钢牛腿设计及工程实例
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。
H型钢组牛腿制作示意图
H型钢组牛腿制作示意图
0301、先用油压机将牛腿翼缘板弯制，并用样板检验；
0302、对翼缘与腹板接触面以及周围20mm内进行打磨，除去铁锈、氧化皮等；划出两块翼缘中心线和腹板位置线；备注：根据设计的要求和工艺要求决定是否开坡口；
0303、进行T型组立；并检验腹板的垂直度和腹板的偏心度，符合要求后先点固焊两端部，之后点固焊，点固焊缝长度宜采用30~40mm，点固焊缝的间隔宜采用200~300mm。
点固焊焊点表面应平坦、均匀、无缺陷；
0304、H 型组立，并检验腹板与翼缘的垂直度和腹板的偏心度、组装间隙等，符合要求后点固两端头；
0305、对整个牛腿进行点固，焊缝长度宜采用30~40mm，点固焊缝间隔150~200mm；
0306、组立合格后安装引熄弧板；气保焊引熄弧板尺寸为50×50mm；
0307、对牛腿焊缝进行焊接；
0308、焊接完成后切除引熄弧板；0309、检验合格后交检验员专检。
钢牛腿施工方案
钢牛腿施工方案1. 简介钢牛腿是一种常见的工程结构支撑装置，主要用于支撑大型建筑物或桥梁。
本文主要介绍钢牛腿的施工方案，包括施工准备、施工过程和施工注意事项等内容。
2. 施工准备2.1 材料准备•现场需要准备好所需的钢材、连接件、螺栓等材料。
•确保钢材质量符合标准要求，连接件和螺栓无损坏。
2.2 工具准备•准备好切割机、起重机、焊接设备等施工所需的工具设备。
•确保工具设备正常运转，避免施工过程中出现故障。
3. 施工过程3.1 基础处理•在施工现场测量确定钢牛腿的安装位置，清理基础表面，确保平整无杂物。
•根据设计要求进行基础的预埋件安装，确保预埋件位置准确。
3.2 钢牛腿安装•使用起重机将钢牛腿逐节吊装至预埋件位置，注意保持钢牛腿垂直。
•在吊装过程中，要确保操作人员安全，合理分配吊装力量，防止意外发生。
3.3 连接固定•使用焊接设备对钢牛腿与预埋件进行焊接连接，确保连接牢固。
•使用螺栓对连接部位进行固定，检查确认固定牢固可靠。
4. 施工注意事项4.1 安全第一•操作人员在施工现场必须佩戴好安全防护装备，确保安全施工。
•严格遵守施工现场安全操作规程，杜绝发生安全事故。
4.2 质量控制•在施工过程中，要保证每个工序的质量符合相关标准要求。
•根据设计要求进行施工，确保结构稳固可靠。
4.3 施工环境•施工现场要保持整洁，确保施工环境安全卫生。
•尽量减少外部干扰，确保施工按计划进行。
结语钢牛腿施工是一项重要的工程操作，需要严格按照设计要求和施工方案进行操作，确保施工质量和安全。
通过本文的介绍，希望能够为相关施工人员提供一定的参考和帮助。
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。
新型钢牛腿球形支座节点施工工法(2)
新型钢牛腿球形支座节点施工工法新型钢牛腿球形支座节点施工工法一、前言钢牛腿球形支座节点是一种新型的结构节点连接方法，通过采用特殊的设计和施工工法，可在工程中实现更加稳定和可靠的连接。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点 1. 球形支座设计：采用球形支座连接节点，使得连接更加强固，并能够承受大的扭矩和剪力。
2. 钢牛腿支撑：将牛腿设计为钢材制成，增强了节点的承载能力和稳定性。
3. 独特的连接方式：通过采用锁紧螺栓和油压装置，实现节点的紧固和固定，保证了连接的稳定性和可靠性。
4. 快速施工：采用预制球形支座和钢牛腿，可以在现场快速安装和施工，节省了时间和人力成本。
