林小芳

摘要：通过工程实例，梳理了钢牛腿设计的详细过程，为钢牛腿设计标准化提供参考，从而提高设计效率和质量。

关键词：钢牛腿，截面设计，焊缝验算，预埋件设计

1 、概述

在水电站厂房中，混凝土牛腿是一种传统的支撑结构，具有施工简单、安全可靠等优点。但也存在一定的缺点，由于牛腿凸出墙体表面，限制了滑模的使用，对墙体施工的进度有一定的影响。为解决这个问题，考虑在墙体表面预埋钢板，然后再将钢牛腿再与钢板焊接的结构型式（见图1）。这样，可以在墙体施工完毕以后，再进行钢牛腿的安装，加快了厂房主体工程的施工进度，具有一定的经济效益。

2 、工程设计实例

某涉外水电站发电机层板梁采用钢牛腿支撑，牛腿荷载由上部板梁传来，经计算梁端剪力设计值V=500kN，牛腿端部产生的弯矩设计值M=Ve=75kN.m。初步拟定牛腿端部截面尺寸见图2，其中 ， ， ， ， ，塑形发展系数 。钢板采用Q235级钢材。

根据规范要求，需验算钢牛腿端部截面、连接焊缝以及混凝土预埋件在剪力及弯矩作用下的承载力。

2.1 端部截面承载力验算

牛腿端部截面面积

24000mm2

钢牛腿为左右对称截面，下翼缘外边缘至截面形心轴处的距离y

=180mm

形心轴以上面积对形心轴的面积距s

=1710000mm3

截面惯性矩

=490897500 mm4

形心轴以上、以下截面模量

2727208 mm3

2727208mm3

上翼缘外边缘的正应力

26.2 <215N/ mm2，上翼缘抗弯满足规范要求。

26.2 <215N/ mm2，下翼缘抗弯满足规范要求。

截面形心轴处的剪应力

<120 N/ mm2，截面抗剪满足要求。

以下验算截面腹板计算高度边缘处的折算应力：

N/ mm2

腹板下端以上截面对形心轴的面积矩：

，满足规范要求

满足规范要求。

2.2 焊缝承载力验算