路—I级挂梁为13M跨实心板，80cm板厚，10cm桥面铺装；桥面全宽8.0M，牛腿用C30砼，HRB335级钢筋，四氟板式橡胶支座，卩=0.05、设计计算内容牛腿截面强度验算：（一）竖截面I —I的验算1 •按偏心受拉构件验算截面强度；2•按受弯构件验算抗弯抗剪强度；（二）最弱斜截面验算（按偏心受拉截面）（三）45°斜截面验算（按轴心受拉截面）三、要求1•按计算值配置：水平、竖直、斜向钢筋，并画出配筋示意图。
2•提交详细计算书及配筋示意图，最好为打印件。
pop}I "13. 2周内完成。
50 L 700 I 50PS0图1 牛腿尺寸图（cm）牛腿设计计算书1、横向分布系数的计算可将挂梁假定为由两片相等的实心板梁组成（矩形板）1.1、杠杆原理法:汽车荷载：m oq「q )(1.7069 1.0862 0.6379 0.0172)=1.72412 21.2、用偏压法计算:抗弯惯性矩：bh3 1230.8 4.012= 0.1706666抗扭惯性矩:由％=%.8 =5可查表得：c = 0.293.I矩形-0.29 4 0.8 -0.59392计算修正系数12I ti二nl 矩形，n=2，取G=0.425E, '、a i= 2 22= 8m2121 . nl GI矩形12EP11122a i2a12=0.1611 ,2 13 0.425E0.593921 -12E 汉0.1706666 汉8 -0.5 0.1611 0.5=0.58= 0.5—0.1611 0.5=0.42da rui也A c寸r? ...--Ji0-58 cjB ,n十 _一_-・_ 一_一_-—H■―L-.-”一=——4——--1 1m cq q （0.6931 0.5938 0.5220 0.4228） = 1.11582、内力计算：2.1、恒载内力计算：恒载集度取板的一半计算行车道板（容重25kN/m2）g^ 0.8 4.0 25kN/m = 80kN/m混凝土铺装（容重24kN/m2）g p =0.07 4.0 24kN / m =6.72kN / m沥青表面处理（容重22kN/m 2）g l = 0.03 4.0 22kN / m = 2.64kN / m 一块板上的恒载集度g^g b g p g^（80 6.72 2.64） = 89.36kN /m由行车道板和铺装层产生的内力：1 1支点剪力：Q；。
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。
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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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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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。
牛腿柱结构设计及配筋
200mmas=＝10.7立柱独立牛腿10.7.1立柱上的牛腿(当a ≤h 0时)的截面尺寸，应符合下列要求：(1)牛腿的裂缝控制应满足：式中F vs ———由荷载标准值按荷载效应短期组合计算作用于牛腿顶部的竖向值;F hs ———由荷载标准值按荷载效应短期组合计算作用于牛腿顶部的水平拉力β———裂缝控制系数，对水电站厂房立柱的牛腿，取β＝0.70;对承受静荷载β———裂缝控制系数，对水电站厂房立柱的牛腿，取β＝0.70;对承受静荷载用的牛腿，取β＝0.80;a———竖向力作用点至下柱边缘的水平距离，应考虑安装偏差20mm;竖向力用点位于下柱截面以内时，取a＝0;b———牛腿宽度;h0———牛腿与下柱交接处的垂直截面有效高度;取h0＝h1－a s＋ctanα，在此h、a、c及α的意义见图10.7.1，当α＞45°时，取α＝45°。
(2)牛腿外边缘高度h1不应小于h/3，且不应小于200mm。
(3)吊车梁外边缘至牛腿外缘的距离不应小于100mm。
(4)牛腿顶面在竖向力设计值F v作用下，其局部受压应力不应超过0.9f c，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。
10.7.2独立牛腿中由承受竖向力所需的受拉钢筋和承受水平拉力所需的锚筋组成的受力钢筋的总截面面积A s应按下列公式计算：当a＜0.3h0时，取a＝0.3h0。
式中γd———钢筋混凝土结构的结构系数，按表4.2.1取值;F v———作用在牛腿顶部的竖向力设计值;F h———作用在牛腿顶部的水平拉力设计值。
受力钢筋宜采用变形钢筋。
承受竖向力所需的受拉钢筋的配筋率(以截面bh0计)不应小于0.2％，也不大于0.6％，且根数不宜少于4根，直径不应小于12mm。
受拉钢筋不得下弯作弯起钢筋。
受拉钢筋的锚固长度应符合10.2.3中对梁的上部钢筋的有关规定承受水平拉力的锚筋应焊在预埋件上，且不应少于2根，直径不应小12mm。
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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
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 ；
其他牛腿，0.80 。
（2）牛腿外形尺寸还应满足以下要求：
（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
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。
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。
谢谢
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 。
（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。
（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。
（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。
（3）在DL/T 5057-2009修编时，进行了专题研 究，进行了
（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。
（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。
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
As
d
0.8F5vafyh0
1.2Fh fy
（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。
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。
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。
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。
9.7 双向板肋形结构的设计
（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：
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。源自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。
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。