內(nèi)力組合及內(nèi)力調(diào)整

1、攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 內(nèi)力組合及內(nèi)力調(diào)整7 內(nèi)力組合及內(nèi)力調(diào)整7.1內(nèi)力組合各種荷載情況下的框架內(nèi)力求得后，根據(jù)最不利又是可能的原則進(jìn)行內(nèi)力組合。當(dāng)考慮結(jié)構(gòu)塑性內(nèi)力重分布的有利影響時，應(yīng)在內(nèi)力組合之前對豎向荷載作用下的內(nèi)力進(jìn)行增幅。分別考慮恒荷載和活荷載由可變荷載效應(yīng)控制的組合和由永久荷載效應(yīng)控制的組合，并比較兩種組合的內(nèi)力，取最不利者。由于構(gòu)件控制截面的內(nèi)力值應(yīng)取自支座邊緣處，為此，進(jìn)行組合前，應(yīng)先計(jì)算各控制截面處的（支座邊緣處的）內(nèi)力值。1）、在恒載和活載作用下，跨間可以近似取跨中的代替，在重力荷載代表值和水平地震作用下，跨內(nèi)最大彎矩采用解析法計(jì)算：先確定跨內(nèi)最大彎矩的位置，再計(jì)算該位置

2、處的。當(dāng)傳到梁上的荷載為均布線荷載或可近似等效為均布線荷載時，按公式7-1計(jì)算。計(jì)算方式見圖7-1、7-2括號內(nèi)數(shù)值，字母C、D僅代表公式推導(dǎo)，不代表本設(shè)計(jì)實(shí)際節(jié)點(diǎn)標(biāo)號字母。 且滿足 （7-1）式中：作用在梁上的恒荷載或活荷載的均布線荷載標(biāo)準(zhǔn)值；、恒載和活載作用下梁左、右端彎矩標(biāo)準(zhǔn)值；梁的計(jì)算跨度。2）、在重力荷載代表值和地震作用組合時，左震時取梁的隔離體受力圖，見圖7-1所示, 調(diào)幅前后剪力值變化,見圖7-2。圖7-1 框架梁內(nèi)力組合圖圖7-2 調(diào)幅前后剪力值變化圖中：、重力荷載作用下梁端的彎矩； 、水平地震作用下梁端的彎矩 、豎向荷載與地震荷載共同作用下梁端支座反力。左端梁支座反力：；由，

3、可求得跨間的位置為: ；將代入任一截面處的彎矩表達(dá)式,可得跨間最大彎矩為：彎矩最大點(diǎn)位置距左端的距離為，；最大組合彎矩值：；當(dāng)或時，表示最大彎矩發(fā)生在支座處，取或，最大彎矩組合設(shè)計(jì)值的計(jì)算式為：；右震作用時，上式中的、應(yīng)該反號。柱上端控制截面在上層的梁底，柱下端控制截面在下層的梁頂。按軸線計(jì)算簡圖算得的柱端內(nèi)力值，宜換算到控制截面處的值。為了簡化計(jì)算，也可以采用軸線處內(nèi)力值，這樣算得的鋼筋用量比需要的鋼筋用量略微多一點(diǎn)。根據(jù)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2010）第3.5.3條規(guī)定：A級高度高層建筑的樓層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力不宜小于其相鄰上一層受剪承載力的80%，不應(yīng)小于其相鄰上

4、一層受剪承載力的65%；B級高度高層建筑的樓層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力不應(yīng)小于其相鄰上一層受剪承載力的75%。7.1.1 框架梁控制截面的內(nèi)力組合1、不考慮地震作用組合下的梁端彎矩設(shè)計(jì)值的組合。、基本組合：；、風(fēng)荷載作用下的不利組合（不考慮活載）：；、風(fēng)荷載作用下的有利組合（不考慮活載）：；、風(fēng)荷載作用下的不利組合（考慮活載）：；、風(fēng)荷載作用下的有利組合（考慮活載）：；2、考慮地震作用組合下的梁端彎矩設(shè)計(jì)值的組合。；。3、不考慮地震作用組合下的梁端剪力設(shè)計(jì)值的組合。、基本組合：；、風(fēng)荷載作用下的不利組合（不考慮活載）：；、風(fēng)荷載作用下的有利組合（不考慮活載）：；、風(fēng)荷載作用下的不利組合（考慮

