钢牛腿设计
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。
钢结构计算表格-钢牛腿设计
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) +
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。
钢牛腿设计施工图 TD-T07-02
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。
钢结构毕业设计牛腿设计
第一章 牛腿设计
5.1 荷载计算
根据吊车梁的设计，吊车梁截面面积22125.4410A mm =⨯, Q235钢的密度为37850/kg m ,吊车梁自重为4785010125.4410984.704/N m -⨯⨯⨯=，轨道自重为430/N m 由吊车最大轮压引起的支座反力标准值为：
牛腿根部支座反
力影响线示意图
则牛腿根部承受的剪力：
5.2 截面选择
牛腿选用600500400810BH -⨯⨯⨯ 偏心距为450e mm =外伸长度为200d mm =，截面高度600h mm =， 截面宽度400b mm = ，翼缘板厚度 10f t mm =，腹板厚度8w t mm =，力作用点处截
面为537400810BH ⨯⨯⨯。
牛腿
牛腿节点示意图则：295.4860.45132.97
=⋅=⨯=⋅
M V e kN m
5.3截面特性
牛腿根部截面示意图
牛腿根部截面：2
=⨯⨯+-⨯⨯=
230010(600210)810640
A mm
5.4 强度验算
5.4.1抗弯强度
5.4.2抗剪强度
5.4.3 腹板计算高度边缘处折算应力
σ和τ的最不利组合出现在腹板边缘，因此验算公式为：
∴满足要求。
5.5 焊缝验算。
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=475.00kN.mV=950kN的净截面积An An=bf1*t1+bf2*t2+ts*hw=25240mm2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=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*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。
钢牛腿设计计算表
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=950kN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=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)=6201245.47mm3Wn2=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)=6455513.35mm3下翼缘对形心轴的面积矩S1S1=t2*bf2*(hw+0.5*t1+0.5*t2-y)=2745356.58mm3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/(Itw)=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。
钢牛腿设计
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t20腹板宽ts14下翼缘宽bf2400下翼缘厚t20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(m10牛腿翼缘和柱的连接采用对接焊缝（坡口焊）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+t25240mm2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*tf336.83mm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*y3442370mm3净截面的惯性矩In(0.5*hw+0.5*t1-y)腹板中心距与y的距离In=t1*bf1*y*y+t2*bf2*y*y+ts*hw*hw*hw/12+ts*hw*a*a =2.15E+09mm4净截面的上、下抵抗矩Wn1、Wn2Wn1=In/(y+0.5*t1)=6E+06mm3Wn2=In/(hw+t1+0.5*######mm3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τ108.61N/mm2<215 N/mm2 ,满足要求τ=VS/(Itw)截面腹板下端抵抗矩W’n2W’n2=In/(hw+0.5*t6E+06mm3下翼缘对形心轴的面积矩S1S1=t2*bf2*(hw+0.5*t1+0.5*t2745356.577mm3腹板下端的正应力σ1σ1= M/W’n73.58 N/mm2腹板下端的剪应力τ1τ=VS1/(Itw86.62 N/mm2腹板下端的折算应力√(σ12+3τ12)=######N/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。
