钢筋混凝土牛腿设计计算
牛腿计算
As= As1/2=
186.82 mm2 29.41 mm2
As最小配筋(<C25)= As最小配筋(>C25)=
480 mm2 522 mm2
58.82 mm2 128.00 mm2
实配牛腿配筋: 4B
14
As= 615.75 mm2
满足要求
实配水平箍筋面积:
B 8@
100
Asv= 502.65 mm2
按《混凝土结构设计规范》规规定Asv/As1ห้องสมุดไป่ตู้2
满足要求
实配弯起箍筋面积:
2B
14
As=
按《混凝土结构设计规范》规规定Asv/As1/2
307.88 mm2 满足要求
C:
30
ft=
100 300 1.45
mm N/mm2 N/mm2
裂混缝凝控土制轴心抗拉强度标准值:
系数b
= 0.8
ftk=
2 N/mm2
牛腿宽度b= 400 mm
牛腿有效高度 ho= 600
mm
牛腿裂缝控制:
计算公式: 《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
Fvk≤b(1-0.5*Fhk/Fvk)*ftk*b*ho/(0.5+a/h0) Fvk,=b(1-
基
牛腿计算书
本
作用于牛腿顶部的竖向力标准组合值: Fvk=
75.5 KN
作用于牛腿顶部的水平拉力标准组合值: Fhk=
22 KN
作用于牛腿顶部的竖向力设计值:
Fv=
90 KN
作用于牛腿顶部的水平拉力设计值:
Fh=
32 KN
选竖用向钢力筋作用点至下柱边缘的水平距离:
a=
牛腿计算表
一、牛腿的几何尺寸与强度计算
（一）牛腿的几何尺寸的确定
牛腿高h=0.75牛腿宽b=
0.4m 0.05m 重级中、轻级
其它395.9080.70.60.650.75满足f y=310N/mm2力偶臂系数γ0=0.85f c =10
N/mm20.210.22m 混凝土的抗拉强度f t = 1.1
N/mm2满足V 与下柱边实际距离0.02m 要考虑安装误差20mm h 0=
0.7m 68.45KN
4.02KN 57.04KN 3.35KN （二）牛腿的强度计算
1、正截面强度计算（1）牛腿的裂缝控制要求
Fvs=168.14Fhs= 4.02KN 抗裂系数=252.737满足（2）纵拉钢筋As=
321.86mm2按umin配As=560mm2拉配筋d1=18mm 根数n=4受拉筋d 2=22根数n=
0实配A s=1017.9满足2、斜截面强度问题
牛腿的斜截面抗剪强度，主要应满足箍筋的具体构造要求（见下面牛腿的构造要求）。
3、牛腿的局部承压计算
7.5垫板长=0.2m 垫板宽=0.2m 局部应力= 1.42609满足
二、牛腿的构造要求
1、牛腿的一般几何尺寸和构造
要求见图1
2、牛腿内箍筋直径为6至12mm，
间距应为100至150mm，并应保
证设于上部2h0/3范围内的水平
箍筋总量不小于受拉纵筋的As
的1/2。
3、牛腿的剪跨比a/h0>=0.3时，
应设置弯筋，其面积不少于As
2/3，且不少于0.0015b*h 0,根数不少于3根,并应设于上部L/6至L/2范围内，采用变形钢筋。
牛腿设计计算表
牛腿截面条件。
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。
牛腿配筋计算
1.1 基本资料1.1.1 工程名称：1.1.2 作用于牛腿顶部按荷载效应标准组合计算的竖向力值Fvk ＝150kN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 ＝10kN竖向力设计值Fv ＝202.5kN 水平拉力设计值Fh ＝14kN1.1.3 裂缝控制系数β = 0.65竖向力的作用点至下柱边缘的水平距离a = 150mm下柱边缘到牛腿外边缘的水平长度c = 300mm 牛腿宽度b = 400mm牛腿与下柱交接处的垂直截面高度h = 450mm 牛腿的外边缘高度h1 = 200mm1.1.4 混凝土强度等级：C30 fc ＝14.33 ftk ＝2.006 ft ＝1.433N/mm1.1.5 钢筋抗拉强度设计值fy ＝300N/mm 纵筋合力点至近边距离as ＝40mm1.1.6 承受竖向力所需的纵筋最小配筋率ρmin ＝Max{0.20%, 0.45ft/fy} ＝Max{0.20%, 0.21%}＝0.21%1.2 计算结果1.2.1 牛腿的裂缝控制要求应按混凝土规范式10.8.1 验算：Fvk ≤ β * (1 - 0.5 * Fhk / Fvk) * ftk * b * ho / (0.5 + a / ho)牛腿斜边倾角α ＝atan[(h - h1) / c] ＝39.8°ho ＝h1 - as + c * tanα ＝200-40+300*tan39.8°＝410mm考虑安装偏差后，竖向力的作用点至下柱边缘的水平距离a ＝150+20 ＝170mm β * (1 - 0.5 * Fhk / Fvk) * ftk * b * ho / (0.5 + a / ho)＝0.65*(1-0.5*10/150)*2.006*400*410/(0.5+170/410)＝226010N ≥ Fvk ＝150000N，满足要求。
1.2.2 牛腿顶面受压面的面积要求在牛腿顶面的受压面上，由竖向力Fvk 所引起的局部压应力不应超过0.75fc，故受压面的最小面积Asy ＝Fvk / 0.75fc ＝13955mm （400×35）1.2.3 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 / fyAs1 ＝202500*170/(0.85*300*410) ＝329mm （ρ ＝0.20% As,min ＝352mm ）As2 ＝1.2*14000/300 ＝56mmAs ＝As1 + As2 ＝352+56 ＝408mm钢筋数量不宜少于4 根，直径不宜小于12mm1.2.4 水平箍筋Asv箍筋的直径宜为6～12mm，间距宜为100～150mm，且在上部2ho/3 ＝273mm 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Asv ＝As1 / 2 ＝176mm1.2.5 弯起钢筋Asw当a / ho ≥ 0.3 时，宜设置弯起钢筋，Asw ＝As1 / 2 ＝352/2 ＝176mm集中荷载作用点到牛腿斜边下端点连线的长度l ＝481mm弯起钢筋宜位于牛腿上部l/6 至l/2 （80～241mm）之间的范围内。