三、适应范围该工法适用于大型建筑、桥梁、道路等工程的节点连接，特别适用于承载力要求高和连接稳定性要求严格的场合。
四、工艺原理通过锁紧螺栓和油压装置的作用，实现球形支座和钢牛腿的紧固和固定。
锁紧螺栓提供初始固定力，而油压装置则提供额外的扭矩和剪力传递，确保连接的稳定性和可靠性。
五、施工工艺1. 准备工作：清理节点连接面和准备所需的材料和机具设备。
2. 安装球形支座：将预制的球形支座安装到节点连接面上，并固定好。
3. 安装钢牛腿：将钢牛腿安装到球形支座上，并通过螺栓进行初始固定。
4. 紧固节点：使用油压装置对球形支座和钢牛腿进行紧固，确保连接的稳定和可靠。
5. 检查和测试：对节点连接进行检查和测试，确保连接的质量和性能达到设计要求。
六、劳动组织施工过程需要具备一定的劳动组织能力，包括人员的合理安排、施工进度和质量的控制等。
七、机具设备施工过程中需要使用锁紧螺栓、油压装置、起重设备等机具设备，以完成节点连接和紧固工作。
八、质量控制施工过程中需要进行质量控制，包括节点连接的平整度、紧固力的控制以及油压装置的检测和调试等。
九、安全措施施工中需要严格遵守安全操作规程，包括固定脚手架、使用安全带、保护设备等安全措施，确保施工人员的安全。
钢牛腿设计及工程实例
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 Bf1=400mm ， Bf2=300mm，t1= t2=24mm，tw=16mm，hw=452mm，截面塑性发展系数γ =1.05。
1、翼缘对接焊缝受力：Biblioteka F M / H 416kN
上翼缘焊缝应力： F / t1B f 1 43.33＜f wt 185N / mm2
，满足抗拉强度要求。
2、腹板双面角焊缝应力： V f 71.65＜f wf 160 N / mm2 ，满足抗剪承载力要求。 2*0.7* h f *(hw 20)
截面 形式 工形 π形
截面面积 （cm2） 240.3 248.3
表 1 截面特性 抗弯模量 抗弯模量 3 Wxmax（cm ） Wxmin（cm3） 4694.2 3879.1 3967.9 1960.6
抗剪承载力 最大值（kN） 855.4 1406.1
2.2 端部截面验算 牛腿端部截面面积 An An B f 1 * t1 B f 2 * t2 tw * hw 24032mm2 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 y y [ B f 2 * t22 / 2 tw * hw *(hw / 2 t1 ) B f 1 * t1 *(t1 / 2 t2 hw )]/ An 273.77mm 形心轴以上面积对形心轴的面积矩 S S B f 1 * t1 *(hw t2 t1 / 2 y) (hw t2 y)2 * tw / 2 2383805mm3 截面惯性矩 I I B f 1 * t13 /12 B f 1 * t1 *(hw t2 y t1 / 2) tw * hw3 /12 tw * hw *(hw / 2 t2 y)
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=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=3442370.3mm3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<125 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。
一种装配式钢牛腿的设计计算
一种装配式钢牛腿的设计计算通过实例阐述装配式钢牛腿的结构形式，分别用传统的材料力学公式简算和有限元分析，经比较推荐有限元分析的计算方法。
