內力組合及內力調整

1、7內力組合及內力調整內力組合各種荷載情況下的框架內力求得后，根據最不利又是可能的原則進行內力組合。當考慮結構塑性內力重分布的有利影響時，應在內力組合之前對豎向荷載作用下的內力進行增幅。 分別考慮恒荷載和活荷載由可變荷載效應控制的組合和由永久荷載效應控制的組合， 并比較兩種組合的內力，取最不利者。由于構件控制截面的內力值應取自支座邊緣處，為此，進行組合前，應先計算各控制截面處的（支座邊緣處的）內力值。1）、在恒載和活載作用下，跨間Mmax可以近似取跨中的M代替，在重力荷載代表值和水平地震作用下，跨內最大彎矩Mmax采用解析法計算：先確定跨內最大彎矩Mmax的位置，再計算該位置處的Mmax。當傳到

2、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 計算。計算方式見圖 7-1、7-2 括號內數(shù)值，字母 GD 僅代表公式推導，不代表本設計實際節(jié)點標號字母。M1,2M 左 M 右口濰目.1,2Mmax-ql-且酒足Mmaxql（7-1）8216式中：q作用在梁上的包荷載或活荷載的均布線荷載標準值；M左、M右一一包載和活載作用下梁左、右端彎矩標準值；l 一一梁的計算跨度。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，調幅前后剪力值變化，見圖 7-2。圖7-1框架梁內力組合圖圖7-2調幅前后剪力值變化圖中：MGC、MGD重力荷載作用下梁端的彎

3、矩；MEC、MCD水平地震作用下梁端的彎矩RC、RD豎向荷載與地震荷載共同作用下梁端支座反力。11左炳木支座反力：RC=1MGDMGCMECMED；21由0,可求得跨間Mmax的位置為：XiRc/q;dx將Xi代入任一截面x處的彎矩表達式，可得跨間最大彎矩為：彎矩最大點位置距左端的距離為Xi,X1=RE/q;0X11;最大組合彎矩值：MmaxqXi2/2MGEMEF；當Xi0或Xii時，表示最大彎矩發(fā)生在支座處，取Xi=0或Xi=1,最大彎矩組合設計值的計算式為：MmaxReXiqXi2/2MGEMEF；右震作用時，上式中的MGE、MEF應該反號。柱上端控制截面在上層的梁底， 柱下端控制截面在

4、下層的梁頂。 按軸線計算簡圖算得的柱端內力值，宜換算到控制截面處的值。為了簡化計算，也可以采用軸線處內力值，這樣算得的鋼筋用量比需要的鋼筋用量略微多一點。根據高層建筑混凝土結構技術規(guī)程（JGJ3-20i0）第條規(guī)定：A 級高度高層建筑的樓層抗側力結構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%不應小于其相鄰上一層受剪承載力的65%B級高度高層建筑的樓層抗側力結構的層間受剪承載力不應小于其相鄰上一層受剪承載力的 75%框架梁控制截面的內力組合i、不考慮地震作用組合下的梁端彎矩設計值的組合。、基本組合：Mi.2SGki.4SQk；Mi.35SGki.40.7SQk；、風荷載作用下的不利

5、組合（不考慮活載）：Mi.2SGki.4Swk（左）;Mi.2SGk、風荷載作用下的有利組合（不考慮活載）：Mi.0SGki.4Swk（左）；Mi.0SGk、風荷載作用下的不利組合（考慮活載）：Mi.2SGk0.9i.4SQki.4Swk（左）；M1.2SGK、風荷載作用下的有利組合（考慮活載）：Mi.0SGk0.9i.4SQki.4Swk（左）；Mi.0SGk2、考慮地震作用組合下的梁端彎矩設計值的組合。MS.（右）；i.4Swk（右）；0.9i.4SQki.4Swk（右）；0.9i.4SQki.4Swk（右）；Mi.2SGk0.5SQk1.3SEk（左）M1.2SGk0.5SQk1.3SE

6、k（右）；M1.0SGk0.5SQk1.3SEk（左）；M1.0SGk0.5SQk1.3SEk（右）。3、不考慮地震作用組合下的梁端剪力設計值的組合。、基本組合：V1.2VGk1.4VQk；V1.35VGk1.40.7VQk；、風荷載作用下的不利組合（不考慮活載）：V1.2VGk1.4Vwk（左）；V1.2VGk、風荷載作用下的有利組合（不考慮活載）：V1.0VGk1.4Vwk（左）；V1.0VGk、風荷載作用下的不利組合（考慮活載）：V1.2VGk0.91.4VQk1.4Vwk（左）;V1.2VGk、風荷載作用下的有利組合（考慮活載）：V1.0VGk0.91.4VQk1.4Vwk（左）;V1

