不同截面钢牛腿设计计算(excel)教案资料

= 1188062203 mm4 净截面的上
Wn1=In/(y+0.
Wn2=In/(Fra Baidu bibliotekw+t
下翼缘外边 σ=M/ Wn2=
截面形心轴 τ=VS/(Itw)=
截面腹板下
W’ 下翼缘对形
腹板下端的正 应力σ1
腹板下端的剪 应力τ1
腹板下端的折 算应力
S1=t2*bf2*(h
σ1= M/W’n2= τ=VS1/(Itw)= √(σ12+3τ12)=
τ=V*S/(I*n*tw)=
37.53 N/mm2<120 N/mm2
组合应力
三、 牛腿与 柱的连接焊 缝计算：
2 3 2 = 75.03766125 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，而弯矩则由全部焊缝承受。
= 544441872.7 mm4 上缘焊缝截面的抵抗矩W1=I/(y+t)= 2901174.31 mm3
腹板下缘焊缝截面的抵抗矩W2=I/(h+tf-y)= 1626960.553 翼缘采用角焊缝，其应力为：
σf=M/Wn1= 52.17887097 N/mm2 <fWt=185 N/mm2 ,满足要求
腹板宽tw 腹板高度h
172.18
形心轴以上 面积对形心 轴的面积矩S
净截面的惯 性矩In
净截面的上 、下抵抗矩 Wn1、Wn2
S=b*tf*(y-0.5*tf)+n*(y-tf)*tw*0.5(y-tf)=
1654953.19
腹板中心距与
y的距离a=
(0.5*h+tf-y)=
93.81818182
In=b*tf^3/12+b*tf*(y-0.5tf)^2+n*(tw*h^3/12+tw*h*a^2）=
Wn1=In/y=
3663038.367 mm3
Wn2=In/(h+tf-y)=
上翼缘外边的正应力σ
σ=M/ Wn1=
41.33
截面形心轴
处的剪应力
τ
τ=VS/(I*n*tw)=
47.29
1834425 mm3 N/mm2<120 N/mm2
4513615.901 mm3 4420160 mm3
33.94 N/mm2<215
,满足要求
74.24 N/mm2<215
,满足要求
4699936.475 mm3
2086260.87 mm3
31.92 N/mm2
62.71 N/mm2
113.22 N/mm2<1.1*
三、 牛腿与 由于牛
的传力方式 的连接焊缝 翼缘采用对
不同截面钢牛腿设计计算
钢牛腿设计计算截面一（T型多腹板）
一、计算资
料
1、牛腿尺寸（单位：mm）
上翼缘宽b
500
上翼缘厚tf
16
2、荷载
竖向压力设计
值柱F边=与竖向压
504.6 KN
3、材料
力距离e=
0.3 m
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t(mm)=
6.3
H=M/ho=
上翼缘焊缝 σ
下翼缘焊缝 σ
腹板采用两 τ
292.97 kN
36.62 N/mm2 36.62 N/mm2
74.40 N/mm2
腹板）
14
n2
500
mm
mm3 6.31E+08 mm4
,满足要 求
,满足要 求 ,满足要 求
s=tf*b*(y-0.5tf)= 1E+06
假定腹板焊缝承受所有剪 t+tf))/(2*b*t+2*n*(h-t)*t)
腹板采用角焊缝，其应力为：
腹板下端的正 应力σ1
σ1= M/Wn2=
93.04 N/mm2
腹板下端的剪 应力τ1
τ=V/ （0.7*(hf*lw)=
38.46368452 N/mm2
hf*lw=2*b*t+2*n*t*（h-t）= 18741.24 mm 腹板焊缝在控制点处的强度验算
( )2 2
f
N/mm2<120 N/mm2
,满足要求 ,满足要求
截面腹板上 端抵抗矩W’
n3
W’n3=In/(y-tf)=
4038297.245 mm3
腹板下端的正 应力σ1
σ=M/ Wn2=
82.52 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=
37.48609645 N/mm2<120 N/mm2
a=0.5(h-t)+tf+t- 87.787 +
mm3
1E+06
型)
14 500
mm mm3
,满足要
,满足要 ,满足要
,满足
=
N/mm2
<fWf=160N/ 85.41648517 mm2
,满足要求
钢牛腿设计计算截面二(H型)
一、计算资 牛腿尺寸
荷载 材料
牛腿翼 连接，腹板
上翼缘宽bf1
500
下翼缘宽bf2
500
竖向压力设计
柱边与竖向压
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
二、牛腿强
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*(h-t)*t)
= 181.3625857 焊缝截面的抗弯惯性矩I
I=b*t^3/12+b*t*(y+0.5t)^2+b*t^3/12+b*t*(y-tf-0.5t)^2+ 2*n*(t*(h-t)^3/12+t*(h-t)*a^2
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V
M=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=
22000 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=
上翼缘厚t1
16
下翼缘厚t2
16
500 kN 0.3 m
腹板宽ts 腹板高度hw
10
牛腿根部的 上翼缘板中 形心轴以上 净截面的惯
M=F*e= V=
An=bf1*t1+bf y=(ts*hw*0.5* S=(y腹板中心距与
150.00 500
kN.m kN
23000 mm2
(0.5*hw+0.5
255.22 2469554.2