第8章 荷載效應(yīng)及內(nèi)力組合

1、第第8 8章章 荷載效應(yīng)及內(nèi)力組合荷載效應(yīng)及內(nèi)力組合8.1 荷載效應(yīng)組合荷載效應(yīng)組合n荷載效應(yīng)荷載效應(yīng)：某種荷載作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力或位移。：某種荷載作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力或位移。n結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮可能發(fā)生的各種荷載最大結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮可能發(fā)生的各種荷載最大值以及它們作用在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的綜合效應(yīng)。值以及它們作用在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的綜合效應(yīng)。n荷載效應(yīng)組合荷載效應(yīng)組合：在各種不同荷載作用下，分別：在各種不同荷載作用下，分別進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，得到內(nèi)力和位移后，再用分項(xiàng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，得到內(nèi)力和位移后，再用分項(xiàng)系數(shù)與組合系數(shù)加以組合。系數(shù)與組合系數(shù)加以組合。 持久設(shè)計(jì)狀況和短暫設(shè)計(jì)狀況（即無(wú)地震設(shè)計(jì)狀況）下：地震設(shè)計(jì)狀

2、況下：dGwSGkLQQQkwwkSSS dGGEEhEhESkEvvkwwwkSSSS （8-1）（8-2） 地震設(shè)計(jì)狀況時(shí)荷載和作用的分項(xiàng)系數(shù) 表8-18.2.1 選擇控制截面選擇控制截面控制截面控制截面：通常是內(nèi)力最大的截面，但不同的內(nèi)：通常是內(nèi)力最大的截面，但不同的內(nèi)力最大值（力最大值（M、V）并不一定在同一截面。）并不一定在同一截面。構(gòu) 件控制截面 最不利內(nèi)力梁兩 端-Mmax Vmax+Mmax (框架梁多數(shù)情況不出現(xiàn))較大集中力作用處+Mmax Vmax跨 中+Mmax-Mmax (多數(shù)情況不出現(xiàn))柱和剪力墻每層上下兩端|M|max及相應(yīng)的NV Nmax及相應(yīng)的MV Nmin及相

3、應(yīng)的MV|M|比較大，N比較大或比較小 Vmax及相應(yīng)的NM8.2 控制截面及最不利內(nèi)力控制截面及最不利內(nèi)力n梁、柱控制截面內(nèi)力梁、柱控制截面內(nèi)力：為：為獲得梁（含連梁）、柱桿獲得梁（含連梁）、柱桿端控制截面的端控制截面的M、V, 需需將將6、7章計(jì)算的節(jié)點(diǎn)內(nèi)章計(jì)算的節(jié)點(diǎn)內(nèi)力換算為支座邊緣的內(nèi)力力換算為支座邊緣的內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值。標(biāo)準(zhǔn)值。 如如梁梁A端支座邊緣處的彎矩和剪力可端支座邊緣處的彎矩和剪力可近似按下式換算：近似按下式換算： （q為作用在梁上的均布荷載）為作用在梁上的均布荷載）2AAAbMMV2bqVVAA圖13-21 梁支座邊緣的彎矩和剪力圖13-22 柱支座邊緣內(nèi)力示意圖VVVBVB8.

4、2.2 確定最不利內(nèi)力確定最不利內(nèi)力n內(nèi)力組合內(nèi)力組合：按照可能與最不利原則，在各種組：按照可能與最不利原則，在各種組合類型中選擇最不利內(nèi)力。合類型中選擇最不利內(nèi)力。n對(duì)于有風(fēng)荷載和地震作用效應(yīng)參與的組合，均對(duì)于有風(fēng)荷載和地震作用效應(yīng)參與的組合，均應(yīng)考慮正、反兩個(gè)方向作用。應(yīng)考慮正、反兩個(gè)方向作用。n對(duì)矩形平面結(jié)構(gòu)應(yīng)沿縱、橫兩個(gè)方向分別進(jìn)行對(duì)矩形平面結(jié)構(gòu)應(yīng)沿縱、橫兩個(gè)方向分別進(jìn)行內(nèi)力組合。（內(nèi)力組合。（本畢業(yè)設(shè)計(jì)因時(shí)間關(guān)系，只考慮本畢業(yè)設(shè)計(jì)因時(shí)間關(guān)系，只考慮一個(gè)方向的內(nèi)力組合一個(gè)方向的內(nèi)力組合）n對(duì)復(fù)雜體型的高層建筑應(yīng)選擇不同方向水平荷對(duì)復(fù)雜體型的高層建筑應(yīng)選擇不同方向水平荷載作用下的內(nèi)力分別

