钢结构课程设计3t牛腿标高5.1m讲解
钢结构牛腿设计毕业设计
钢结构牛腿设计毕业设计钢结构牛腿设计毕业设计引言在现代建筑设计中，钢结构被广泛应用于各种建筑物中，其优越的强度和耐久性使其成为许多工程项目的首选材料。
本篇文章将探讨钢结构牛腿设计的毕业设计项目，旨在展示钢结构在建筑设计中的应用和创新。
第一部分：钢结构的优势钢结构作为一种重要的建筑材料，具有许多优势。
首先，钢材具有出色的强度和刚性，可以承受较大的荷载。
其次，钢材具有较高的耐腐蚀性，能够抵御恶劣环境的侵蚀。
此外，钢结构的施工速度快，能够节省时间和成本。
最后，钢结构还具有可塑性，可以实现各种复杂的形状和结构。
第二部分：钢结构牛腿设计的意义钢结构牛腿设计是一项具有挑战性和创新性的毕业设计项目。
牛腿是建筑中的重要支撑结构，其设计需要考虑到荷载分布、结构强度和稳定性等因素。
钢结构的应用使得牛腿设计更加灵活和可行，为建筑师提供了更多的设计空间。
第三部分：设计过程钢结构牛腿设计的过程包括以下几个步骤。
首先，需要进行荷载计算，确定牛腿所承受的荷载大小和分布情况。
其次，根据荷载计算结果，进行结构设计，确定牛腿的形状、尺寸和材料。
然后，进行结构分析，验证设计的合理性和稳定性。
最后，进行施工图设计，详细说明牛腿的构造和连接方式。
第四部分：案例分析为了更好地理解钢结构牛腿设计的实际应用，我们可以分析一个具体的案例。
以一座大型体育馆为例，设计师需要设计一组牛腿来支撑屋顶结构。
通过荷载计算和结构分析，设计师确定了牛腿的形状为倒梯形，材料为高强度钢。
在施工图设计中，设计师详细说明了牛腿的连接方式和支撑结构。
最终，这组钢结构牛腿成功地支撑起了整个体育馆的屋顶。
结论钢结构牛腿设计是一项具有挑战性和创新性的毕业设计项目。
通过合理的荷载计算、结构设计和施工图设计，钢结构牛腿能够有效地支撑建筑物的结构，并为建筑师提供更多的设计空间。
未来，随着科技的进步和建筑设计的发展，钢结构牛腿设计将继续发挥重要作用，为建筑师创造更多的可能性。
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。
牛腿设计公式计算-钢构
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
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。
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。
牛腿构造特点和计算
5.3 牛腿构造特点和计算5.3.1 牛腿构造特点悬臂体系的挂梁与悬臂间必然出现搁置构造，通常就将悬臂端和挂梁端的局部构造称为牛腿。
牛腿的作用是衔接悬臂梁与挂梁，并传递来自挂梁的荷载。
在这里由于梁的相互搭接，中间还要设置传力支座来传递较大的竖直和水平反力，因此牛腿高度已削弱至不到梁高的一半，却又要传递较大的竖直和水平反力，这就使它成为上部结构中的薄弱部位，设计中应对此处的构造予以足够的重视。
通常要注意以下几点。
⑴悬臂梁与挂梁的腹板宜一一对应，使受力明确，缩短传力路线；接近牛腿部位的腹板应适当加厚，加厚区段的长度不应小于梁高；⑵设置端横梁加强，端横梁的宽度应将牛腿包含在内，形成整体；⑶牛腿的凹角线形应和缓，避免尖锐转角，以减缓主拉应力的过分集中；⑷牛腿处的支座高度应尽量减小，如采用橡胶支座；⑸按设计计算要求配置密集的钢筋，钢筋布置应与主拉应力的方向协调一致，以防止混凝土开裂。
5.3.2牛腿计算牛腿计算包括三部分：牛腿端横梁计算、腹板部位牛腿计算及非腹板部位牛腿计算。
下面分别介绍有关内容。
1．牛腿端横梁计算1）对于挂梁的肋数与悬臂梁梁肋（腹板）片数相同且相互对齐时，各根挂梁的反力可以直接传给悬臂梁承受，此时悬臂端部设置的端横梁只起横向分布荷载的作用，本身不承受引起弯曲的局部荷载，可采用第四章有关横隔梁计算方法进行计算。
2）当挂梁的肋数多于悬臂梁梁肋（或腹板）片数或两者未对齐设置时，牛腿端横梁传递挂梁的支点反力，如图5.5所示。