标签：装配式钢牛腿；计算；有限元1 前言在桥梁建设的大型临时设施中，装配式钢牛腿通常的做法是在主体浇筑时预留孔洞，并预埋一定数量的精轧螺纹钢筋（以下简称钢筋），牛腿在钢结构工厂加工成型，运输到现场吊装到预留孔洞内，接长预埋钢筋，并施加一定的预加力。
竖向荷载传递至牛腿顶面时，靠牛腿底面及撑脚受压、钢筋受拉的组合受力模式将竖向荷载传递至主体。
本文通过在建的桃花峪黄河大桥主塔上横梁托架中的装配式钢牛腿实例阐述其设计计算方法，以期对同类工程大临设计是有益的借鉴。
2 实例工程概况桃花峪黄河大桥是河南省规划的武陟至西峡高速公路跨越黄河的一座特大桥，主桥（160+406+160m）为自锚式悬索桥。
南塔总高136.06米，北塔总高133.56米。
主塔总体施工方案为：塔柱采用液压爬模施工；下横梁采用落地支架浇注；上横梁采用悬空托架浇注。
实例中装配式钢牛腿用于上横梁托架中边横梁的支撑。
3 结构及简算3.1 牛腿结构实例中牛腿结构如图一示。
牛腿的安装步骤为：①接长预埋钢筋，在预留孔底部抄垫钢板调整标高；②安装牛腿，拧紧钢筋螺母；③待托架纵横梁安装后张拉钢筋，单根施张50t；④在牛腿顶部抄垫钢板后在撑脚与塔柱间灌浆。
3.2 简算由托架整体计算知实例牛腿顶竖向设计荷载为1428KN，受力图式如图四所示，由静力平衡知F3=F1=1428KN、F2=F4，对F3作用点取矩：F2×(0.576+0.25)=F1×0.6 得F2=F4=1038KN实例牛腿与普通牛腿比较，是通过钢筋受拉、牛腿底面及斜撑受压来实现结构稳定的，其共同的作用就相当于普通牛腿的焊接作用。
在简算阶段可将其看作普通焊接牛腿，既将实例牛腿看作三腹板悬臂深梁，假定其符合平截面假定，焊接面在下部抄垫钢板的外缘，钢筋和斜撑在悬臂段产生的偏心拉压应力相互抵消，牛腿只在F1作用下的受力情况。
钢筋混凝土单层工业厂房中牛腿怎么计算
钢筋混凝土单层工业厂房中牛腿怎么计算范本1：一、引言1.1 钢筋混凝土单层工业厂房中牛腿的作用及重要性1.2 本文档的目的和范围二、相关背景知识2.1 钢筋混凝土结构概述2.2 牛腿在工业厂房中的作用与特点2.3 牛腿的分类及常见构造形式三、牛腿计算方法3.1 牛腿受力分析3.2 牛腿计算公式及应用3.3 牛腿的尺寸与配筋计算四、案例分析4.1 工业厂房牛腿计算实例一4.2 工业厂房牛腿计算实例二4.3 工业厂房牛腿计算实例三五、风险评估与控制5.1 牛腿计算中存在的风险因素5.2 防范措施及应急预案六、其他考虑因素6.1 牛腿与其他结构构件的连接方式6.2 牛腿与混凝土地面的接触处理附件：1. 工业厂房牛腿计算实例数据表格2. 工业厂房牛腿设计图纸法律名词及注释：1. 建筑法：指国家规定的有关建筑标准和规范的法律法规。
2. 土木工程法：指土木工程建设和土木工程管理所适用的法律法规。
3. 建造法：指建筑工程的合同、招标、施工和监理等方面的法律法规。
范本2：一、问题描述1.1 钢筋混凝土单层工业厂房中牛腿的作用和必要性1.2 本文档的目标和范围二、相关知识概述2.1 钢筋混凝土结构基本原理2.2 牛腿的定义和作用2.3 牛腿的形式和分类三、牛腿计算方法3.1 牛腿受力分析与设计要求3.2 牛腿计算公式及应用实例3.3 牛腿尺寸与配筋计算四、实例分析4.1 工业厂房牛腿计算实例一4.2 工业厂房牛腿计算实例二4.3 工业厂房牛腿计算实例三五、风险评估和控制措施5.1 牛腿计算中的风险因素5.2 风险控制措施和安全注意事项六、其他考虑因素6.1 牛腿与其他结构构件的连接方式6.2 牛腿与混凝土地面的接触处理附件：1. 工业厂房牛腿计算实例数据表格2. 工业厂房牛腿设计图纸法律名词及注释：1. 建筑法：指国家规定的有关建筑标准和规范的法律法规。