5、進(jìn)行內(nèi)力組合。載作用下的內(nèi)力分別進(jìn)行內(nèi)力組合。8.2.3 框架梁和連梁的內(nèi)力組合框架梁和連梁的內(nèi)力組合一、塑性調(diào)幅一、塑性調(diào)幅n考慮考慮框架結(jié)構(gòu)梁的框架結(jié)構(gòu)梁的梁梁端配筋較多，端配筋較多，以及以及超靜定超靜定鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有塑性內(nèi)力重分布的性質(zhì)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有塑性內(nèi)力重分布的性質(zhì)，所以對(duì)所以對(duì)豎向荷載作用下的梁端彎矩豎向荷載作用下的梁端彎矩在與水平荷在與水平荷載作用下的內(nèi)力組合之前需要載作用下的內(nèi)力組合之前需要進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整。n塑性調(diào)幅是對(duì)梁端支座彎矩乘以調(diào)幅系數(shù)塑性調(diào)幅是對(duì)梁端支座彎矩乘以調(diào)幅系數(shù)。對(duì)。對(duì)于于現(xiàn)澆框架現(xiàn)澆框架0.80.9；對(duì)于裝配整體式框架；對(duì)于裝配整體式框架

6、0.60.8。支座彎矩降低后必須相應(yīng)加大跨支座彎矩降低后必須相應(yīng)加大跨中彎矩設(shè)計(jì)值中彎矩設(shè)計(jì)值（乘以放大系數(shù)）（乘以放大系數(shù)）。n注意注意：塑性調(diào)幅主要是對(duì)豎向荷載作用下的梁：塑性調(diào)幅主要是對(duì)豎向荷載作用下的梁端內(nèi)力進(jìn)行調(diào)整，柱的內(nèi)力不調(diào)整。端內(nèi)力進(jìn)行調(diào)整，柱的內(nèi)力不調(diào)整。n梁跨中彎矩求法梁跨中彎矩求法：根據(jù)調(diào)幅前的梁端彎矩、剪力：根據(jù)調(diào)幅前的梁端彎矩、剪力和梁上實(shí)際荷載由平衡條件求跨中彎矩，再將跨和梁上實(shí)際荷載由平衡條件求跨中彎矩，再將跨中彎矩乘以中彎矩乘以1.1放大系數(shù)，并滿足：放大系數(shù)，并滿足：n設(shè)計(jì)例題表設(shè)計(jì)例題表13-59中的梁端彎矩即由節(jié)點(diǎn)彎矩?fù)Q算后乘以調(diào)幅系數(shù)中的梁端彎矩即由節(jié)點(diǎn)

7、彎矩?fù)Q算后乘以調(diào)幅系數(shù)0.8所得，跨中彎所得，跨中彎矩即由上述方法求得。表矩即由上述方法求得。表13-60中的中的M即為將柱、墻節(jié)點(diǎn)彎矩?fù)Q算為控制截面彎矩。即為將柱、墻節(jié)點(diǎn)彎矩?fù)Q算為控制截面彎矩。021)(MMMMCBA021MMC圖 8-1 梁端負(fù)彎矩調(diào)幅（8-3b）（8-3a）二、梁控制截面的內(nèi)力組合二、梁控制截面的內(nèi)力組合1.梁端負(fù)彎矩組合的設(shè)計(jì)值，取下列組合中的最大梁端負(fù)彎矩組合的設(shè)計(jì)值，取下列組合中的最大者者1）無(wú)地震無(wú)地震設(shè)計(jì)狀況下（設(shè)計(jì)例題表設(shè)計(jì)狀況下（設(shè)計(jì)例題表13-61（a)a) 2）地震地震設(shè)計(jì)狀況下（設(shè)計(jì)例題表設(shè)計(jì)狀況下（設(shè)計(jì)例題表13-61（b)b) WKQKGkMMM