在此情况下，端横梁作为一根L 形截面的横向连续梁进行设计，承受的荷载有：端横梁自重、挂梁恒载1q g 及活载（汽车P 、人群）等（见图5.6）。
2q图5.5 悬臂端横梁的受力图图5.6 端横隔梁荷载作用图示2．腹板部位牛腿1）牛腿的截面内力图5.7所示为挂梁牛腿的受力图式（悬臂端牛腿的受力情况相同），由于梁高在牛腿根部处突然缩小，必然在内角点a 附近引起应力集中，因此牛腿就可能从a 点开始沿某一截面开始破损。
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
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。
钢牛腿设计及工程实例
影 响 半 径／ ｍ
２ ８ ４ １ ．５
斜率／ ｍ－ｎ ｒ ／一 ａ ４／ｏ一 ｍ一 ￣ｔ １
水 平 变形／ ａ ｍ 一 ｅｒ ｎ・
４１ ．１ Ｏ０ ．３
２．４ ４
房屋进行维修 ， 同时建议新建 房屋做 好地质勘 察工作 ， 将房 屋基 础坐落Байду номын сангаас岩石 上 ， 减少影响 ， 房屋建构采用 钢筋 混凝土结构 ， 提高
中 图分 类号 ：Ｕ ９ Ｔ ３１ 文 献 标 识 码 ： Ａ
“
１ 概述
钢牛腿作为工业 建筑 中常见 的受力构 件 ， 有施 工简单 、 具 理
叮” 的钢牛腿截面特性 ， 以“ ” ｒ形 并 工 形截 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 。
论计算可靠 、 面小 、 截 承载力高等优点 ， 同时较之钢筋 混凝土牛腿 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 更容易应用于改造工程中。
・
４ ・ ６
第３ ７卷 第 １ ５期 ２ ０ １ １年 ５ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖ０ ． ７ Ｎｏ １ １３ ． ５ Ｍ ａ ． ２０１ ｙ １
文章编号 ：０ ９ ６ ２ ２ １ ）５ ０ ４ —２ １０ － ８５（０ １ —０ ６０ １
行地表 移动变形值预计（ 见表 １ 。 ）
裹 １ 地裹移动变形统计表 （ 取对地表影响最大的参数 ）
名称
量大 下 ￣ ｔ ｍｍ ／
４ 结语
房屋开裂是 由多方 面的原 因造成 ， 主要有 采动影 响 ， 炮影 放
5 计算书牛腿的设计计算
5 牛腿的设计计算5.1 牛腿所受作用力的设计值3431(38 6.09.810785088.410 6.09.8100.56) 4.6582D P ---=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯+⨯=k Nmax max,221.051 1.05921128.866k D P ⎛⎫⎛⎫=+=⨯+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭kN max 1.2 1.4 1.2 4.658 1.4128.8185.91D V P D =+=⨯+⨯=kN185.910.3870.646M Ve ==⨯=kN·m图5-1 牛腿截面尺寸5.2 截面选择（截面如图5-1所示） 所需净截面抵抗矩为：6370.64610312.9391.0521510x nx x M W f γ⨯===⨯⨯cm 3 按经验公式得经济高度为：337307312.9393017.5e x h W =-=-=cm参照以上数据，考虑到截面高度大一些，更有利于增加刚度，初选截面高度为30h =cm 。
