混凝土柱牛腿怎样计算?

混凝土柱牛腿怎样计算?

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/mm            纵筋合力点至近边距离   as   ＝   40mm　
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

V=（H   ×   F）+牛腿体积   ×n=（h   ×   F）+［(a   ×b   ×h1)+a   ×   b   V2   h2/2］n                        =h   ×F+a   ×b   ×(h1+h2/2)n                        式中：h——柱高（m）；F——柱截面积                        a.b——棱台上底两边边长；h1——棱台部分的高（m）                        h2——基座底部矩形部分的高（m）；n——牛腿个数

按规定，依附在柱上的牛腿体积并入柱内计算。 此部分体积一般在计算时分两部分，一部分为方柱体积，一部分为三棱柱体积。

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