钢筋混凝土牛腿设计计算
钢筋混凝土牛腿设计计算首先，进行荷载计算。
荷载计算是确定牛腿所受荷载大小和作用点位置的过程。
牛腿通常承担着墙体及屋面等的重力荷载，并通过基础传递到地基。
荷载计算应按照相关荷载标准进行，根据建筑结构的荷载情况，确定牛腿的设计荷载和荷载作用点位置。
接下来，进行截面计算。
截面计算是根据荷载大小和作用点位置，确定牛腿截面尺寸的过程。
根据截面力学性能，截面计算应满足强度和刚度要求。
强度要求包括抗弯、抗剪和抗压强度。
刚度要求包括挠度和变形限值。
截面计算中需要确定牛腿的宽度、高度和厚度等尺寸参数，并绘制出牛腿的截面示意图。
最后，进行钢筋计算。
钢筋计算是根据截面尺寸和荷载大小，确定牛腿所需的钢筋配筋数量和位置的过程。
钢筋计算主要包括纵向钢筋和箍筋的计算。
纵向钢筋主要用于抵抗牛腿的弯矩荷载，箍筋主要用于抵抗牛腿的剪力和抗压力等。
钢筋计算应依据相关钢筋标准和规范进行，以满足结构的强度和稳定性要求。
在钢筋混凝土牛腿的设计计算中，还需要考虑到施工工艺、整体稳定性和经济性等因素。
例如，为了保证施工质量和方便施工，可能需要采用预制构件或模板，在加固过程中可能需要考虑到整体结构的稳定性，并在设计过程中尽量控制材料和工程造价等。
因此，在钢筋混凝土牛腿的设计计算中，需要充分考虑到各种因素，并进行合理的计算和优化设计。
总而言之，钢筋混凝土牛腿的设计计算是一个综合考虑荷载计算、截面计算和钢筋计算等因素的过程。
设计计算的目标是满足牛腿的强度、刚度和稳定性要求，并在施工过程中确保施工质量和经济效益。
设计者需要根据具体情况和相关规范，进行详细的计算和分析，以保证牛腿结构的安全可靠性。
钢牛腿设计软件
钢牛腿设计一、计算资料牛腿尺寸（单位：mm）上翼缘宽bf1315上翼缘厚t112腹板宽ts8下翼缘宽bf2315下翼缘厚t212腹板高度hw426荷载竖向压力设计值F=75柱边与竖向压力距离e=0.58m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=43.50kN.mV=75kN牛腿根部的净截面积AnAn=bf1*t1+bf2*t2+ts*hw=10968mm2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=216.93mm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=997973.1037mm3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=407324066mm4净截面的上、下抵抗矩Wn1、Wn2Wn1=In/(y+0.5*t1)=1827121.1mm3Wn2=In/(hw+t1+0.5*t2-y)=1793843mm3下翼缘外边的正应力σσ=M/ Wn2=24.25N/mm2<215 N/mm2 ,满足要求截面形心轴处的剪应力ττ=VS/(Itw)=22.97N/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)=1893933mm3下翼缘对形心轴的面积矩S1S1=t2*bf2*(hw+0.5*t1+0.5*t2-y)=835636.4mm3腹板下端的正应力σ1σ1= M/W’n2=22.97 N/mm2腹板下端的剪应力τ1τ=VS1/(It w)=19.23 N/mm2腹板下端的折算应力√(σ12+3τ12)=40.46N/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。
钢结构牛腿计算公式(钢结构的牛腿是什么意思)
钢结构牛腿计算公式(钢结构的牛腿是什么意思)范本一：钢结构牛腿计算公式1. 引言钢结构的牛腿是指承受水平荷载的构件，用于稳定结构。
本文档旨在介绍钢结构牛腿的计算公式，工程师准确设计牛腿，确保结构的稳定性和安全性。
2. 牛腿的基本概念牛腿是在钢结构中用于承受水平荷载的构件，通常呈L形或T 形，连接主梁和竖向横梁。
它的主要作用是增强结构的刚度和抗倾覆能力。
3. 牛腿计算公式3.1 配筋计算公式根据结构设计要求和构件受力情况，牛腿的配筋需要满足一定的要求。
通常，牛腿的配筋计算公式可以使用以下公式：- 配筋面积 = ((0.9 * fy * As) / Fc) * (1 + β)- 其中，fy为钢材抗拉强度，As为钢筋截面积，Fc为混凝土抗压强度，β为抗倾覆系数。
3.2 强度计算公式牛腿的强度计算公式通常包括以下几个方面：- 受压钢板强度的计算公式：σ = P / (B * d)- 其中，σ为受压钢板的应力，P为牛腿承受的压力，B为钢板的宽度，d为钢板的厚度。
- 部分压弯区顶部钢板的强度计算公式：σ = (M / As) * (h / 2)- 其中，M为牛腿承受的弯矩，As为钢筋截面积，h为牛腿的高度。
