牛腿除支承吊车梁外，也支承屋架、托架连系梁等构件，牛腿上的荷载一般比较大。

根据牛腿承受竖向荷载到下柱边缘与牛腿的截面有效高度的比值，牛腿可分为长牛腿和短牛腿。a＞h0为长牛腿，a≤h0为短牛腿。长牛腿相当于一根悬臂梁，所以完全按悬臂梁计算，但短牛腿相当于一根变截面深梁，不能按悬臂计算。而大多数的牛腿都是短牛腿。在此只讨论短牛腿。图2.28为牛腿形式。

1.牛腿受力破坏过程

如图2.29所示，当仅受竖向荷载作用时，在极限荷载的20%～40%出现裂缝①，但此裂缝发展缓慢，随荷载增加，最终趋于稳定。当竖向荷载达到极限荷载40%～60%时，出现裂缝②，此裂缝发展迅速，在荷载达极限荷载时，出现裂缝③，最终在裂缝②和裂缝③间的混凝土被压碎，荷载达到极限荷载，牛腿破坏。当牛腿上同时作用有水平荷载时，所有裂缝都会提前出现。

2.牛腿截面的确定

牛腿是一个重要的构件，不希望牛腿在正常工作状态下出现裂缝，所以牛腿的宽度与排架柱相同，而牛腿的高度由抗裂控制。设计时按经验先确定牛腿的截面高宽，而后按下式进行验算：

图2.28　牛腿形式

图2.29　牛腿破坏形态

其中　h0＝h1－as＋ctanα （当α＜45°时，取α＝45°）

式中　Fvk——作用于牛腿顶部按荷载效应标准组合计算的竖向力值；

Fhk——作用于牛腿顶部按荷载效应标准组合计算的水平拉力值；

β——裂缝控制系数，支承吊车梁的牛腿，β＝0.65，支承其他构件的牛腿，β＝0.80；

a——竖向力作用点至下柱边缘的水平距离，此时就考虑安装偏差20mm，a≥0；

b——牛腿宽度；

h0——牛腿与下柱交接处的垂直截面有效高度；

h1——牛腿的外边缘高度；

c——牛腿伸出长度。

3.正截面受弯承载力计算(www.daowen.com)

在牛腿上出现裂缝②时，牛腿纵筋的水平段上拉应力突然增大，当牛腿达到破坏状态时，水平段的钢筋应力沿全长趋于均匀，相当于一根水平拉杆。而裂缝②和裂缝③间的混凝土在破坏时截面受均布的压应力，相当于一根受压杆件。牛腿的计算简图就相当于一个三角桁架，如图2.30所示。纵向受拉钢筋的总截面面积按下式计算。

式中　Fv——作用在牛腿顶部的竖向力设计值；

Fh——作用在牛腿顶部的水平拉力设计值。

4.局压强度

在竖向力Fvk作用下，牛腿顶面的混凝土受压面上局压应满足：

式中　A——承压板面积。

当不满足要求，可加大局压面积、提高混凝土强度等级，或设置钢筋网。

图2.30　牛腿计算简图

图2.31　牛腿配筋图

5.牛腿的构造要求

牛腿配筋图如图2.31所示。

（1）h1≥1/3h，h1≥200mm。

（2）纵筋宜HRB335或HRB400。纵筋配筋率≥0.2%及≥0.45ft/fy，但≤0.6%，数量≥4根，直径≥12mm。

（3）牛腿应设置水平箍筋，直径6～12mm，间距100～150mm，且在上部2h0/3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1/2。

（4）当牛腿的剪跨比a/h0≥0.3时，另设弯起筋，HRB335或HRB400钢筋，布置范围在集中荷载作用点到牛腿斜边下端连线l/6～l/2之间，截面面积不小于承受竖向力的受拉钢筋截面面积的1/2，根数不小于两根，直径不小于12mm。