2. 土木工程法：指土木工程建设和土木工程管理所适用的法律法规。
钢牛腿焊缝计算范文
钢牛腿焊缝计算范文引言：在工程领域中，焊接是一项非常重要的技术。
焊接可以将金属材料通过热力或压力连接在一起，形成强固的焊缝。
钢牛腿是一种常见的工程结构，它需要焊接来保证结构的稳定性和强度。
在进行钢牛腿焊缝计算时，需要考虑到焊接的强度、外力作用和其他相关因素。
本文将介绍钢牛腿焊缝计算的基本原理和方法。
一、焊接设计原则：在进行焊接设计时，需要考虑以下几个原则：1.焊缝的强度应满足结构使用的要求，一般要求焊缝的强度不低于基底材料的强度。
2.焊缝的宽度和长度应符合结构的要求，一般要求焊缝的宽度和长度要满足一定的比例关系。
3. 板厚大于3mm的钢材，在进行焊接时一般采用对接焊缝，板厚小于3mm的钢材，在进行焊接时一般采用角焊缝。
二、焊缝尺寸计算：对于钢牛腿的焊缝计算，需要考虑到以下几个主要因素：1. 板厚：板厚是焊缝计算的重要参数，它决定了焊接的方式和尺寸。
一般来说，板厚大于3mm的钢材采用对接焊缝，板厚小于3mm的钢材采用角焊缝。
2.焊接方式：钢牛腿焊缝通常使用电弧焊进行焊接，可以根据具体情况选择适当的焊接方式，如手工电弧焊、埋弧焊、氩弧焊等。
3.强度要求：焊缝的强度要求一般要求不低于基底材料的强度，可以根据实际情况进行计算。
三、焊缝计算方法：在进行焊缝计算时，可以根据以下方法进行计算：1. 对接焊缝计算：对于板厚大于3mm的钢材采用对接焊缝，可以根据对接焊缝的尺寸和基底材料的强度计算焊缝的强度。
具体的计算公式如下：焊缝强度=基底材料的强度*焊缝面积2. 角焊缝计算：对于板厚小于3mm的钢材采用角焊缝，可以根据角焊缝的尺寸和基底材料的强度计算焊缝的强度。
具体的计算公式如下：焊缝强度=基底材料的强度*焊缝长度*焊缝高度四、实例分析：假设一根钢牛腿的板厚为8mm，基底材料的强度为400MPa，焊缝的尺寸为10mm * 20mm。
根据对接焊缝计算公式，可以得到焊缝的强度为：焊缝强度 = 400MPa * 10mm * 20mm = 80kN结论：钢牛腿焊缝的计算是一项重要的工程任务，通过合理的焊缝设计和计算，可以保证钢牛腿的稳定性和强度。
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。
钢筋混凝土牛腿的设计
（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%
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
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，
（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
Fhk Fvk 1 0.5 Fvk
f tk bh0 0.5 a h0
牛腿支撑施工措施及结构计算示例
1仓号属性及技术要求1.1仓号属性溢洪道堰闸段弧门牛腿仓号的基本工程特性如下：溢洪道堰闸段弧门牛腿位于堰闸段左右两侧，牛腿属于悬挑式结构，悬挑砼长度为3.0m，其中二期砼宽度为0.5m,左右两侧对称，一期砼牛腿底部桩号范围为溢0+035.538～溢0+041.050，高程点分别为EL1846.081和EL1848.552,牛腿顶部桩号范围为溢0+034.035～溢0+039.968，高程点分别为EL1850.850和EL1851.986；牛腿与水平面倾斜角度为17.4893度，牛腿中设置有次锚索12根。
1.2技术要求为保证底部支撑系统及模板在浇筑过程中均匀受力，要求浇筑时严禁集中受料，浇筑高度应控制在每小时不大于0.5m控制，使砼均匀上升。
