牛腿配筋计算

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/mm40mm

纵筋合力点至近边距离 as ＝

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