钢筋混凝土牛腿的设计

13.8 钢筋混凝土牛腿的设计 一 、 试验结果剪跨比 a/h0对牛腿破坏影响最大。 a 、 h0见下图。随着 剪跨比 a/h0的不同，牛腿大致发生以下两种破坏情况： 1、剪跨比 a/h0 0.2：（ 1）在竖向荷载作用下， 裂缝 最先出现在牛腿顶面与上 柱相交的部位。（ 2）随着荷载的增大，在加载板内侧出现 裂缝 。（ 3）在裂缝 的外侧，形成明显的压力带。（ 4）当在压力带上产生许多相互贯通的斜裂缝，或突然出现一条与斜裂缝 大致平行的斜裂缝 时，就预示着牛腿即将破坏。1、剪跨比 a/h0 0.2：（ 6）牛腿可看作是一个以纵向钢筋为拉杆，混凝土斜向压力为压杆的三角桁架 ，破坏时，纵向钢筋受拉屈服，混凝土斜压破坏。（ 5）量测结果表明，在斜裂缝出现后，纵向钢筋应力沿长度方向的分布比较均匀，近似于轴心受拉构件。2、剪跨比 a/h0 0.2：（ 2）牛腿内纵向钢筋应力相对较低。（ 1）在牛腿与下柱交接面上出现一系列短斜裂缝，最后牛腿沿此截面剪切破坏。即，发生沿加载板内侧接近垂直截面的剪切破坏。3、当牛腿同时作用有竖向力与水平力时：（ 1）牛腿截面出现斜裂缝时的荷载降低。 （ 2）牛腿的极限承载能力也降低。（ 3）有水平拉力作用的牛腿与仅有竖向力作用的牛腿的破坏规律相似，仍然是两种破坏。4、在 DL/T 5057-2009的改进（ 1）在水电站或抽水站，独立牛腿及壁式牛腿多为小剪跨比，甚至小于零的情况。（ 2） DL/T 5057-1996独立牛腿配筋的规定是借用 混凝土结构设计规范 （ GBJ10-89）中的有关条文， 规定当 a/h0h/3， 且不应小于 200mm。l 吊车梁外边缘至牛腿外缘的距离不应小于100mm。 （ 3）牛腿顶面在竖向力设计值 Fv作用下，局部受压应力不应超过 0.90fc，否则应采取加大受压面积，提高混凝土强度等级或配置钢筋网片等有效措施。 三、牛腿的配筋计算与构造 牛腿的破坏形态有两种，两种配筋方法也有两种。1、剪跨比 a/h0 0.2（ 13.8.2 条 ）（ 1）这种破坏在斜裂缝出现后，牛腿可近似看作是以纵筋为水平拉杆，以混凝土为斜压杆的三角形桁架。（ 2）纵向受力钢筋由两部分组成：l 承受竖向力 Fv 所需的受拉钢筋l 承受水平拉力 Fh 所需的锚筋 （ 3）纵向受力钢筋宜采用 HRB335、 HRB400和HRB500钢筋。（ 4） 纵向受力钢筋不应下弯兼作弯起钢筋。（ 5）承受竖向力所需的受拉钢筋的 配筋率不应小于 0.2，也不宜大于 0.6， 且 根数不宜少于 4根， 直径不应小于 12mm。（ 6）注意钢筋锚固 、切断位置要求 。（ 7）水平箍筋的直径不应小于 6mm，间距为100mm 150mm，且在上部范围内 2h0/3的水平箍筋总截面面积不应小于承受竖向力的受拉钢筋截面面积的 1/2。（ 8）剪跨比 a/h0 0.3 时，设置 弯起钢筋 。截面面积不应少于承受竖向力的受拉钢筋截面面积的 1/2，根数不应少于 2根，直径不应小于 12mm。9.7 双 向板肋形结构的设计 2、剪跨比 a/h00.2（ 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。（ 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 ：牛腿中 承受竖向力 所需的 水平箍筋总截面面积 ： s 受力钢筋配筋量调整系数，取 s =0.60.4，剪跨比较大时取大值，剪跨比较小时取小值。（ 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