2施工方案2.1模板设计方案溢洪道堰闸段弧门牛腿支撑采用预埋Φ25工字钢做悬臂钢支撑平台，在平台上面每隔60cm放置一根Φ22工字钢（具体尺寸见附图），在工字钢上面采用型钢材料做成支撑平台形成砼底模，同时在浇筑40仓砼时，预埋钢筋蛇型柱，侧面及底模模板拉杆焊在蛇型柱上面。
2.2砼浇筑施工方案2.2.1预埋工字钢溢洪道堰闸段边墙砼施工至40仓和50仓时在砼中预埋Φ25工字钢，工字钢埋设前先进行测量放点，利用测量控制点放置工字钢并加固牢固，EL1845层埋设的工字钢端头焊接80cm长，Φ16钢筋，钢筋需带弯钩，与工字钢焊接焊缝长度不小于5cm,钢筋埋设方向与工字钢垂直。
工字钢埋设时在靠近砼边缘处沿工字钢周围包一层5cm宽的低发泡，待砼浇筑完毕，拆完支撑后割除工字钢，工字钢割除时伸入砼表面面约3cm 深，割除后在砼表面按相关缺陷处理措施施工。
2.2.2钢支撑安装⑴钢牛腿焊接及钢梁安装钢牛腿采用Ι25工字钢作为斜支撑，斜支撑焊接时焊缝须满焊，保证钢牛腿焊接质量。
钢牛腿顶部用22a“工”字钢。
钢梁安装前首先要复测钢牛腿顶部高程，然后铺设工字钢，两工字钢若存在缝隙，用型钢材料垫实，若工字钢支撑横梁材料长度不足需焊接时，接头尽量布置在工字钢横梁上，两工字钢焊接时采用钢板焊接，焊缝须满焊。
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
钢牛腿在工业厂房改造中的应用
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｅ ｉａ ｉ ｎ ｏ ａ ｌ ｕ ｎ ｌ ｎ ｆ ｅ ｉ ｇ ｅ ｅ ｔ ｉ ｌ ｎ ｓ ｇ ｆ ｖ ｎｔｌ ｔｏ ｆ ｃ ｂ ｅ ｔ ｎ ｅ ｓ ｉ ｕ ｌｎ ｌ ｃ ｒ ｃ ｐ ａ ｔ
ＹＵＡＮ Ｙｅ （ ｒｈ ｒ ｇｎ ｅ ｉｇ ＆ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｃ ｒ ｏ ａｉｎ， Ｍ Ｃ Ｎｏ ｔ ｅｎ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｐ ｒｔ ｏ Ｃ， Ａｎ ｈ ｎ １ ４ ０ ， Ｃｈｎ ） ｓａ １０ ９ ｉａ
经 计算 ，可 知 通 廊 传 给 钢 牛 腿 的 荷 载 设 计 值 为 Ｖ＝
２ ０ｋ ８ Ｎ，对 框 架 柱 边 弯 矩 Ｍ 一 ２ ０ ０ ２ — ７ ． Ｎ ・ ８ × ． ７ ５ ６ｋ ｍ， 钢 牛腿 与 钢 板 采 用 １ ０ ｍｍ高 角 焊 缝 围焊 。
－． －． ＿． －． … ． －． … ． －． －． －． － ． … ． －． －． －
抗 弯强 度 ：翼 缘 厚 ￡ ０ｍｍ，受 压 翼 缘 自由 外 伸 宽 度 一２
ｅ ｉｏ ｎｖ ｒ ｎｍ ｅ ｅ ｅ ｐｌ ｎ ｄ． ｈ ａ ｔ ｓ ｉ ｌ ｅ ｃｉｇ ｕｎ ｌｖ ｎｔｌｔｏｎ ａ ｅａｎ ｌ ｚ ｄ ｎｔａｒ ｘ ａｉｅ Ｔ ｅ ｆ ｃ ｏｒ ｎｆｕ ｎ ｎ ｔ ｎｅ ｅ ｉａ ｉ ｒ ａ ｙ ｅ ．Ｔｈｕｓ ｔ ｅ ａ ｒ ， ｈ ｐｐ ｏｐｒａ ｅｍ ｅ ｓ ｅ ｏｒｅ ｕｒｎ ｉ ｔ ａ ｕｒ ｓｆ ｎｓ ｉｇ ｓ ｏ ｈ ｖ ｎｔｌ ｔｏｎ ｏｆｔ ｎｎｅｓ ａ ｅ ｄｅ ｉ ｅ ｍ ｏｔ ｅ ｉａ ｉ ｕ ｌ ｒ ｓｇｎ ｄ．
Ｋｅ ｒ ｓ ｒ ｎ ｆｖ ｌ ｇ ； ｃ ｅ ｆ ｉｎ ｆｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｏ ｒ ｃ ｉ ｎ； ｈ ａ ｉｓｐ ｔｎ ａ ａ ｉｙ ｆ ｃ ｏ ｆｌ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ： ａ ｋ ｏ ｏ ｔ ｅ ａ ｏ ｆｉ ｅ ｔｏ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｃ ｒ ｅ ｔ ｃ ｏ ｅ ｔｄ ｓ ｉ ａ ｉ ｇ ｃ ｐ ｃｔ ； ａ ｔ ｒ ｏ ｏ ｓ
