牛腿配筋计算

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1.1 基本资料
1.1.1 工程名称:
1.1.2 作用于牛腿顶部按荷载效应标准组合计算的竖向力值Fvk =150kN
作用于牛腿顶部按荷载效应标准组合计算的水平拉力值Fhk =10kN
竖向力设计值Fv =202.5kN 水平拉力设计值Fh =14kN
1.1.3 裂缝控制系数β = 0.65竖向力的作用点至下柱边缘的水平距离a = 150mm
下柱边缘到牛腿外边缘的水平长度c = 300mm 牛腿宽度b = 400mm
牛腿与下柱交接处的垂直截面高度h = 450mm 牛腿的外边缘高度h1 = 200mm
1.1.4 混凝土强度等级:C30 fc =14.33 ftk =
2.006 ft =1.433N/mm
1.1.5 钢筋抗拉强度设计值fy =300N/mm 纵筋合力点至近边距离as =40mm
1.1.6 承受竖向力所需的纵筋最小配筋率ρmin =Max{0.20%, 0.45ft/fy} =Max{0.20%, 0.21%}
=0.21%
1.2 计算结果
1.2.1 牛腿的裂缝控制要求应按混凝土规范式10.8.1 验算:
Fvk ≤ β * (1 - 0.5 * Fhk / Fvk) * ftk * b * ho / (0.5 + a / ho)
牛腿斜边倾角α =atan[(h - h1) / c] =39.8°
ho =h1 - as + c * tanα =200-40+300*tan39.8°=410mm
考虑安装偏差后,竖向力的作用点至下柱边缘的水平距离a =150+20 =170mm β * (1 - 0.5 * Fhk / Fvk) * ftk * b * ho / (0.5 + a / ho)
=0.65*(1-0.5*10/150)*2.006*400*410/(0.5+170/410)
=226010N ≥ Fvk =150000N,满足要求。

1.2.2 牛腿顶面受压面的面积要求
在牛腿顶面的受压面上,由竖向力Fvk 所引起的局部压应力不应超过0.75fc,
故受压面的最小面积Asy =Fvk / 0.75fc =13955mm (400×35)
1.2.3 纵向受力钢筋的总截面面积按混凝土规范式10.8.2 计算:
As ≥ Fv * a / (0.85 * fy * ho) + 1.2 * Fh / fy
As1 =202500*170/(0.85*300*410) =329mm (ρ =0.20% As,min =352mm )
As2 =1.2*14000/300 =56mm
As =As1 + As2 =352+56 =408mm
钢筋数量不宜少于4 根,直径不宜小于12mm
1.2.4 水平箍筋Asv
箍筋的直径宜为6~12mm,间距宜为100~150mm,且在上部2ho/3 =273mm 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
Asv =As1 / 2 =176mm
1.2.5 弯起钢筋Asw
当a / ho ≥ 0.3 时,宜设置弯起钢筋,Asw =As1 / 2 =352/2 =176mm
集中荷载作用点到牛腿斜边下端点连线的长度l =481mm
弯起钢筋宜位于牛腿上部l/6 至l/2 (80~241mm)之间的范围内。

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