牛腿柱结构设计及配筋

牛腿设计350KN0.81500mm2000mm1800mm800mmC25fc=11.9ftk=1.78ft=1.270.00228.01121425.205选用5根直径22面积为Asv＝As/2=950.3318a/ho=0.857143Asw＝As/2＝950.33182343.075390.5124838至基本的构造规定:牛腿的端部高度h1≥h/3，且不小于200mm竖向力设计值Fv=水平拉力设计值Fh=裂缝控制系数β=牛腿宽度b=牛腿底面斜角α≤45牛腿外边缘与吊车梁外边的距离不宜小于70mm作用于牛腿顶部按荷载效应标准组合计算的竖向力值Fvk=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=混凝土强度等级钢筋抗拉强度设计值fy＝300N/mm纵筋合力点至近边距离as=竖向力的作用点至下柱边缘的水平距离a=下柱边缘到牛腿外边缘的水平长度c=牛腿与下柱交接处的垂直截面高度h=牛腿的外边缘高度h1=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≥1.2*（Fv*a/0.85/fy/ho+1.2*Fh/fy）=箍筋的直径宜为6～12mm，间距宜为100～150mm，且在上部2ho/3＝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最小配筋率ρmin=Max{0.20%,0.45ft/fy}=牛腿顶面受压面的面积要求横向受压长度必须≥牛腿的配筋计算当a/ho≥0.3时，宜设置弯起钢筋集中荷载作用点到牛腿斜边下端点连线的长度l＝弯起钢筋宜位于牛腿上部l/6至l/210.7立柱独立牛腿10.7.1立柱上的牛腿(当a≤h0时)的截面尺寸，应符合下列要求：(1)牛腿的裂缝控制应满足：式中Fvs———由荷载标准值按荷载效应短期组合计算作用于牛腿顶部的竖向力值;Fhs———由荷载标准值按荷载效应短期组合计算作用于牛腿顶部的水平拉力值;β———裂缝控制系数，对水电站厂房立柱的牛腿，取β＝0.70;对承受静荷载作用的牛腿，取β＝0.80;a———竖向力作用点至下柱边缘的水平距离，应考虑安装偏差20mm;竖向力作用点位于下柱截面以内时，取a＝0;b———牛腿宽度;h0———牛腿与下柱交接处的垂直截面有效高度;取h0＝h1－as＋ctanα，在此，h、a、c及α的意义见图10.7.1，当α＞45°时，取α＝45°。(2)牛腿外边缘高度h1不应小于h/3，且不应小于200mm。(3)吊车梁外边缘至牛腿外缘的距离不应小于100mm。(4)牛腿顶面在竖向力设计值Fv作用下，其局部受压应力不应超过0.9fc，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。10.7.2独立牛腿中由承受竖向力所需的受拉钢筋和承受水平拉力所需的锚筋组成的受力钢筋的总截面面积As应按下列公式计算：当a＜0.3h0时，取a＝0.3h0。式中γd———钢筋混凝土结构的结构系数，按表4.2.1取值;Fv———作用在牛腿顶部的竖向力设计值;Fh———作用在牛腿顶部的水平拉力设计值。受力钢筋宜采用变形钢筋。承受竖向力所需的受拉钢筋的配筋率(以截面bh0计)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。受拉钢筋不得下弯兼作弯起钢筋。受拉钢筋的锚固长度应符合10.2.3中对梁的上部钢筋的有关规定。承受水平拉力的锚筋应焊在预埋件上，且不应少于2根，直径不应小于12mm。10.7立柱独立牛腿10.7.1立柱上的牛腿(当a≤h0时)的截面尺寸，应符合下列要求：(1)牛腿的裂缝控制应满足：式中Fvs———由荷载标准值按荷载效应短期组合计算作用于牛腿顶部的竖向力值;Fhs———由荷载标准值按荷载效应短期组合计算作用于牛腿顶部的水平拉力值;β———裂缝控制系数，对水电站厂房立柱的牛腿，取β＝0.70;对承受静荷载作用的牛腿，取β＝0.80;a———竖向力作用点至下柱边缘的水平距离，应考虑安装偏差20mm;竖向力作用点位于下柱截面以内时，取a＝0;b———牛腿宽度;h0———牛腿与下柱交接处的垂直截面有效高度;取h0＝h1－as＋ctanα，在此，h、a、c及α的意义见图10.7.1，当α＞45°时，取α＝45°。