5、活載）：；、風(fēng)荷載作用下的有利組合（考慮活載）：；4、考慮地震作用組合下的梁端彎矩設(shè)計(jì)值的組合。；。內(nèi)力未做調(diào)整前，橫向框架梁的內(nèi)力組合表，見表7-1 7-6。攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 內(nèi)力組合及內(nèi)力調(diào)整表7-1內(nèi)力調(diào)整前橫向框架梁的內(nèi)力組合表（6層）注：1、表中M以下部受拉為正，V以順時針為正；2、承載力抗震調(diào)整系數(shù)彎矩取0.75，對剪力取0.85；3、重力載恒載+0.5活載；4、彎矩單位為kN.m ，剪力單位為kN 。表7-2 內(nèi)力調(diào)整前橫向框架梁的內(nèi)力組合表（5層）注：1、表中M以下部受拉為正，V以順時針為正；2、承載力抗震調(diào)整系數(shù)彎矩取0.75，對剪力取0.85；3、重力載恒載+0.5活

6、載；4、彎矩單位為kN.m ，剪力單位為kN 。攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 內(nèi)力組合及內(nèi)力調(diào)整表7-3 內(nèi)力調(diào)整前橫向框架梁的內(nèi)力組合表（4層）注：1、表中M以下部受拉為正，V以順時針為正；2、承載力抗震調(diào)整系數(shù)彎矩取0.75，對剪力取0.85；3、重力載恒載+0.5活載；4、彎矩單位為kN.m ，剪力單位為kN 。表7-4 內(nèi)力調(diào)整前橫向框架梁的內(nèi)力組合表（3層）注：1、表中M以下部受拉為正，V以順時針為正；2、承載力抗震調(diào)整系數(shù)彎矩取0.75，對剪力取0.85；3、重力載恒載+0.5活載；4、彎矩單位為kN.m ，剪力單位為kN 。表7-5 內(nèi)力調(diào)整前橫向框架梁的內(nèi)力組合表（2層）注：1、表中

7、M以下部受拉為正，V以順時針為正；2、承載力抗震調(diào)整系數(shù)彎矩取0.75，對剪力取0.85；3、重力載恒載+0.5活載；4、彎矩單位為kN.m ，剪力單位為kN 。表7-6 內(nèi)力調(diào)整前橫向框架梁的內(nèi)力組合表（1層）注：1、表中M以下部受拉為正，V以順時針為正；2、承載力抗震調(diào)整系數(shù)彎矩取0.75，對剪力取0.85；3、重力載恒載+0.5活載；4、彎矩單位為kN.m ，剪力單位為kN 。7.1.2 框架柱控制截面的內(nèi)力組合1、不考慮地震作用組合下的梁端彎矩設(shè)計(jì)值的組合。、基本組合：；、風(fēng)荷載作用下的不利組合（不考慮活載）：；、風(fēng)荷載作用下的有利組合（不考慮活載）：；、風(fēng)荷載作用下的不利組合（考慮活

8、載）：；、風(fēng)荷載作用下的有利組合（考慮活載）：；2、考慮地震作用組合下的梁端彎矩設(shè)計(jì)值的組合。；。3、不考慮地震作用組合下的梁端剪力設(shè)計(jì)值的組合。、基本組合：；、風(fēng)荷載作用下的不利組合（不考慮活載）：；、風(fēng)荷載作用下的有利組合（不考慮活載）：；、風(fēng)荷載作用下的不利組合（考慮活載）：；、風(fēng)荷載作用下的有利組合（考慮活載）：；4、考慮地震作用組合下的梁端彎矩設(shè)計(jì)值的組合。；。根據(jù)上述公式，梁支座邊緣控制截面的彎矩與剪力可由公式7-2求得。； (7-3)式中：，梁控制截面的剪力和彎矩；，內(nèi)力組合得到的軸線處的剪力和彎矩；，作用在梁上的豎向分布恒載與活載。表7-6 內(nèi)力調(diào)整前橫向框架A柱彎矩和軸力組合