腹板厚度按负担支点处最大剪力需要得:31.5 1.5185.91107.44300125w w v V t h f ⨯⨯===⨯mm 按经验公式估算： 30 1.651111ww h t ===cm 选用腹板厚度为：10w t =mm依近似公式计算所需翼缘板面积：312.939 1.030 5.436306x w w w W t h bt h ⨯=-=-=cm 2 试选翼缘板厚度为：14t =mm ，翼缘板宽度为200mm ，翼缘得外伸宽度为： ()120010952b -==mm ，952356.1131314yf =<= 所以翼缘板得局部稳定可以保证。
使用变截面牛腿，端部截面高度为:200h =mm 。
5.3 强度验算20 1.42(30 1.42) 1.083.2A =⨯⨯+-⨯⨯=cm 2()()3311203020 1.030 1.4213137.55731212x I =⨯⨯-⨯-⨯-⨯=cm 4 13137.5573875.83715x x I W h ===cm 3 ，492.880S =cm 3` 正应力为：6370.6461076.821.05875.83710x x x M W σγ⨯===⨯⨯N/mm 2<215f =N/mm 2 剪应力为：64185.91492.8801069.7513137.55731010x w VS I t τ⨯⨯===⨯⨯N/mm 2<125v f =N/mm 2 强度满足要求。
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。
钢牛腿应用
1.应用背景现在工程有很多钢构件与混凝土相连的情况，目前通用的做法是采用劲性柱，即采用钢骨内置。
这种做法存在较多弊端。
为了克服其自身存在的问题，经过发展形成了利用钢套筒进行钢构件-混凝土转换的新型节点，并在工程中得到了成功应用。
2. 优缺点对比钢套筒节点与劲性柱节点相比优缺点如下：一、劲性柱采用钢骨内置，每边需预留足够的空间以保证混凝土和钢构件共同受力，通长情况为150mm。
对于截面较小的混凝土柱子，可以采用的钢骨截面尺寸就相对较小了，从而不能满足结构受力要求。
杭州站前东广场就存在这样的情况，柱子截面为700x700，采用的钢骨就只能为400mm，甚至更小，计算下来很难满足结构受力要求。
钢套筒节点为钢管围绕混凝土，相对劲性柱节点及混凝土自身截面尺寸没有削弱，如图1所示。
构件截面承载能力的性能较强，可以克服劲性柱节点存在的问题。
材料的使用效率也可以得到提高。
二、劲性柱钢骨一般需要向下延伸一层，增加了材料用料。
即使不向下延伸，也需要采取特别的措施以使钢骨得以固定。
而钢套筒节点的高度只要满足传力需要即可，如图2所示。
可以节省材料用料，减少造价，满足绿色建筑要求。
三、钢套筒节点采用钢构件外包混凝土，可以保证建筑效果。
与钢牛腿组合给人一种轻盈的感觉，可以获得较好的视觉效果。
3.牛腿特征牛腿截面尺寸如下图所示：：4.工艺流程5.施工方案6.1构件的加工构件的加工包括轨道及支架预埋铁件的加工、支撑架体的加工、龙门架体的加工以及钢牛腿的加工等，在构建加工前，必须结合施工图纸及现场条件绘制深化图纸，经过审批后按图纸要求进行加工，具体钢牛腿加工工艺见下表，其余支架、龙门架及埋件等加工图纸见附件。
构件在加工完成后，根据起吊实验，选择好吊点，焊接起吊的吊耳，吊耳的选择和焊接焊缝必须经过设计验算6.2埋件的预埋及轨道的铺设在结构面浇筑混凝土前预埋钢轨和钢支架的预埋件，具体定位如下图所示，待混凝土浇筑完成并养护7天后开始进H型钢做轨道的铺设，通过焊接的方法将H型钢与预埋件可靠连接，不得松动，两段H型钢对接连接采用夹板固定，轨道与工字钢之间采用螺栓连接。
钢结构工程图纸中主要技术参数
钢结构工程图纸中主要技术参数
门式刚架组成
主结构-—柱、主梁、楼面梁、托梁、抗风柱、吊车梁（行车梁）、女儿墙立柱
次结构-—支撑体系（包括水平支撑、柱间支撑、系杆、制动桁架)、天沟、屋面檩条、墙面檩条、拉条、撑管
连接件—-高强螺栓、普通螺栓、花篮螺栓、自攻螺丝、铆钉等
围护结构——屋面板、墙面板、包边等
门式刚架名词
门式刚架结构功能形成原理
一个例子：本工程为单跨单层钢结构建筑
跨度24米，柱距6米,总长度60米，檐口高度6。
