牛腿配筋計算

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1、19.1柱的計算長度和柱截面配筋計算框圖在材料力學(xué)中，柱的計算長度按柱的支撐情況為不動鉸、固定端、自由端而異。在一般情況下，可按單廠結(jié)構(gòu)中柱的實際情況，推算出它的計算長度的大致范圍。表19-1是《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2002）規(guī)定的計算長度值。表19-1采用剛性屋蓋的單層廠房排架柱的計算長度廠房類型柱的類型排架方向垂直排架方向有柱間支撐無柱間支撐無吊車廠房單跨1.50H1.0H1.2H兩跨及多跨1.25H1.0H1.2H有吊車廠房上柱2.01.251.5下柱1.00.801.0注：1.表中H為基礎(chǔ)頂至柱頂總高度；、分別為從裝配式吊車梁底面或從現(xiàn)澆式吊車梁頂面算起的上柱高度，

2、和從基礎(chǔ)頂面算起至裝配式吊車梁底面或現(xiàn)澆式吊車梁頂面的下柱高度；2.表中有吊車廠房排架柱的計算長度，當(dāng)計算中不考慮吊車荷載時，可按無吊車廠房柱的計算長度采用；但上柱計算長度仍按有吊車廠房采用。3.表中*的值僅用于/≥0.3情況，當(dāng)/＜0.3時，此值為2.5。算出后即可按第8章相應(yīng)公式算出柱截面偏心距增大系數(shù)值，并根據(jù)截面內(nèi)力設(shè)計值（M、N）、柱截面尺寸參數(shù)（、、、、、）、材料強度設(shè)計值（、），用圖19-1所示框圖算出上、下柱各控制截面所需要的鋼架面積和（＝）。圖19-1工形截面偏心受壓柱（對稱配筋）截面配筋計算框圖（用于混凝土強度等級不超過C50情況）19.1.2柱的牛腿設(shè)計在柱支撐吊車梁、

3、連續(xù)梁的部位設(shè)置牛腿（圖19-2a陰影部分，牛腿寬一般與柱寬等同，牛腿根部截面高度為h，有效高度為）。牛腿體積小、負(fù)荷大、應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜，所以在設(shè)計柱時必須十分重視牛腿設(shè)計，保證它的承載力和抗裂要求。按照牛腿承受豎向荷載合力作用點至牛腿根部柱邊緣的水平距離a的不同，分為兩種情況：a>時為長牛腿，按懸臂梁進行設(shè)計；a≤時為短牛腿，按本節(jié)討論的方法設(shè)計。圖19-2（a）短牛腿；（b）長牛腿1.牛腿的應(yīng)力狀態(tài)和破壞形態(tài)從光彈性試驗得到的牛腿的主應(yīng)力軌道線如圖19-3（a）。通過牛腿的加載試驗進一步得到下列現(xiàn)象：在20％～40％極限荷載時，在上柱根部與牛腿交界處出現(xiàn)自上而下的豎向裂縫①（圖19-3b、

4、c、d）；在大約40％～60％極限荷載時，在加載墊板內(nèi)側(cè)附近產(chǎn)生第一條斜裂縫②；繼續(xù)加載，隨a/的不同，牛腿產(chǎn)生不同的幾種破壞形態(tài)：（1）當(dāng)1>a/>0.75或縱筋配置偏少時，隨著荷載的增加，斜裂縫②不斷向受壓區(qū)延伸，同時縱筋拉應(yīng)力不斷增加以至屈服，直到受壓區(qū)混凝土壓碎而破壞。這種現(xiàn)象被稱為彎壓破壞（圖19-3b）。（2）當(dāng)a/＝0.1～0.75時，隨著荷載增加，斜裂縫②外側(cè)出現(xiàn)許多短而細(xì)的斜裂縫③，意味著②、③間斜向主壓應(yīng)力超過混凝土抗壓強度，直至混凝土剝落而破壞。有時不出現(xiàn)③而是在加載板下突然出現(xiàn)一條通長斜裂縫④而破壞。這些現(xiàn)象稱為斜壓破壞（圖19-3c、d）。（3）當(dāng)a/<0.1時，破

5、壞發(fā)生于牛腿與柱邊交接面上，表現(xiàn)為一系列大體平行的短斜裂縫，稱為剪切破壞（圖19-3e）、除以上三種破壞形式外，還有因傳力墊板過小、牛腿寬度過窄而發(fā)生的出現(xiàn)在牛腿頂面的局部破壞，因牛腿外側(cè)截面高度過小以致由于存在豎向荷載和橫向水平荷載的共同作用而產(chǎn)生的非根部受拉破壞等現(xiàn)象。圖19-3牛腿的應(yīng)力狀態(tài)和破壞型式（a）主應(yīng)力軌跡線；（b）彎壓破壞；（c）、（d）斜壓破壞；（e）剪切破壞2.牛腿幾何尺寸的確定在外形上，牛腿應(yīng)與柱等寬；牛腿外邊緣高度≥h/3，且不應(yīng)小于200mm；牛腿外邊緣與吊車梁外邊緣的距離不宜小于70mm；牛腿底邊傾斜角≤（均見圖19-4）。至于牛腿截面高度h，則應(yīng)以防止斜裂縫不

6、致過寬為原則加以確定。根據(jù)試驗，可采用下式加以計算：式中，、分別為作用于牛腿頂部按荷載短期效應(yīng)計算的豎向力和水平拉力，均可按荷載標(biāo)準(zhǔn)值算得；為裂縫控制系數(shù)，對支撐吊車梁的牛腿取0.65，對其他牛腿取0.8；a的意義同前，但應(yīng)考慮安裝偏差20mm，當(dāng)豎向力作用點位于下柱截面以內(nèi)時取a＝0；b為牛腿寬度；為牛腿與下柱交接處垂直截面的有效高度：，當(dāng)a>，c為下柱邊緣到牛腿外的水平長度，為縱向鋼筋合力點至截面近邊的距離；為混凝土抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值。圖19-4牛腿幾何尺寸的確定此外，為了牛腿發(fā)生局部受壓破壞，其受壓面的局部壓應(yīng)力在上述豎向力作用下，還應(yīng)滿足下列要求：≤0.75A否則應(yīng)采取加大受壓面或提高混

7、凝土強度等級等措施。式中A為局部受壓面積（圖19-4）；為混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值。3.牛腿的配筋計算與構(gòu)造牛腿的配筋與構(gòu)造可分為兩步進行：（1）斜截面抗彎承載力計算以確定縱筋當(dāng)牛腿受有豎向力和橫向水平拉力共同作用時，對縱筋截面重心產(chǎn)生拉力和力拒，如圖19-5（b）所示。因此，縱筋的總面積應(yīng)為式中，M為牛腿斜截面所受彎矩設(shè)計值；a同前，當(dāng)a<0.3時，取a＝0.3；、為牛腿根部截面的高度和有效高度，≈0.95