9、注：1、表中M以左側(cè)受拉為正，N以壓為正；2、承載力抗震調(diào)整系數(shù)=0.75；3、重力載恒載+0.5活載；4、彎矩單位為kN.m ，軸力單位為kN。表7-7 內(nèi)力調(diào)整前橫向框架B柱彎矩和軸力組合注：1、表中M以左側(cè)受拉為正，N以壓為正；2、承載力抗震調(diào)整系數(shù)=0.75；3、重力載恒載+0.5活載；4、彎矩單位為kN.m ，軸力單位為kN。表7-8 內(nèi)力調(diào)整前橫向框架C柱彎矩和軸力組合注：1、表中M以左側(cè)受拉為正，N以壓為正；2、承載力抗震調(diào)整系數(shù)=0.75；3、重力載恒載+0.5活載；4、彎矩單位為kN.m ，軸力單位為kN。表7-9 內(nèi)力調(diào)整前橫向框架D柱彎矩和軸力組合注：1、表中M以左側(cè)受拉

10、為正，N以壓為正；2、承載力抗震調(diào)整系數(shù)=0.75；3、重力載恒載+0.5活載；4、彎矩單位為kN.m ，軸力單位為kN。表7-10 內(nèi)力調(diào)整前橫向框架A柱剪力組合表7-11 內(nèi)力調(diào)整前橫向框架B柱剪力組合表7-12 內(nèi)力調(diào)整前橫向框架C柱剪力組合表7-13 內(nèi)力調(diào)整前橫向框架D柱剪力組合攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 內(nèi)力組合及內(nèi)力調(diào)整7.2 內(nèi)力調(diào)整為了保證框架結(jié)構(gòu)具有滿足工程的抗震性能，考慮到框架結(jié)構(gòu)“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”、“強(qiáng)結(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的抗震設(shè)計(jì)原則，保證梁端的破壞要先于柱端的破壞，彎曲破壞要先于剪切破壞，構(gòu)件的破壞要先于節(jié)點(diǎn)的破壞，因此，應(yīng)對內(nèi)力組合的結(jié)果中的最大內(nèi)力組合設(shè)計(jì)值進(jìn)行調(diào)整

11、。7.2.1框架梁梁端剪力設(shè)計(jì)值調(diào)整在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時，按照“強(qiáng)剪弱彎”的設(shè)計(jì)要求，根據(jù)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2010）第6.2.5條規(guī)定：抗震等級為一、二、三、四級的框架結(jié)構(gòu)的框架梁端剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)按照公式7-4進(jìn)行計(jì)算，抗震等級為級的框架結(jié)構(gòu)可直接取考慮地震作用組合的剪力設(shè)計(jì)值。 （7-4）式中：梁左、右端逆時針或者順時針方向組合的彎矩設(shè)計(jì)值；考慮地震作用組合的重力荷載代表值作用下，按簡支梁計(jì)算的梁端截面剪力設(shè)計(jì)值；梁的凈跨；梁端剪力增大系數(shù)，抗震等級為一、二、三級的框架結(jié)構(gòu)分別取1.3、1.2和1.1。梁左、右端逆時針或者順時針方向組合的彎矩設(shè)計(jì)值的按圖7-1所示進(jìn)行推導(dǎo)。圖