(2)牛腿外边缘高度h1不应小于h/3，且不应小于200mm。(3)吊车梁外边缘至牛腿外缘的距离不应小于100mm。(4)牛腿顶面在竖向力设计值Fv作用下，其局部受压应力不应超过0.9fc，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。10.7.2独立牛腿中由承受竖向力所需的受拉钢筋和承受水平拉力所需的锚筋组成的受力钢筋的总截面面积As应按下列公式计算：当a＜0.3h0时，取a＝0.3h0。式中γd———钢筋混凝土结构的结构系数，按表4.2.1取值;Fv———作用在牛腿顶部的竖向力设计值;Fh———作用在牛腿顶部的水平拉力设计值。受力钢筋宜采用变形钢筋。承受竖向力所需的受拉钢筋的配筋率(以截面bh0计)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。受拉钢筋不得下弯兼作弯起钢筋。受拉钢筋的锚固长度应符合10.2.3中对梁的上部钢筋的有关规定。承受水平拉力的锚筋应焊在预埋件上，且不应少于2根，直径不应小于12mm。10.8壁式连续牛腿10.8.1水电站厂房中采用的壁式连续牛腿仍可按10.7.1及10.7.2的规定进行配筋计算，牛腿的设计宽度b取为1m，在1m宽度的连续牛腿上作用的竖向力Fvs、Fv及水平拉力Fhs、Fh可分别按下列公式计算：式中Pvs、Phs———由荷载标准值按荷载效应短期组合计算的作用于牛腿顶部的吊车一侧总竖向轮压值和水平拉力值;Pv、Ph———作用于牛腿顶部的吊车一侧总竖向轮压设计值和水平拉力设计值;B0———连续牛腿总轮压的计算分布宽度。当牛腿高度h在1.0～2.0m范围内，吊车一侧的轮子为8个时，总轮压计算分布宽度B0(m)可按下式计算：B0＝5.3＋a＋0.3k(10.8.1－5)式中a———竖向力作用点到下部墙面之间的水平距离(m);k———吊车的大车轮距(m)(图10.8.1)。当吊车一侧的轮子为4个时，轮压分布宽度可取上式B0值的一半计算。在连续牛腿伸缩缝两侧各2m范围内，受拉钢筋截面面积应按式(10.7.2)求得的截面面积乘以1.3。10.8.2连续牛腿承受竖向力的受拉钢筋宜采用变形钢筋，其配筋率不应小于0.15％，直径不应小于12mm，沿牛腿纵向的间距不宜大于250mm，并不得下弯兼作弯起钢筋。水平受拉钢筋宜伸10.8壁式连续牛腿10.8.1水电站厂房中采用的壁式连续牛腿仍可按10.7.1及10.7.2的规定进行配筋计算，牛腿的设计宽度b取为1m，在1m宽度的连续牛腿上作用的竖向力Fvs、Fv及水平拉力Fhs、Fh可分别按下列公式计算：式中Pvs、Phs———由荷载标准值按荷载效应短期组合计算的作用于牛腿顶部的吊车一侧总竖向轮压值和水平拉力值;Pv、Ph———作用于牛腿顶部的吊车一侧总竖向轮压设计值和水平拉力设计值;B0———连续牛腿总轮压的计算分布宽度。当牛腿高度h在1.0～2.0m范围内，吊车一侧的轮子为8个时，总轮压计算分布宽度B0(m)可按下式计算：B0＝5.3＋a＋0.3k(10.8.1－5)式中a———竖向力作用点到下部墙面之间的水平距离(m);k———吊车的大车轮距(m)(图10.8.1)。当吊车一侧的轮子为4个时，轮压分布宽度可取上式B0值的一半计算。在连续牛腿伸缩缝两侧各2m范围内，受拉钢筋截面面积应按式(10.7.2)求得的截面面积乘以1.3。10.8.2连续牛腿承受竖向力的受拉钢筋宜采用变形钢筋，其配筋率不应小于0.15％，直径不应小于12mm，沿牛腿纵向的间距不宜大于250mm，并不得下弯兼作弯起钢筋。水平受拉钢筋宜伸至墙体的对边，其伸入墙体的长度并应不小于锚固长度la(图10.8.2)。当牛腿顶面以上没有墙体时，则水平受拉钢筋应伸至下面墙体的对边并与墙体的竖向钢筋相搭接，搭接方式可按照框架顶层端节点(图10.2.3－2)的方式处理。