探析混凝土结构的钢牛腿设计
探析混凝土结构的钢牛腿设计1 、概述在水电站厂房中，混凝土牛腿是一种传统的支撑结构，具有施工简单、安全可靠等优点。
但也存在一定的缺点，由于牛腿凸出墙体表面，限制了滑模的使用，对墙体施工的进度有一定的影响。
为解决这个问题，考虑在墙体表面预埋钢板，然后再将钢牛腿再与钢板焊接的结构型式（见图1）。
这样，可以在墙体施工完毕以后，再进行钢牛腿的安装，加快了厂房主体工程的施工进度，具有一定的经济效益。
2 、工程设计实例某涉外水电站发电机层板梁采用钢牛腿支撑，牛腿荷载由上部板梁传来，经计算梁端剪力设计值V=500kN，牛腿端部产生的弯矩设计值M=Ve=75kN.m。
初步拟定牛腿端部截面尺寸见图2，其中，，，，，塑形发展系数。
钢板采用Q235级钢材。
根据规范要求，需验算钢牛腿端部截面、连接焊缝以及混凝土预埋件在剪力及弯矩作用下的承载力。
2.1 端部截面承载力验算牛腿端部截面面积24000mm2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y=180mm形心轴以上面积对形心轴的面积距s=1710000mm3截面惯性矩=490897500 mm4形心轴以上、以下截面模量2727208 mm32727208mm3上翼缘外边缘的正应力26.2 <215N/ mm2，上翼缘抗弯满足规范要求。
26.2 <215N/ mm2，下翼缘抗弯满足规范要求。
截面形心轴处的剪应力<120 N/ mm2，截面抗剪满足要求。
以下验算截面腹板计算高度边缘处的折算应力：N/ mm2腹板下端以上截面对形心轴的面积矩：，满足规范要求满足规范要求。
2.2 焊缝承载力验算偏安全考虑，上端部弯矩全部由牛腿翼缘承担，端部剪力全部由牛腿腹板承担。
基于以上考虑，牛腿的上、下翼缘与混凝土表面预埋钢板的连接采用与母材等强的对接透焊，焊缝质量等级为二级，焊缝强度可不必验算。
牛腿腹板与柱连接采用通长双面贴角焊缝，焊脚尺寸腹板双面角焊缝应力：，满足规范要求。
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1、翼缘对接焊缝受力：
F M / H 416kN
上翼缘焊缝应力： F / t1B f 1 43.33＜f wt 185N / mm2
，满足抗拉强度要求。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2、腹板双面角焊缝应力： V f 71.65＜f wf 160 N / mm2 ，满足抗剪承载力要求。 2*0.7* h f *(hw 20)
f
tw * hw * f v 59.79＜f wf 160 N / mm2 ，满足抗剪承载力要求。 4*0.7* h f *(hw 20)
3. 结语
本工程牛腿上部钢梁承担有 31.8m 钢桁架栈桥支座， 大跨度栈桥为其下的道 路提供了通行便利，自 2009 年竣工后使用效果很好。设计中优先选择了抗弯能 力显著的“工”形作为牛腿端部截面，实现了截面的优化设计。而且通过文中的 对比不难发现，当柱外竖向荷载偏心较小，即牛腿端部弯矩很小时，可考虑采用 抗剪能力突出的“π ”形截面。 钢牛腿在工业建筑中应用普遍，但是计算过程较为繁琐，因此目前多采用经 验设计。如果将本文中的计算步骤转化为 excel 表格辅助计算，则可以极大提高 计算速度，同时有助于比较得出优化方案，减少钢材浪费。
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。