4. 附件本文档附带以下附件供参考：- 钢结构牛腿计算公式示例图纸；- 牛腿配筋计算表格样本。
5. 法律名词及注释5.1 法律名词：- 结构：指建筑物或其他工程的组成部分。
- 钢结构：指由钢材构成的结构。
- 牛腿：指连接主梁和竖向横梁的用来承受水平荷载的钢结构构件。
- 混凝土：指一种由水泥、骨料和水等材料混合而成的石质材料，常用于钢结构的填充和加固。
5.2 注释：- 抗倾覆系数（β）：用于考虑牛腿在受力情况下的抗倾覆能力，根据具体情况进行取值。
---------------范本二：钢结构牛腿计算方法1. 简介钢结构的牛腿是指用于承受水平荷载的构件，用于增强结构的稳定性和抗倾覆能力。
本文档旨在介绍钢结构牛腿的计算方法，以工程师准确设计牛腿，确保结构的安全性和稳定性。
钢牛腿计算
一.设计参数 截面高h= 翼缘宽b= 腹板厚tw= 翼缘厚t= 角焊缝强度放大系数βf= 二.计算 腹板净高hj= 翼缘惯性矩Iy= 腹板净惯性矩Iwj= 截面净惯性矩Ij= 截面净抗弯刚度Wxj= 腹板边缘抗弯刚度Wx1= 面积矩Sx= 翼缘承受弯矩My= 腹板承受弯矩Mw= 三.结果 1.牛腿截面强度验算 翼缘正应力σ = 腹板剪应力τ = 腹板边缘正应力σ 1= 腹板平均剪应力τ 1= 腹板边缘综合应力σ red= 2.牛腿焊缝强度验算 翼缘对接焊缝正应力σ w= 腹板焊缝剪应力τ w= 腹板焊缝边缘正应力σ w1= 腹板焊缝综合应力σ zw= 牛腿截面： 700 mm 350 mm 14 mm 18 mm 1.22 604 1465480800 257073674.7 1722554475 4921584.213 5703822.76 2786728 250.35 58.35 mm mm4 mm4 mm4 mm3 mm3 mm3 KN*m KN*m H700x350x14x18 钢材抗拉强度f= 钢材抗剪强度fv= 对接焊缝抗拉强度ft= 角焊缝强度ffw= 腹板角焊缝高度hf= 牛腿设计值Vmax= 牛腿弯矩设计值Mmax= 腹板面积Aw= 腹板有效焊缝长度Lw= 腹板焊缝面积Afw= 腹板焊缝抗弯刚度Wfw= 腹板毛惯性矩Iw= 截面毛惯性矩I= 215 125 215 160 10 735 308.7 8456 584 8176 795797.33 341547434.7 1807028235
62.72 84.93 54.12 86.92 159.98
N/mm2 N/mm2 N/mm2 N/mm2 N/mm2
小于等于f,满足√ 小于等于fv小于等于f,满足√
钢牛腿设计
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。
钢牛腿设计及工程实例
钢牛腿设计及工程实例1.概述钢牛腿作为工业建筑中常见的受力构件，具有施工简单、理论计算可靠、截面小承载力高等优点，同时较之钢筋混凝土牛腿更容易应用于改造工程中。
从受力特点上分析，钢牛腿整体以受弯为主。
作用是传递构件外部竖向荷载，同时在牛腿根部产生较小的附加弯矩。
常见有以下几种型式，见图1：其中第一种型式轻便易于施工，常用于支托电缆或小型钢梁；第二种型式普遍为截面较小的钢牛腿，常见于单层厂房的排架柱上；第三种型式施工相对复杂，牛腿根部截面一般较大，承载力高，常用于支托钢吊车梁等重要构件。
本文下面将计算对比“工”形及“π”形的钢牛腿截面特性，并以“工”型截面为例，结合设计中的实际工程对钢牛腿进行受力分析及承载力验算。
2.工程设计实例开滦范各庄选煤厂浮选车间改造工程需在混凝土框架柱外新增钢牛腿，经多种结构方案比较，决定采用柱外粘贴钢板箍、牛腿刚接于钢板箍的结构形式。
同时沿层高方向以四角包角钢配合窄钢板带加固框架柱，详见图2。
牛腿荷载由上部钢梁传来，经计算梁端剪力设计值为V=520kN，牛腿端部产生的弯矩设计值M=V·e=520*0.4=208kN·m。
牛腿端部截面尺寸见图3，其中B f1=400mm，B f2=300mm，t1= t2=24mm，t w=16mm，h w=452mm，截面塑性发展系数γ=1.05。
2.1 端部截面特性比较选取“工”形及“π”形截面作为对比，截面尺寸见图4，截面特性见表1。
从表中数据不难看出，在截面面积相差无几的情况下，“工”形截面抗弯能力为“π”形截面的198%，抗剪能力为“π”形截面的61%。
可见，下翼缘的存在提高了“工”形截面的抗弯性能，而双腹板的存在使得“π”形截面的抗剪性能突出。
本工程竖向荷载偏离牛腿根部较远，为0.4m，牛腿受弯作用显著，故优先选择抗弯承载力较高“工”形截面。