12、7-1 簡支梁受荷簡圖；根據(jù)上述公式可得：；再根據(jù)微積分知識，可求得：；。依據(jù)上述推導(dǎo)出來的公式可將梁左、右端組合后的彎矩設(shè)計(jì)值求出。地震作用組合的剪力設(shè)計(jì)值的計(jì)算方式：。第15層AB跨：；第6層AB跨：；第15層BC跨：；第6層BC跨：；第15層CD跨：；第6層CD跨：；表7-14梁端剪力設(shè)計(jì)值調(diào)整（46層）7.2.1框架柱柱端剪力設(shè)計(jì)值調(diào)整在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時，按照“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)要求，根據(jù)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2010）第6.2.3條規(guī)定：抗震設(shè)計(jì)的框架柱、框支柱端部截面，抗震等級為一、二、三、四級的框架結(jié)構(gòu)按公式7-5進(jìn)行計(jì)算。 （7-5）式中：分別為左、右梁端截面逆時針

13、或者順時針方向組合的彎矩設(shè)計(jì)值；柱端剪力增大系數(shù)，對框架結(jié)構(gòu)，抗震等級為二、三級的框架結(jié)構(gòu)的柱端剪力增大系數(shù)分別取1.3和1.2，對于其他結(jié)構(gòu)中的框架部分，抗震等級為一、二級分別取1.3和1.2，抗震等級為三、四級均取1.1；柱的凈高。柱端剪力設(shè)計(jì)值的調(diào)整見表7-15和表7-16。表7-15 A-6柱和B-6柱柱端剪力設(shè)計(jì)值的調(diào)整注：的單位是，取1.2，的單位是，的單位是。表7-16 C-6柱和D-6柱柱端剪力設(shè)計(jì)值的調(diào)整注：的單位是，取1.2，的單位是，的單位是。7.2.2梁柱節(jié)點(diǎn)處柱端彎矩調(diào)整框架結(jié)構(gòu)的變形能力與框架的破壞機(jī)制密切相關(guān)，一般框架梁的延性遠(yuǎn)大于柱子。梁先屈服使整個框架有較大的

14、內(nèi)力重分布和能量消耗能力，極限層間位移增大，抗震性能較好。若柱子形成了塑性鉸，則會伴隨產(chǎn)生較大的層間位移，危及結(jié)構(gòu)承受垂直荷載的能力，并可能使結(jié)構(gòu)成為機(jī)動體系。根據(jù)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2010）第6.2.1條規(guī)定：抗震設(shè)計(jì)時，除頂層、柱軸壓比小于0.15者及框支梁柱節(jié)點(diǎn)外，框架的梁、柱節(jié)點(diǎn)處考慮地震作用組合的柱端彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)符合公式7-5要求。 （7-5）式中：節(jié)點(diǎn)上、下柱端截面逆時針或者順時針方向組合的彎矩設(shè)計(jì)值之和，上、下柱端的彎矩設(shè)計(jì)值，可按彈性分析的彎矩比例進(jìn)行分配；節(jié)點(diǎn)左、右梁端截面逆時針或者順時針方向組合的彎矩設(shè)計(jì)值之和，當(dāng)抗震等級為一級且節(jié)點(diǎn)左、右梁端均為負(fù)彎矩

15、時，絕對值較小的彎矩值應(yīng)取為0；柱端彎矩增大系數(shù)，對框架結(jié)構(gòu)，抗震等級為二、三級的框架結(jié)構(gòu)的柱端彎矩增大系數(shù)分別取1.5和1.3，對于其他結(jié)構(gòu)中的框架部分，抗震等級為一、二、三、四級的框架結(jié)構(gòu)分別取1.4、1.2、1.1和1.1。本設(shè)計(jì)的抗震等級為三級，且為框架結(jié)構(gòu)，。底層柱底彎矩乘放大系數(shù)1.15，避免柱腳過早屈服，當(dāng)柱的反彎點(diǎn)高度不在柱的層高范圍內(nèi)時，柱端的彎矩設(shè)計(jì)值可直接乘以上述柱端彎矩增大系數(shù)。梁柱節(jié)點(diǎn)處柱端彎矩計(jì)算按圖7-2所示進(jìn)行推導(dǎo)：圖7-2 梁柱節(jié)點(diǎn)處柱端彎矩示意；。地震往返作用，兩個方向的彎矩設(shè)計(jì)值均應(yīng)滿足要求，當(dāng)柱子考慮順時針彎矩之和時，梁應(yīng)考慮逆時針方向彎矩之和，反之亦然