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。
钢牛腿设计计算表(带公式)
钢牛腿设计一、计算资料牛腿尺寸（单位：mm）上翼缘宽bf1400上翼缘厚t120腹板宽ts14下翼缘宽bf2400下翼缘厚t220腹板高度hw660荷载竖向压力设计值F=950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=475.00kN.mV=950kN牛腿根部的净截面积AnAn=bf1*t1+bf2*t2+ts*hw=25240mm2上翼缘板中心至截面形心轴处的距离yy=(ts*hw*0.5*(hw+t1)+bf2*tf2*(hw+0.5*tf1))/An=336.83mm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=3442370.323mm3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=2150780621mm4净截面的上、下抵抗矩Wn1、Wn2Wn1=In/(y+0.5*t1)=6201245.5mm3Wn2=In/(hw+t1+0.5*t2-y)=6089938mm3下翼缘外边的正应力σσ=M/ Wn2=78.00N/mm2<215 N/mm2 ,满足要求截面形心轴处的剪应力ττ=VS/(Itw)=108.61N/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)=6455513.4mm3下翼缘对形心轴的面积矩S1S1=t2*bf2*(hw+0.5*t1+0.5*t2-y)=2745357mm3腹板下端的正应力σ1σ1= M/W’n2=73.58 N/mm2腹板下端的剪应力τ1τ=VS1/(It w)=86.62 N/mm2腹板下端的折算应力√(σ12+3τ12)=167.10N/mm2<1.1*215 N/mm2 ,满足要求三、 牛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。
混凝土牛腿计算
牛腿设计129.32KN54.73KN181.048KN 76.622KN0.8500mm200mm 根据公式500mm Fvk≤β*(1-0.5Fhk/Fvk)*ftk*b*h0/(0.5+a/h0)600mm 初算高度=279.84mm300mm246.5mm C25fc=11.9ftk= 1.78ft= 1.27400.00228.97927560.0566选用3根直径20面积为942.4778满足!373.3333Asv ＝ As / 2 =471.2389a/ho=0.357143Asw ＝ As / 2 ＝471.2389632.4555105.4093至316.2278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。
牛腿设计
大跨度钢筋混凝土箱梁梁端牛腿设计一、基本资料牛腿尺寸见附图所示。
荷载：汽车荷载：公路I 级，荷载组合＝1.2恒载＋1.4汽车荷载挂梁为13m 跨实心板，80cm 板厚，10cm 桥面铺装桥面全宽：8.0m （双车道），牛腿用30＃砼（C30），II 级钢筋，四氟板式橡胶支座，05.0=μ 二、设计计算内容牛腿截面强度验算：计算支座外力R 和H 恒载为：()kN R 8.579231.0813258.081341=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=恒 汽车荷载为： ()()kN R 086.40021315.10112122.11124.01q m y P m 1k i k k k =⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯+=Ω++=∑ξμ）（汽车则荷载组合为：kN R R R 88.1255086.4004.18.5792.14.12.1=⨯⨯+⨯=+=汽车恒组合 支座摩阻力为：kN R R 79.6288.125505.005.0=⨯=⨯=组合摩汽车制动力为：kN l q P R k k 85.34%10)(1=⨯+=kN R 5.8221652== kN R 5.82=∴制取综上所述：支座外力R ＝1255.88kN ，H ＝82.5kN（一） 竖截面I-I 的验算作用于竖截面I-I 的内力为：kN H N 5.820===ϑkNR Q 88.12550===ϑm kN h H M ⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯+⨯=++==70.40705.0265.05.823.088.1255)2(Re 0εϑ 1. 按偏心受拉构件验算截面根据题意，知截面尺寸为mm b 8253002/350350'=++=，h ＝650mm ，计算纵向力kN N j 5.82=，弯矩m kN M j ⋅=70.407，mPa R a 5.17=，mPa R R g g 340'==，取a=a ’=40mm, 则偏心距为：mm a h mm N M e j j28540265024942105.821070.407360=-=->=⨯⨯== 属于大偏心受拉的情况。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
牛腿设计（下表中绿色数字由设计者填写）
220KN
10KN
308KN 14KN
0.8660mm
425mm 根据公式
841mm Fvk≤β*(1-0.5Fhk/Fvk)*ftk*b*h0/(0.5+a/h 530mm 初算高度=357.93
530mm C30
fc=14.3ftk= 2.01ft= 1.43
40
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!31
929
选用8根直径20面积为2513满足!
327
Asv ＝ As / 2 =1257
a/ho=0.87Asw ＝ As / 2 ＝1257
679
113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≥。