8、M84.04 .12 .1WKQKGkMMMM4 . 12 . 1QKGKMMMGEEKMMM （8-7）（8-6）（8-5）（8-4）2.梁端正彎矩取下列組合中的最大者梁端正彎矩取下列組合中的最大者1）無(wú)地震無(wú)地震設(shè)計(jì)狀況下（設(shè)計(jì)狀況下（設(shè)計(jì)例題無(wú)此項(xiàng)設(shè)計(jì)例題無(wú)此項(xiàng)) )2）地震地震設(shè)計(jì)狀況下設(shè)計(jì)狀況下（設(shè)計(jì)例題無(wú)此項(xiàng)）設(shè)計(jì)例題無(wú)此項(xiàng)）3.梁跨中正彎矩取下列組合中的最大者梁跨中正彎矩取下列組合中的最大者1）無(wú)地震無(wú)地震設(shè)計(jì)狀況下（設(shè)計(jì)狀況下（設(shè)計(jì)例題表設(shè)計(jì)例題表13-6113-61（a)a)2）地震地震設(shè)計(jì)狀況下設(shè)計(jì)狀況下（設(shè)計(jì)例題表設(shè)計(jì)例題表13-6113-61（b)b

9、)GKWkMMM0 . 14 . 11.31.0EkGEMMMWKQkGKMMMM84. 04 . 12 . 1QKGKMMMGEEKMMM（8-8）（8-12）（8-11）（8-10）（8-9）4、梁端剪力取下列組合中的最大值、梁端剪力取下列組合中的最大值1）無(wú)地震無(wú)地震設(shè)計(jì)狀況下（設(shè)計(jì)例題表設(shè)計(jì)狀況下（設(shè)計(jì)例題表13-6113-61（a)a)2）地震地震設(shè)計(jì)狀況下設(shè)計(jì)狀況下（設(shè)計(jì)例題表設(shè)計(jì)例題表13-6113-61（b)b)n在恒載和活載作用下，跨間在恒載和活載作用下，跨間Mmax可近似取跨中可近似取跨中的的M代替。代替。WKQKGKVVVV84. 04 . 12 .

10、1WKQKGKVVVV4 .12 .11 .3 5G KQ KVVV(1.21.3)GEEKVVV（8-13）（8-16）（8-15）（8-14）8.2.4 柱的內(nèi)力組合柱的內(nèi)力組合n在豎向荷載和縱向、橫向的雙向水平荷載在豎向荷載和縱向、橫向的雙向水平荷載(水平水平地震作用、風(fēng)荷載地震作用、風(fēng)荷載)作用下，框架柱一般是處在作用下，框架柱一般是處在雙向偏心受壓狀態(tài)，其內(nèi)力組合需要按橫向和雙向偏心受壓狀態(tài)，其內(nèi)力組合需要按橫向和縱向分別進(jìn)行。沿某一方向（橫向或縱向）柱縱向分別進(jìn)行。沿某一方向（橫向或縱向）柱上、下端截面的內(nèi)力組合按以下情況進(jìn)行。上、下端截面的內(nèi)力組合按以下情況進(jìn)行。一、一、柱端彎矩