10.8.3连续牛腿的水平箍筋可用水平拉筋或水平U形钢筋替代。钢筋直径不应小于8mm，垂直向间距不应大于150mm，沿牛腿纵向的水平间距不大于300mm，水平钢筋宜伸至墙体的对边，其伸入墙体的长度并应不小于锚固长度la。在牛腿上部2h0/3范围内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。当满足下列条件时，可不配置水平箍筋：式中Fv———按式(10.8.1－3)计算(N);b———牛腿设计宽度，取为单宽即1000mm计算。10.8.4连续牛腿的剪跨比a/h0≥0.3时，应设置弯起钢筋，其设置位置、面积及直径同10.7.3中的规定，其根数不少于每米3根。连续牛腿的纵向构造钢筋应沿受拉钢筋周边设置，每米不少于3根直径为12mm的钢筋。至墙体的对边，其伸入墙体的长度并应不小于锚固长度la(图10.8.2)。当牛腿顶面以上没有墙体时，则水平受拉钢筋应伸至下面墙体的对边并与墙体的竖向钢筋相搭接，搭接方式可按照框架顶层端节点(图10.2.3－2)的方式处理。10.8.3连续牛腿的水平箍筋可用水平拉筋或水平U形钢筋替代。钢筋直径不应小于8mm，垂直向间距不应大于150mm，沿牛腿纵向的水平间距不大于300mm，水平钢筋宜伸至墙体的对边，其伸入墙体的长度并应不小于锚固长度la。在牛腿上部2h0/3范围内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。当满足下列条件时，可不配置水平箍筋：式中Fv———按式(10.8.1－3)计算(N);b———牛腿设计宽度，取为单宽即1000mm计算。10.8.4连续牛腿的剪跨比a/h0≥0.3时，应设置弯起钢筋，其设置位置、面积及直径同10.7.3中的规定，其根数不少于每米3根。连续牛腿的纵向构造钢筋应沿受拉钢筋周边设置，每米不少于3根直径为12mm的钢筋。250KN2KN2.8KN1000mm根据公式Fvk≤β*(1-0.5Fhk/Fvk)*ftk*b*h0/(0.5+a/h0)初算高度=560.1502mm386mm501900.664满足!1166.6671171.537之间的范围内，且不小于200mm牛腿外边缘与吊车梁外边的距离不宜小于70mm外边缘初算最小高度=h-c*tg45=纵筋合力点至近边距离as=纵向受力钢筋的总截面面积按混凝土规范式10.8.2计算箍筋的直径宜为6～12mm，间距宜为100～150mm，且在上部2ho/3＝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需要弯起钢筋！10.7立柱独立牛腿10.7.1立柱上的牛腿(当a≤h0时)的截面尺寸，应符合下列要求：(1)牛腿的裂缝控制应满足：式中Fvs———由荷载标准值按荷载效应短期组合计算作用于牛腿顶部的竖向力值;Fhs———由荷载标准值按荷载效应短期组合计算作用于牛腿顶部的水平拉力值;β———裂缝控制系数，对水电站厂房立柱的牛腿，取β＝0.70;对承受静荷载作用的牛腿，取β＝0.80;a———竖向力作用点至下柱边缘的水平距离，应考虑安装偏差20mm;竖向力作用点位于下柱截面以内时，取a＝0;b———牛腿宽度;h0———牛腿与下柱交接处的垂直截面有效高度;取h0＝h1－as＋ctanα，在此，h、a、c及α的意义见图10.7.1，当α＞45°时，取α＝45°。(2)牛腿外边缘高度h1不应小于h/3，且不应小于200mm。(3)吊车梁外边缘至牛腿外缘的距离不应小于100mm。(4)牛腿顶面在竖向力设计值Fv作用下，其局部受压应力不应超过0.9fc，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。10.7.2独立牛腿中由承受竖向力所需的受拉钢筋和承受水平拉力所需的锚筋组成的受力钢筋的总截面面积As应按下列公式计算：当a＜0.3h0时，取a＝0.3h0。式中γd———钢筋混凝土结构的结构系数，按表4.2.1取值;Fv———作用在牛腿顶部的竖向力设计值;Fh———作用在