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V
M=F*e=40.00kN.m
V=80kN
钢牛腿设计
的净截面
积An An=bf1*t1+b
f2*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)+b
f2*tf2*(hw+
0.5*tf1))/An
=78.70mm 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*b
f1*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+t
s*hw*hw
*hw/12+t
s*hw*a*a
=35235826.1mm4
净截面的
上、下抵
抗矩Wn1
、Wn2
Wn1=In/(y+0
.5*t1)=420999.48mm3
Wn2=In/(hw
+t1+0.5*t2-
y)=302962mm3
边的正应力σ
σ=M/ Wn2=132.03N/mm2<2
15 N/mm2,满足要求
截面形心轴处的剪应力τ
τ
=VS/(Itw)=73.17N/mm2<2
15 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)=331461.76mm3
下翼缘对
形心轴的
面积矩S1
S1=t2*bf2*(
hw+0.5*t1+0
.5*t2-y)=222608.7mm3腹板下端
的正应力
σ1
σ1= M/W’n2=120.68 N/mm2
腹板下端
的剪应力
τ1
τ
=VS1/(It w)=63.18 N/mm2
腹板下端
的折算应
力
√(σ12+3τ
12)=162.90
N/mm2<1
.1*215
N/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。

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=222.22kN 上翼缘焊
缝应力
为：
σ
f=H/(t1*bf
1)=74.07N/mm2
<fWt=185
N/mm2
,满足要
求
下翼缘焊缝应力为：
σ
f=H/(t2*bf
2)=111.11N/mm2
<fWc=215
N/mm2
,满足要
求
两条角焊缝，承受
剪力V，
角焊缝焊
角尺寸为hf，角焊
缝应力:
τ
f=V/(2*0.7
*hf*(hw-
20))=35.71N/mm2
<fWf=160N/
mm2
,满足要
求
若承受动力荷载，需注意焊缝形式以及强度指标。