11、柱端彎矩M和軸力和軸力N的組合設(shè)計(jì)值的組合設(shè)計(jì)值1）無(wú)地震無(wú)地震設(shè)計(jì)狀況下（設(shè)計(jì)狀況下（設(shè)計(jì)例題表設(shè)計(jì)例題表13-6213-62、6363、6464) )84. 04 . 12 . 1 (WKQKGKMMMM)84. 04 . 12 . 1 (WKQKGKNNNN)4 . 12 . 1 (WKQKGKMMMM)4 . 12 . 1 (WKQKGKNNNN（8-17a）（8-18a）（8-17b）（8-18b）QKGKMMM35. 1QKGKNNN35. 1（8-19b）（8-19a）2）地震地震設(shè)計(jì)狀況下設(shè)計(jì)狀況下（設(shè)計(jì)例題表（設(shè)計(jì)例題表13-6213-62、6363、64)64)二、二、柱端

12、剪力柱端剪力V的組合設(shè)計(jì)值的組合設(shè)計(jì)值（表表13-62、63、64）n柱端截面剪力組合設(shè)計(jì)值表達(dá)式與梁端剪力的柱端截面剪力組合設(shè)計(jì)值表達(dá)式與梁端剪力的表達(dá)式相同，見式（表達(dá)式相同，見式（8-13）(8-16)，此時(shí)式，此時(shí)式中各剪力應(yīng)為各相應(yīng)荷載作用下的柱端剪力。中各剪力應(yīng)為各相應(yīng)荷載作用下的柱端剪力。EKGEMMM3 .12 .1EKGENNN3 .12 .1（8-20a）（8-20b）8.2.5 剪力墻的內(nèi)力組合剪力墻的內(nèi)力組合n剪力墻的剪力墻的M、N及及V的內(nèi)力組合與柱的各相應(yīng)的的內(nèi)力組合與柱的各相應(yīng)的內(nèi)力組合表達(dá)式相同，此時(shí)組合式中各彎矩、內(nèi)力組合表達(dá)式相同，此時(shí)組合式中各彎矩、軸力及

13、剪力應(yīng)為剪力墻在各相應(yīng)荷載作用下上軸力及剪力應(yīng)為剪力墻在各相應(yīng)荷載作用下上、下端截面的內(nèi)力值。、下端截面的內(nèi)力值。n各構(gòu)件的內(nèi)力組合比較煩瑣，宜采用各構(gòu)件的內(nèi)力組合比較煩瑣，宜采用EXCEL表表格計(jì)算。格計(jì)算。n剪力墻的內(nèi)力組合見表剪力墻的內(nèi)力組合見表13-60、13-65.n本次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求本次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求對(duì)結(jié)構(gòu)的以下構(gòu)件進(jìn)行內(nèi)力對(duì)結(jié)構(gòu)的以下構(gòu)件進(jìn)行內(nèi)力組合：組合： 你設(shè)計(jì)的這榀框架你設(shè)計(jì)的這榀框架最頂最頂兩兩層梁和頂層柱（層梁和頂層柱（剪力墻）；中間兩層梁和它們之間的柱（剪力剪力墻）；中間兩層梁和它們之間的柱（剪力墻）；墻）；二二層梁和層梁和底層底層柱（剪力墻）。也就是，柱（剪力墻）。也就是，需要組合五層的梁的內(nèi)力和三層柱（剪力墻）需要組合五層的梁的內(nèi)力和三層柱（剪力墻）的內(nèi)力。的內(nèi)力。n表表13-59 列出所選的框架五層梁的控制截面內(nèi)力列出所選的框架五層梁的控制截面內(nèi)力（調(diào)幅后的支座邊緣值），因?yàn)槲覀儯ㄕ{(diào)幅后的支座邊緣值），因?yàn)槲覀冎灰淦渲兄灰淦渲幸粚恿旱呐浣?，所以只需要?jì)算配筋的那層梁的一層梁的配筋，所以只需要計(jì)算配筋的那層梁的跨中彎矩，不需要每層的都算出跨中彎矩，不需要每層的都算出。n表表13-60 列出所選的三層柱（剪力墻）的控制截列出所選的三層柱（剪力墻）的控制截面內(nèi)力面內(nèi)力n表表13-61（a、b）組合所選的框架五層梁的控制）組合所選