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5牛腿的设计计算

5.1牛腿所受作用力的设计值
kN
kN
kN
kN·m

图5-1牛腿截面尺寸
5.2截面选择
（截面如图5-1所示）
所需净截面抵抗矩为：cm
按经验公式得经济高度为：cm
参照以上数据，考虑到截面高度大一些，更有利于增加刚度，初选截面高度为cm。
腹板厚度按负担支点处最大剪力需要得:
mm
按经验公式估算：cm
选用腹板厚度为：mm
依近似公式计算所需翼缘板面积：
cm
试选翼缘板厚度为：mm，翼缘板宽度为200mm，翼缘得外伸宽度为：
mm，
所以翼缘板得局部稳定可以保证。
使用变截面牛腿，端部截面高度为:mm。
5.3强度验算
cm
cm
cm，cm`
正应力为：
N/mmN/mm
剪应力为：
N/mmN/mm
强度满足要求。
5.4焊缝计算
（如图5-2所示）
取焊脚mm,
腹板上竖向焊缝有效截面面积为:
mm
全部焊缝对轴的惯性矩为:

mm
焊缝最外边缘的截面模量为图5-2牛腿截面尺寸
mm
翼缘和腹板连接处的截面模量为
mm
焊缝最大应力为

N/mmN/mm。
牛腿翼缘和腹板交接处有弯矩引起的应力和剪力引起的应力共同作用：
N/mm
N/mm
N/mmN/mm
焊缝强度满足要求。
5.5牛腿肋板计算
牛腿构造及尺寸如图5-3所示，肋板承受的压力为

图5-3牛腿构造及尺寸
肋板尺寸确定：
在腹板两侧成对的配置横向加劲肋，则肋板外伸宽度
mm，取mm
肋板厚度：mm，取mm。
承压强度计算：
切肢尺寸确定：
翼缘处mm，取15×2＝30mm
腹板处mm，取20×2＝40mm
承压面积mm
端面承压强度设计值为N/mm
N/mmN/mm
抗压强度满足要求。
稳定计算：
如图阴影部分面积：mm
绕腹板中线的截面惯性矩为：
mm
回转半径：mm，
长细比：，按截面c类，查得稳定系数
N/mmN/mm
强度计算：
按悬臂梁计算，每块肋板受力为：
kN
kN·m
N/mmN/mm
N/mmN/mm
(5)焊缝计算：
肋板与翼缘板连接处水平焊缝：由于水平方向上的力很小，主要是水平方向的刹车力，可以取焊缝mm,足可以满足抗剪强度要求。
肋板与腹板连接处竖向焊缝：
设mm
N/mm
N/mm
N/mmN/mm
焊缝强度满足要求。
kN
kN
拉剪共同作用下，受力最大螺栓的承载力验算：
，强度满足要求。
确定端板的厚度：
（1）两边支承类端板：
端板外伸时：
mm
（2）无加劲肋类端板
第二排螺栓的设计拉力为：
kN
mm
故板厚取mm。
(3)门式刚架斜梁与柱相交的节点域剪应力验算：
N/mmN/mm
满足要求，不用设置斜加劲肋。
(4)构件腹板强度验算：
kNkN
N/mmN/mm满足要求。
(5)腹板与端板的焊缝计算：
取焊脚mm，
N/mmN/mm。
焊缝抗剪强度满足要求。