单层工业厂房牛腿设计

1、12.3.3 牛 腿 设 计单层工业厂房牛腿设计第1页为搁置吊车梁、墙梁、屋架，需在柱上伸出牛腿。单层工业厂房牛腿设计第2页牛腿分为两类： 为短牛腿， 为长牛腿。长牛腿受力与悬臂梁相同，按受弯构件设计；短牛腿受力属变截面深梁，受力与杆系构件不一样。短牛腿受力性能优于长牛腿，故多采取短牛腿。 牛腿分类单层工业厂房牛腿设计第3页（1）应力分布横向实线表示主拉应力轨迹线竖向虚线表示主压应力轨迹线主拉应力沿牛腿顶面呈水平走向且分布均匀。牛腿顶面和上柱交界处有拉应力集中；主压应力分布在加载板和牛腿根部连线带状区域。 1. 试验结果aa=0.5 环氧树脂牛腿单层工业厂房牛腿设计第4页（2）钢筋混凝土牛腿裂

2、缝出现与发展1.F达破坏荷载Fu20%40%时，在牛腿和上柱交界处出现竖向裂缝；2.达FU40%60%时出现沿主压应力轨迹线方向斜裂缝 。3. 达Fu80%100%时,出现斜裂缝2,根部混凝土压碎受拉钢筋屈服，牛腿破坏。12F2040Fu4060Fu80Fuh0ha加载板1在牛腿使用过程中不允许出现斜裂缝均指裂缝 并以此作为确定牛腿截面尺寸依据。1单层工业厂房牛腿设计第5页随 不一样，牛腿发生三种破坏形态： 1）弯曲破坏 当1 0.75或纵筋配筋率偏低时，出现裂缝1以后，随荷载加大斜裂缝向受压区延伸,纵筋拉应力不停增大直至屈服，当压区混凝土压碎时，牛腿破坏。 （3）破坏形态1Fh0加载板单层工

3、业厂房牛腿设计第6页2）剪切破坏又分为纯剪切破坏、斜压破坏和斜拉破坏三种A、当 0.1时或边缘高度h1较小时，随荷载增大，沿加载板和牛腿根部垂直连线上出现一组平行短斜裂缝，牛腿沿此裂缝从柱上切下而破坏。称为纯剪切破坏 单层工业厂房牛腿设计第7页B、当0.75 0.1 ，随荷载加大沿第1条斜裂缝外侧加载板下出现多条短而细斜裂缝，斜裂缝处混凝土崩落，牛腿斜压破坏 C、当0.75 0.1沿第1条斜裂缝外侧出现一条显著斜裂缝，牛腿斜拉破坏斜拉破坏斜压破坏单层工业厂房牛腿设计第8页（3）局部受压破坏和结构破坏加载板面积过小或过薄发生局部受压破坏;牛腿端部边缘高度过小出现破坏;纵筋锚固长度不足造成拔出破坏

4、等严格遵照结构要求设计就能够防止。单层工业厂房牛腿设计第9页（4）牛腿在竖向力和水平拉力同时作用下牛腿在竖向力和水平拉力同时作用下，除开裂荷载、破坏荷载有所降低外，破坏形态无显著影响。Fh单层工业厂房牛腿设计第10页牛腿设计包含：确定牛腿截面尺寸，预防斜裂缝 出现或控制斜裂缝 不过宽；承载力计算，确定纵筋数量；局部受压验算，预防加载板下混凝土局部受压破坏； 结构设计。 2.牛腿设计11单层工业厂房牛腿设计第11页与柱等宽，为预防应力集中牛腿倾角45（1）截面尺寸确定bc单层工业厂房牛腿设计第12页牛腿高度h，按不出现斜裂缝 或仅出现极细微斜裂缝（0.05）要求确定。裂缝控制公式为: 式中： 作

5、用于牛腿顶部按荷载效应标准组累计算竖向力值； 作用于牛腿顶部按荷载效应标准组累计算水平拉力值； 裂缝控制系数；依据牛腿不一样使用条件，采取不一样抗裂度 控制水 平：对支撑吊车梁牛腿，取0.65；对其它牛腿，取0.80； a 竖向力作用点至下柱边缘水平距离 当考虑20mm安装偏差后竖向力作用点仍位于下柱截面以内时，取a=0； b 牛腿宽度； 1单层工业厂房牛腿设计第13页 牛腿与下柱交接处垂直截面有效高度； 当 45时，取 =45，c为牛腿外挑长度； 为纵筋重心到牛腿顶面距离。抗裂度计算公式中当 =0时（ ）=1； 当 0时，（ ）1；（ ）是考虑水平荷载同时作用时不利影响 。单层工业厂房牛腿设

6、计第14页规范要求：在牛腿顶面吊车梁底下受压面上，由竖向力引发局部压应力不应超出0.75 即： 式中： 竖向荷载标准值； 牛腿支承面上局部受压面积； 混凝土轴心抗压强度设计值。 （2）局部承压验算单层工业厂房牛腿设计第15页计算简图取成三角形桁架，纵筋为桁架拉杆，斜向混凝土柱为桁架压杆。（3）牛腿承载力计算在牛腿顶面配水平纵向抗拉钢筋承受荷载引发主拉应力。主压应力由加载板到牛腿根部斜向混凝土柱承受。1）.计算简图单层工业厂房牛腿设计第16页由 得： 2）.纵向抗拉钢筋计算与结构 得： 单层工业厂房牛腿设计第17页， 设计时注意：当a0.3 时，取a=0.3 ；当 =0时;= 式中： 作用在牛腿

7、顶部竖向力设计值； 作用在牛腿顶部水平拉力设计值； 单层工业厂房牛腿设计第18页纵筋：（3）牛腿结构要求牛腿顶部纵向钢筋，采取HRB335和HRB400钢筋，不得兼做弯筋。承受竖向力所需水平纵筋配筋率，按牛腿有效截面计算不小于0.2%及0.45 ，也不大于0.6%单层工业厂房牛腿设计第19页弯起筋：弯起钢筋对抑制斜裂缝有显著作用，故规范要求：牛腿剪跨比 0.3时，宜设弯起筋，钢筋等级同纵筋；为充分发挥抑制斜裂缝作用，弯筋布置范围应在L/6L/2之间；面积大于承受竖向力受拉钢筋面积二分之一，根数不少于2根，直径大于12mm 单层工业厂房牛腿设计第20页水平箍筋：直径612，间距100150，且在

8、上部2/3范围水平箍筋总截面面积大于承受竖向力受拉钢筋面积二分之一。 单层工业厂房牛腿设计第21页例题：某排架柱，上、下柱截面为400400mm和400600mm，牛腿按h1=h/3、C=540mm,=45设计，混凝土C30、纵筋HRB335，箍筋HPB235，=0.8，,由内力组合知Fv=510KN，Fh=136kN，Fvk=401kN，Fhk=98kN，a=270mm（已含不利偏差20mm）试设计该牛腿？单层工业厂房牛腿设计第22页=571mm=571+35=606mm，取整650mm， 取牛腿水平外挑长度C=540mm 则： =216mm200mm =216-35+5401=721mm 解：一、按抗裂公式确定牛腿高度h ,由公式得:单层工业厂房牛腿设计第23页按结构要求，选5根直径18m（1272mm2） 0.6% 0.26%0.2% 可见，满足配筋率要求。 0.21% 二、受拉纵筋计算单层工业厂房牛腿设计第24页按结构要求，选直径10100， ，最少设箍筋5个，总面积： 2578.5=