8米,牛腿标高5.0米，女儿墙标高8。
6米；建筑布置见建筑平面、立面图;吊车荷载2台，起重量5t，起重量3t。
平面布置图
立面布置图
刚架剖面图
柱的部件
梁的部件
柱间支撑
水平支撑
系杆
隅撑
吊车梁
框架组成
主结构--柱、主梁、次梁、女儿墙立柱、楼梯间的构造柱
次结构——楼面加强件、支撑体系(柱间支撑）、天沟、屋面檩条、墙面檩条、拉条、撑管
连接件——高强螺栓、栓钉、普通螺栓、自攻螺丝、铆钉等
围护结构——屋面板、墙面板、包边等
框架外围尺寸的简介
特殊构件介绍
天窗（气楼）-—通风、采光、美观的功能,天窗的样式比较多，常用的是人字型和圆弧形.
通风器——无动力和有动力两种,它们的构造防水要求比较高。
其他一些功能性部件——采光板、窗（塑钢、铝合金)门、落水管、排水沟等，这些东西比较好理解。
人字型天窗
圆弧型天窗。
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8设计计算说明书一．设计题目：某机加工车间设计 二．设计资料： 1. 车间基本参数某公司因生产需要，拟在济南郊区建设一座单层单跨机加工车间（设计使用寿命50年），车间建筑平面，剖面图见下图图1 车间建筑平面图‘图2 车间建筑剖面示意图车间采用排架结构，下部为排架柱和钢筋混凝土独立基础，上部采用钢屋架结构，屋架与排架柱铰接，车间内设有一台A4工作制的软钩梁式吊车，屋架下弦距离牛腿顶面1.8m ，轨道高度130mm 。
排架柱采用混凝土实腹矩形，吊车梁采用工字形钢吊车梁，抗风柱为矩形截面钢筋混凝土柱。
车间屋面采用75mm 厚彩色夹芯钢板，屋面檩条为C 型钢（5.22070180⨯⨯⨯C ）。
檩条间距约1.5m ，车间四周的围护墙，采用240mm 厚砖墙，内外各抹灰20mm 厚，纵墙塑钢窗洞口高为1.8m ，宽为2.4m ，上下共两层。
2. 车间荷载，材料自重，抗震设防等级 （1） 屋面活荷载标准值：0.52m kN （不上人屋面，无积灰荷载）（2） 基本风压：0.452m kN （3） 基本雪压：0.302m kN（4） 屋面75mm 厚夹芯钢板及檩条自重标准值：0.252m kN（5） 钢屋架及屋面支撑自重标准值：0.352m kN（6） 钢筋混凝土自重253mkN；砖及抹灰自重203mkN；回填土自重203m kN（7） 抗震设防等级：6度 3. 荷载组合（1） 钢屋架：为简化计算，屋面暂不考虑风荷载作用，首先计算一榀典型简支屋架的内力系数，然后计算在下述三种荷载标准值下的杆件内力：全跨永久荷载，全跨屋面活荷载，半跨屋面活荷载，然后进行内力组合。
（2） 排架柱：不考虑车间的空间作用，将钢屋架简化成刚度无穷大的水平横梁，两端与排架柱铰接连接，然后计算排架在各种荷载下的内力，最后进行内力组合。
4. 地质情况经过勘测，地表土为人工填土，1.2m 厚，不宜作为天然地基土，建议全部挖除；其下为粘土，地基承载力特征值kPa f ak 200=，压缩模量MPa E S 10=，适宜作为地基持力层，场地地下水静止水位埋深10.5m ，可不考虑水质对基础混凝土的侵蚀，最大冻土深度可按0.5m 考虑。
5. 主要构件材料（1） 钢筋：纵向受力钢筋采用HRB335级钢筋，箍筋采用HPB235级钢筋； （2） 混凝土： C30；（3） 钢材：Q235—B 或Q345—B 。
6. 设计分组屋架形式采用三角形钢屋架，屋面坡度采用0.21，吊车为A4工作制软钩3t 吊车，牛腿顶标高为5.1m.。
三．方案选择与布置1. 方案选择：由上述设计建筑平面图及剖面图，知厂房为m m 6624⨯,横向柱距为6m ，内墙由于建筑需要沿山墙内移500mm ，由设计资料知，厂房结构为排架结构。
2. 屋架形式尺寸及支撑布置：屋架形式及尺寸见屋架计算部分，支撑布置见下图：屋盖上弦水平支撑屋盖下弦水平支撑垂直支撑下层柱间支撑支撑布置：厂房长度为66m，跨度为24m，有轻级工作制吊车及第一开间尺寸为5.5m，可在厂房两端第二开间设置二道上弦横向水平支撑，并同时在相应的位置设置下弦横向水平支撑，并在同一屋架的跨位置设置垂直支撑，上弦檩条可兼作系杆，故不另设。