16、?？梢匀山M中較大者計(jì)算配筋。由于框架結(jié)構(gòu)的底層柱過早出現(xiàn)塑性屈服，將影響整個結(jié)構(gòu)的變形能力。同時，隨著框架梁塑性鉸的出現(xiàn)，由于塑性內(nèi)力重分布，底層柱的反彎點(diǎn)具有較大地不確定性。根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2010）第6.2.3條規(guī)定：抗震等級為一、二、三、四級的框架結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)的底層，柱下端截面組合的彎矩設(shè)計(jì)值，應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.7、1.5、1.3和1.2。本設(shè)計(jì)中框架結(jié)構(gòu)的底層柱的增大系數(shù)取1.3。攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 內(nèi)力組合及內(nèi)力調(diào)整表7-17柱端剪力設(shè)計(jì)值調(diào)整（46層）表7-17柱端剪力設(shè)計(jì)值調(diào)整（13層）表7-18內(nèi)力調(diào)整后橫向框架A柱彎矩和軸力組合注：1、表中M

17、以左側(cè)受拉為正，N以壓為正；2、承載力抗震調(diào)整系數(shù)=0.80；3、重力載恒載+0.5活載；4、彎矩單位為kN.m ，軸力單位為kN。表7-19內(nèi)力調(diào)整后橫向框架B柱彎矩和軸力組合注：1、表中M以左側(cè)受拉為正，N以壓為正；2、承載力抗震調(diào)整系數(shù)=0.80；3、重力載恒載+0.5活載；4、彎矩單位為kN.m ，軸力單位為kN。表7-20內(nèi)力調(diào)整后橫向框架C柱彎矩和軸力組合注：1、表中M以左側(cè)受拉為正，N以壓為正；2、承載力抗震調(diào)整系數(shù)=0.80；3、重力載恒載+0.5活載；4、彎矩單位為kN.m ，軸力單位為kN。表7-21內(nèi)力調(diào)整后橫向框架D柱彎矩和軸力組合注：1、表中M以左側(cè)受拉為正，N以壓為

18、正；2、承載力抗震調(diào)整系數(shù)=0.80；3、重力載恒載+0.5活載；4、彎矩單位為kN.m ，軸力單位為kN。表7-21內(nèi)力調(diào)整后橫向框架A柱剪力組合表7-22內(nèi)力調(diào)整后橫向框架B柱剪力組合表7-23內(nèi)力調(diào)整后橫向框架C柱剪力組合表7-24內(nèi)力調(diào)整后橫向框架D柱剪力組合表7-25內(nèi)力調(diào)整后橫向框架梁的內(nèi)力組合（6層）注：1、表中M以下部受拉為正，V以順時針為正；2、承載力抗震調(diào)整系數(shù)彎矩取0.75，對剪力取0.85；3、重力載恒載+0.5活載；4、彎矩單位為kN.m ，剪力單位為kN 。表7-26內(nèi)力調(diào)整后橫向框架梁的內(nèi)力組合（5層）注：1、表中M以下部受拉為正，V以順時針為正；2、承載力抗震調(diào)整系數(shù)彎矩取0.75，對剪力取0.85；3、重力載恒載+0.5活載；4、彎矩單位為kN.m ，剪力單位為kN 。表7-27內(nèi)力調(diào)整后橫向框架梁的內(nèi)力組合（4層）注：1、表中M以下部受拉為正，V以順時針為正；2、承載力抗震調(diào)整系數(shù)彎矩取0.75，對剪力取0.85；3、重力載恒載+0.5活載；4、彎矩單位為kN.m ，剪力單位為kN 。表7-28內(nèi)力調(diào)整后橫向框架梁的內(nèi)力組合（3層）注：1、表中M以下部受拉為正