钢牛腿设计
一、计算资料
牛腿尺寸（单位：mm）
上翼缘宽bf1400上翼缘厚t120腹板宽ts14
下翼缘宽bf2400下翼缘厚t220腹板高度hw660荷载
竖向压力设计值F=950
柱边与竖向压力距离e=0.5m
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
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=475.00kN.m
V=950kN
牛腿根部的净截面积An
An=bf1*t1+bf2*t2+ts*hw=25240mm2
上翼缘板中心至截面形心轴处的距离y
y=(ts*hw*0.5*(hw+t1)+bf2*tf2*(hw+0.5*tf1))/An=336.83mm
形心轴以上面积对形心轴的面积矩S
S=(y-0.5*t1)*ts*0.5*(y-0.5*t1)+t1*bf1*y=3442370.323mm3净截面的惯性矩In
腹板中心距与y的距离a=(0.5*hw+0.5*t1-y)
In=t1*bf1*y*y+t2*bf2*y*y+ts*hw*hw*hw/12+ts*hw*a*a
=2150780621mm4
净截面的上、下抵抗矩Wn1、Wn2
Wn1=In/(y+0.5*t1)=6201245.5mm3
Wn2=In/(hw+t1+0.5*t2-y)=6089938mm3
下翼缘外边的正应力σ
σ=M/ Wn2=78.00N/mm2<215 N/mm2 ,满足要求
截面形心轴处的剪应力τ
τ=VS/(Itw)=108.61N/mm2<215 N/mm2 ,满足要求
截面腹板下端抵抗矩W’n2
W’n2=In/(hw+0.5*t1-y)=6455513.4mm3
下翼缘对形心轴的面积矩S1
S1=t2*bf2*(hw+0.5*t1+0.5*t2-y)=2745357mm3
腹板下端的正应力σ1
σ1= M/W’n2=73.58 N/mm2
腹板下端的剪应力τ1
τ=VS1/(It w)=86.62 N/mm2
腹板下端的折算应力
√(σ12+3τ12)=167.10N/mm2<1.1*215 N/mm2 ,满足要求三、 牛腿与柱的连接焊缝计算：
由于牛腿翼缘竖向刚度较差，一般不考虑承担剪力。同时为了与牛腿工字形截面的传力方式一致，可假定弯矩由牛腿翼缘与柱的连接焊缝承担，剪力由牛腿腹板与柱的连接焊缝承担。
翼缘采用对接焊缝，其受力为：
H=M/ho=698.53kN
上翼缘焊缝应力为：
σf=H/(t1*bf1)=87.32N/mm2 下翼缘焊缝应力为： σf=H/(t2*bf2)=87.32N/mm2 腹板采用两条角焊缝，承受剪力V τf=V/(2*0.7*hf*(hw-20))=
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