在下弦跨中央设置一道通长的柔性系杆，在厂房两端的第一开间下弦各设三道刚性系杆，由于温度区段 150m，且设防裂度为6度，故仍仅在厂房中部设一道下层柱间支撑，同时上部设上层柱间支撑，上层柱间支撑还应与楼盖支撑同开间设置。
四．内力分析计算：1.屋架尺寸及形状：（1） 檩条布置：根据设计容许檩距，将檩条布置于上弦节点上，同时还应布置在节间点上，檩距为1.656m ，檩条跨度为6m ，由于m L m 64≤ ，在檩条跨中设置拉条。
（2） 屋架尺寸：计算跨度mm L L 237003000=-=，屋面倾角057.2621arctan==α。
8944.0cos ,2447.0sin ==αα。
屋架跨中高度mm h 59250.2223700=⨯=，上弦总长度mm L L 132498944.0223700cos 20=⨯==α，节间长度mm a 3312413249'==，节间水平投影长度mm a a 5.2962cos '==α，檩条间水平投影长度mm a L 3.14815.29622121'=⨯==。
（3） 屋架荷载计算：恒载：○1屋面75mm 厚夹芯钢板及檩条自重标准值为0.252m kN○2钢屋架及屋面支撑自重标准值为0.352m kN活载：取屋面活荷载及基本雪压的标准值较大者为0.502m kN故：作用在屋架上弦檩条处活荷载集中力标准值为kN Q qk 444.44813.165.0=⨯⨯=作用在屋架上弦檩条处屋面板集中力标准值为kN Q Gk 222.24813.1625.01=⨯⨯= 作用在屋架上弦节点处屋架恒重集中力标准值为kN Q Gk 221.69626.2635.02=⨯⨯= （4） 故作用在檩条处的荷载： 恒载 kN Q Gk 222.21= 活载 kN Q qk 444.4=（5） 故作用在节点处的恒载标准值为kN F Gk 665.10222.22221.6=⨯+=设计值为kN F F Gk G 1798.12665.102.12.1=⨯== 节点处的活荷载标准值为kN F qk 888.8444.42=⨯=设计值为kN F F qk q 443.12888.84.14.1=⨯== （6） 节点处荷载由可变荷载效应控制的组合 kN F F F qk Gk 024.254.12.1=+= 由永久荷载效应控制的组合 kN F F F qk Gk 108.234.17.035.1=⨯+= 故节点处的荷载设计值为kN F 024.25=（7） 檩条处荷载设计值 kN Q Q F qk Gk 888.8444.44.1222.22.14.12.11'=⨯+⨯=+= （8） 节间荷载转化为节点荷载产生弯矩m kN L F M ∙=⨯⨯==583.69626.2888.84141''0， 弦杆在端处正弯矩m kN M M ∙=⨯==266.5583.68.08.00'弦杆中间节点正弯矩及节点负弯矩为m kN M M ∙=⨯==950.3583.66.06.00'2. 屋架杆件内力计算：分别对屋架施加半跨荷载及全跨荷载求得各杆的内力系数如下：左半跨荷载全跨荷载由于屋架的对称性，故取屋架左半部分为对象，计算内力如下表：kN F 024.25=,kN F G 798.12=,kN F q 443.12=3. 屋架杆件截面选择：屋架钢材选用Q235—B 钢，2215mm Nf =弦杆端节间最大内力为197.55kN,由焊接屋架节点板厚度选用表，可选用屋架中间节点板厚度为6mm,支座节点板厚为8mm 。
（1） 上弦杆：整个弦杆不改变截面，按最大内力计算，kN N 55.197max -=，由于节间荷载存在，故上弦杆应按压弯构件计算。
整个上弦杆的弯矩图如下：弯矩作用平面内的计算长度mm l ox 2331=，侧向无支撑mm l l ox oy 62462==。