2.2 端部截面验算牛腿端部截面面积A n21122***24032n f f w w A B t B t t h mm =++=钢牛腿为左右对称截面，下翼缘外边缘至截面形心轴处的距离y22211112[*/2**(/2)**(/2)]/273.77f w w w f w n y B t t h h t B t t t h A mm =+++++=形心轴以上面积对形心轴的面积矩S2311212**(/2)()*/22383805f w w w S B t h t t y h t y t mm =++-++-=截面惯性矩I331111212*/12**(/2)*/12**(/2)f f w w w w w w I B t B t h t y t t h t h h t y =++-++++-3422222*/12**()1061976353f f B t B t y t mm ++-=形心轴以上、以下截面模量W n1、W n23121/()4694198n w W I h t y t mm =+-+=32/3879106n W I y mm ==上翼缘外边缘的正应力σ121142.2215/n W N mm σγ=M/=＜，上翼缘抗弯满足。
钢牛腿焊缝计算
牛腿焊缝计算（一）角焊缝所承受的外力设计值:( e =450mm)弯矩M= F·e =180KN·m剪力V =400KN是否为动力荷载:是βf = 1.00（二）角焊缝有效截面及几何性质:tz=14mmt1=12mm h=376mmt2=12mm H=400mmtw=10mm b=200mm焊缝计算长度如上图所示,设所有角焊缝的焊脚尺寸均相同，焊缝有效厚度为he=0.7h f .由于焊缝有效厚度与整个牛腿截面尺寸相比是很小的，计算截面几何特性时可把各段焊缝有效截面看作为厚度为he的一些"直线段"紧贴在牛腿钢材的表面.由此引起的误差极小，可略去不计。
惯性矩Ix = 2*b1*he*(H/2)^2 + 4*b2*(h/2)^2 + 2*(he/12)*h^3= (15200000+12723840+8859563)he=36783403*he(mm^4)抵抗矩 Wx = Ix / y max =36783403*he / 200 =183917*he(mm^3)腹板两侧竖向角焊缝有效截面面积:Aw1 = 2 * h * he=752*he(mm^2)（三）牛腿及钢柱材质焊条型号:焊条抗拉强度: u =420(N/mm^2)焊接方式:(如用手工焊时填"y",否填"n")焊缝强度设计值: f =160(N/mm^2)（四）焊缝强度计算及焊脚尺寸:1.牛腿顶面角焊缝弯曲拉应力σf =M / Wx =180*10^6 / 183917*he≤βf * f = 1 * 160因此he = 6.12mm2.牛腿腹板角焊缝上端应力,由两部分组成:（1）截面上的两竖向角焊缝承受全部剪力，并假定为均匀分布.τ f = V / Aw1 =400000/(752*he)=531.91489/ he (N/mm^2)（2）两竖向角焊缝上端承受的弯曲应力.( y1=h/2=188mm)σf1 = M*y1 / Ix =920.0/ he (N/mm^2)√(σf1/βf)^2+τ f ^2≤f因此he = 6.64mm> 6.12mm取he = 6.64mm3. 焊脚尺寸hf由腹板上端角焊缝强度条件控制,即hf = he / 0.7 =9.49mm>1.5*√tz= 5.6mm采用hf =10mm<1.2*tw=12mm。
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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V
M=F*e=475.00kN.m
V=950kN
牛腿根部的净截面积An
An=bf1*t1+bf2*t2+ts*hw=25240mm2
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=336.83mm
形心轴以上面积对形心轴的面积矩S
S=(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、Wn2
Wn1=In/(y+0.5*t1)=6201245.5mm3
Wn2=In/(hw+t1+0.5*t2-y)=6089938mm3
下翼缘外边的正应力σ
σ=M/ Wn2=78.00N/mm2<215 N/mm2 ,满足要求
截面形心轴处的剪应力τ
τ=VS/(Itw)=108.61N/mm2<215 N/mm2 ,满足要求
截面腹板下端抵抗矩W’n2
W’n2=In/(hw+0.5*t1-y)=6455513.4mm3
下翼缘对形心轴的面积矩S1
S1=t2*bf2*(hw+0.5*t1+0.5*t2-y)=2745357mm3
腹板下端的正应力σ1
σ1= M/W’n2=73.58 N/mm2
腹板下端的剪应力τ1
τ=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。
同时为了与牛腿工字形截面的传力方式一致，可假定弯矩由牛腿翼缘与柱的连接焊缝承担，剪力由牛腿腹板与柱的连接焊缝承担。
翼缘采用对接焊缝，其受力为：
H=M/ho=698.53kN
上翼缘焊缝应力为：
σf=H/(t1*bf1)=87.32N/mm2 <fWt=185 N/mm2,满足要求
下翼缘焊缝应力为：
σf=H/(t2*bf2)=87.32N/mm2 <fWc=215 N/mm2,满足要求
腹板采用两条角焊缝，承受剪力V
τf=V/(2*0.7*hf*(hw-20))=。