钢筋混凝土牛腿的构造及破坏实例探讨

1、钢筋混凝土牛腿的构造及破坏实例探讨2011-7-11牛腿是钢筋砼结构中一种常用的承重构件，尤其在有吊车的单层 工业厂房内大量使用。牛腿有点像一个缩短了的加腋挑梁，不过它主 要不是受弯构件，而是剪拉构件。混凝土结构设计规范第10章第 8条有较详细的介绍。一、牛腿构造及简图图10,8,1牛腿的外形及钢筋配置注：图中尺寸单位为mnu1 上奸；2-TH=; 3弯起钢筋；4一水平箱筋牛腿顶面的作用力有Fvk和Fhk （用于裂缝计算）或者是Fv和Fh （用于配筋计算）。Fvk作用于牛腿顶部按荷载效应标准组合计算的竖向力值；Fhk作用于牛腿顶部按荷载效应标准组合计算的水平拉力 值；Fv-作用在牛腿顶部的竖向

2、力设计值；Fh-作用在牛腿顶部的水平拉力设计值。牛腿各部位的名称如下：a竖向力的作用点至下柱边缘的水平距离，竖向力作用点仍位 于下柱截面以内时，取a=0；b牛腿宽度，垂直于本图方向；c下柱边缘到牛腿外边缘的水平长度；hl牛腿的外边缘高度，不应小于h/3,且不应小于200mm；h牛腿的高度；沿牛腿顶部配置的纵向受力钢筋，数量不宜小于4根，直径不宜 小于12mm。全部纵向受力钢筋及弯起钢筋宜沿牛腿外边缘向下伸入 下柱内150mm后截断承受竖向力所需的纵向受力钢筋的配筋率，按牛腿有效截面计 算不应小于0.2%及0.45ft/fy,也不宜大于0.6%，钢筋当牛腿设于上柱柱顶时，宜将牛腿对边的柱外侧纵向

3、受力钢筋沿柱 顶水平弯入牛腿，作为牛腿纵向受拉钢筋使用；当牛腿顶面纵向受拉 钢筋与牛腿对边的柱外侧纵向钢筋分开配置时，牛腿顶面纵向受拉钢 筋应弯入柱外侧，并应符合本规范第10.4.4条有关搭接的规定（图 10.4.4b）。当牛腿的剪跨比a/h00.时，宜设置弯起钢筋。并宜使其与集中 荷载作用点到牛腿斜边下端点连线的交点位于牛腿上部1/6至1/2之间 的的范围内，其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，根数不宜少于2根，直径不宜小于12mm。纵向受拉钢筋 不得兼作弯起钢筋。牛腿应设置水平箍筋，水平箍筋的直径宜为6-12mm，间距宜为 100-150mm，且在上部2h0/3范围

4、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。二、劳动村A7厂房实例剖析劳动村A7厂房的伸缩缝两侧没有采用通常的双柱做法，可能出 于节省的考虑，采用了牛腿竖向支撑结构荷重，在牛腿顶面滑移来解 决结构的伸缩问题。现场检测时已经记录了牛腿破裂的现状，但报告中完全忽略了这 部分内容，更不可理喻的是将牛腿支撑改为了缝边双柱支撑。经专家 现场核对，才引起重视。经重新审视现场，否定报告模型，并开凿验证分析，牛腿破坏主 要有如下原因：2.1、可能施工时的本意是用双层油毡隔离砼，以制造一个光滑 的摩擦面，让另一边的楼面在往复的温度应力作用下伸缩自如。事实 上在振捣施工阶段，尖锐的砂石

5、已经把软弱的油毡刺穿，在拆模后结 构自重的巨大压力已经将边梁和牛腿顶面紧紧地咬合在一起了。油毡 能起“光滑”作用的期望一开始就已经不存在了，边梁和牛腿顶面有 油毡的摩擦系数与砼之间的摩擦系数并无两样。设计状态2.2、又由于两层油毡较薄，当滑动一侧楼面受荷（自重和活载） 使得楼面梁发生微微弯曲时，梁与牛腿的设计支撑点向牛腿外端移 动，使得梁底与牛腿端部外边缘“咬紧”，这种局部接触有可能超出 牛腿砼的局部抗压强度；或是受力点是牛腿最小截面处，砼抗剪强度 受到挑战，最终在牛腿核心砼之外的保护层内产生了剪切裂缝。当滑 动一侧的楼层向外运动时，巨大的摩擦力，逐次在加剧裂缝的发展， 最终使得牛腿端部外边缘的保护层首先脱落。工作状态2.3、经现场开凿剥露，验证了开裂和剥落部位正是牛腿端部外 边缘的保护层。继续扫描和开凿，显露的是4根25的受拉钢筋，圆 8100的箍筋，至于抗剪弯起筋担心对承重的核心砼破坏太大，就 停止了 “深究”。2.4、本例牛腿的破坏，只要构造措施得当是可以避免的。最好 在牛腿顶面和梁端得底面预埋上钢板，在两者之间设置钢板铰垫块， 保持有足够的间隙（约20），当滑动侧楼盖挠曲时，梁底就不会与牛 腿端部的外边缘接