初选上弦杆截面为101402⨯L ，如右图所示，28.544.272cm A =⨯=，mm R 14=，m i x c 34.4=，m i y c 12.6=，3min ,3max ,2.1016.502,2701352cm W cm W x x =⨯==⨯=，查截面塑性发展系数得20.1,05.121==x x r r 。
○1强度验算：正弯矩截面： 223623max ,21565.541027005.110266.5108.541055.197mm N f mm N W r M A N nx x x n ==⨯⨯⨯+⨯⨯=+ 负弯矩截面：223623min ,21501.69102.10120.110950.3108.541055.197mm N f mm N W r M A N nx x x n ==⨯⨯⨯+⨯⨯=+ 均满足要求。
○2弯矩作用平面内稳定验算：由图可知，上弦杆AB 的内力最大，最大正弯矩在节间，最大负弯矩在节点处，正弯矩使角钢水平边受压，max ,1x x W W =；节点处最大负弯矩使角钢水平边受拉，min ,2x x W W =，因所考虑的杆端相当于两端支撑构件，其上同时有端弯矩和横向荷载并使构件产生反向曲率的情况，由规范查等效弯矩系数85.0=mx β。
[]150313.764.433312====λλ x ox x i l 。
按b 类截面查表712.0=x ϕ，欧拉临界力kN EA Nx EX23.173910313.761.1108.541006.21.13225222'=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-πλπ，AB 杆kN N 55.197=。
可知1136.023.173955.197'==EX N N 。
()223623'1121599.671136.08.011027005.110266.585.0108.54712.01055.1978.01mm N f mm N N N W r M ANEX x x xmx x ==⨯-⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+∴βϕ对单轴对称截面的压弯构件()223623'2221591.61136.025.11102.10120.110266.585.0108.541055.19725.11mm N f mm N N N W r M AN EX x x xmx ==⨯-⨯⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-- β以最大负弯矩进行验算：m kN M x ∙=950.3，20.1=x r ，3min ,80cm W W x x ==。
()223623'21502.811136.08.01102.10120.110950.385.0108.54712.01055.1978.01mm N f mm N N NW r M ANEX x x xmx x ==⨯-⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+ βϕ综上所述，平面内长细比和稳定性都满足要求。
○3平面外的稳定性验算：截面影响系数0.1=η，等效弯矩系数85.0==mx tx ββ，轴心压力kN N kN N 27.186,55.19721==。
计算长度m l oy 4c .662=，[]15024.10812.64.662====λλ yoy y i l 因44.271404.66258.058.01410140=⨯===b l t b oy ，故对y 轴扭转效应的换算长细比为74.112104.662140475.0124.108475.01224224=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=t l boy y yz λλ，查b 类截面543.0=y ϕ，用最大正弯矩验算：m kN M x ∙=266.5，3max ,270cm W W x x ==。