(XLS)钢牛腿设计.xls

钢牛腿设计
一、计算资料
牛腿尺寸(单位:mm)
上翼缘宽bf1 400 上翼缘厚t1 20 腹板宽ts 14
下翼缘宽bf2 400 下翼缘厚t2 20 腹板高度hw 660
荷载
竖向压力设计值F= 950 kN
柱边与竖向压力距离e= m
材料钢材为 Q235-B
焊条为 E43
焊接形式手工焊
焊缝质量三级
角焊缝焊角尺寸hf(mm)= 10
牛腿翼缘和柱的连接采用对接焊缝(坡口焊)
连接,腹板和柱的连接采用角焊缝连接。

二、牛腿强度的计算
作用于牛腿根部的弯炬M和剪力V
M=F*e=
V= 950 kN
牛腿根部的净截面积An
An=bf1*t1+bf2*t2+ts*hw= 25240 mm2
上翼缘板中心至截面形心轴处的距离y
y=(ts*hw**(hw+t1)+bf2*tf2*(hw+*tf1))/An= mm
形心轴以上面积对形心轴的面积矩S
S=(y-*t1)*ts**(y-*t1)+t1*bf1*y= mm3
净截面的惯性矩In
腹板中心距与y的距离a= (*hw+*t1-y)
In=t1*bf1*y*y+t2*bf2*y*y+ts*hw*hw*hw/12+ts*hw*a*a
= 2150780621 mm4
净截面的上、下抵抗矩Wn1、Wn2
Wn1=In/(y+*t1)= mm3
Wn2=In/(hw+t1+*t2-y)= 6089938 mm3
下翼缘外边的正应力σ
σ=M/ Wn2= N/mm2<215 N/mm2 ,满足要求
截面形心轴处的剪应力τ
τ=VS/(Itw)= N/mm2<215 N/mm2 ,满足要求
截面腹板下端抵抗矩W’n2
W’n2=In/(hw+*t1-y)= mm3
下翼缘对形心轴的面积矩S1
S1=t2*bf2*(hw+*t1+*t2-y)= mm3
腹板下端的正应力σ1
σ1= M/W’n2= N/mm2
腹板下端的剪应力τ1
τ=VS