本工程中牛腿上翼缘承受沿腹板平面的集中荷载，且以动荷载为主，故考虑 在集中荷载处的牛腿腹板两侧设置支承加劲肋。加劲肋按照压弯构件考虑，其强 度和局部稳定可参照《钢规》 （GB50017-2003）第 5.2.1 条和第 5.4.2 条验算，本 文不再赘述。以下验算腹板计算截面高度边缘处的折算应力： 腹板下端对形心轴的截面模量 W’n2
腹板下端的剪应力τ
1
1 VS1 / Itw 57.68N / mm2
腹板下端的折算应力
(12 312 ) 111.24＜ 1.1*215N / mm2 ，满足承载力要求。
2.3 焊缝连接验算 考虑牛腿端部内力向柱传递时，原则上端部弯矩全部由牛腿翼缘承担，端部 剪力全部由腹板承担。牛腿腹板与柱的连接，除对端部剪力进行验算外，尚应以 腹板净截面面积的抗剪承载力设计值的 1/2 来确定。 基于以上假定，牛腿的上、下翼缘与柱连接采用完全焊透的对接焊缝，当焊 缝质量等级为一、二级时，焊缝与钢材为等强连接，焊缝强度可不必验算；当质 量等级为三级时，对接焊缝抗拉强度设计值低于钢材本身，尚需验算焊缝的抗拉 强度。 本工程按三级对接焊缝验算抗拉。牛腿腹板与柱连接采用通长双面贴角焊 缝，焊脚尺寸 hf=12mm。
W 'n 2 I /( y t2 ) 4251845.87mm3
腹板下端以上截面对形心轴的面积矩 S1
S1 B f 1 * t1 *(hw t2 t1 / 2 y) hw * tw *(hw / 2 t2 y) 1884732mm3
腹板下端的正应力σ
1
1 M / W 'n 2 48.92 N / mm2
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 Bf1=400mm ， Bf2=300mm，t1= t2=24mm，tw=16mm，hw=452mm，截面塑性发展系数γ =1.05。
1 Wn1 42.2＜215N / mm2 ，上翼缘抗弯满足。
下翼缘外边缘的正应力 σ2
2 Wn 2 51.07＜215N / mm2 ，下翼缘抗弯满足。
截面形心轴处的剪应力 τ
= VS / Itw 72.95＜ 120 N / mm2 ，截面抗剪满足。
截面 形式 工形 π形
截面面积 （cm2） 240.3 248.3
表 1 截面特性 抗弯模量 抗弯模量 3 Wxmax（cm ） Wxmin（cm3） 4694.2 3879.1 3967.9 1960.6
抗剪承载力 最大值（kN） 855.4 1406.1
2.2 端部截面验算 牛腿端部截面面积 An An B f 1 * t1 B f 2 * t2 tw * hw 24032mm2 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 y y [ B f 2 * t22 / 2 tw * hw *(hw / 2 t1 ) B f 1 * t1 *(t1 / 2 t2 hw )]/ An 273.77mm 形心轴以上面积对形心轴的面积矩 S S B f 1 * t1 *(hw t2 t1 / 2 y) (hw t2 y)2 * tw / 2 2383805mm3 截面惯性矩 I I B f 1 * t13 /12 B f 1 * t1 *(hw t2 y t1 / 2) tw * hw3 /12 tw * hw *(hw / 2 t2 y)
B f 2 * t23 /12 B f 2 * t2 *( y t2 ) 1061976353mm4
形心轴以上、以下截面模量 Wn1、Wn2
Wn1 I /(hw t2 y t1 ) 4694198mm3
Wn 2 I / y 3879106mm3
上翼缘外边缘的正应力 σ1