7、.0VGk4、考慮地震作用組合下的梁端彎矩設計值的組合。V1.2VGk0.5VQk1.3VEk（左）；V1.2VGk0.5VQk1.3SEk（右）；V1.0VGk0.5VQk1.3VEk（左）；V1.0VGk0.5VQk1.3VEk（右）。內力未做調整前，橫向框架梁的內力組合表，見表 7-17-6。1.4Vwk（右）；1.4Vwk（右）；0.91.4VQk1.4Vwk（右）；0.91.4VQk1.4Vwk（右）；調整前橫向框架梁的內力組合表層,步制彳人面臥利 1力江風 霸風載I嗝自 右集1不考慮地震的組合考慮地震的組彳上不利內 J 控制力,151314,19,52506?5,558559,68

8、48282勺&KSQKSWK(SVK(：*K(.以 （：1.2 ，忙有1.4；1.351+1.4*7舌12 恒+1.4入不利）10恒+1.4/利)(1.2#+0.9活+1.4 風)30gl+0.9活;+1.4 風)卜1K!MJ載+地震1.3最 大及相,H8大吸相負 硯嘴制Utk震捌力（11.24 重力載震:有左風右風左風 右風左風右風 左風右風 左震 右震左震右震六JAM-26.1 215.5 58.86-8.8()78.03-78.C)6531-50.5S018.9443.7513.7238.5i2397762.1034.(5556.(3860.80142 157.5 8135 37

9、7.5 )8142 1-62. 10142V55.3 134.7 52.53-2.5：； 21.47-21.417115.0208/ 769.9 162.8 358.8 551.7 7113.3406. 9702.28)5.91115. 159.31100. 644.7 7115. 144.7 7115. 0215.&M45.1 724.7 03.29 -32 )40.83-40.8電 8.7885.1 958.8 149.6 049.7 840.5 689.4781.1 880.4 472.1 5122. 145.91110.644.40)122.141.40)89.4 7122.V

10、-52.6 223.56-2.5：12.53 -21.4 721.47-96.1394.1 366.6：959.6i056.1649.()896.(0289.6M85/197912105109.：3792.：H36.，1936.，19105 1-96. 13105由M-51.3 223.5 66.21 -62 86.77-86.7794.5 792.3 752.8)970.2842.6 演 0.()183.，4599.0)973/ 888.(3337.08188 529.7 0175 909.7 0188 599.( )9188V48.9 231.9 21.81 -18 14.46-14.4的

11、 03二39 97.3 261.2 456.1 751.4546.3 9101.296.6 491.4 286.8 696.6 559.C683.6 846.0 8103. 346.0 8103. 39 96.6CM55.9 523.0 03.04 -30 140.86-40.81699.3498.0 771.4 062.8 860.2 151.6 999.9592.2 988.7 681.1 0134. 027.82120. 574.3 3134. 064.3 399.9 5134.V-51.6 825.7 3181.81 -14.4 614.46-98.0494.9)864.5)559/

12、854.2449.1 596.7292.1686.：)881乂3296.；558.(3683.：445芍 457598.()498.(0496.：C&M-57.9 425.4 36.46-6.46)86.77-86.77105. 0903.1-60.4578.5 448.8766.9)593.；39109 681/ H98.()改8.05197 552.1 8183 432.1 8197 5509 ,6797V46.5 327.4 12.69 -2.6 )24.28-24.2閨 4.2189.6 859.6 052.0 750.3 042.7 693.7：686.9884.4 677.

13、6 8103. 840.7 291.8 028.6 7103. 828.6 794.2 1103.DM37.5 416.7 88.07 -80 78.06-78.C)658.5467.1 256.3 533.7 548.8 426.2 476.3)656.0268.8 548.5 1156.5946.：煙 47.4155 5656.5955.1)576.36156.V-46.5 330.4 7-26 )2.69 -24.2 824.28-98.4992.6港59.6。 52.(750.3IG42.7697.(6290.8；488.：181 )3105 6812J5593.：夕330.：?030

14、.：20105 698.， 49105跨MAB49.1 230.1 71.16-1.16)5.61-56 101. 195.8 860.5 757.3 250.7 447.5 098.41295.5088.6 085.6 784.3 469.7571.5 056.9 1101. 147.5 0101. 18 84.3HMBC141.7粉4.533.75 -3.7 、 10.74-10.7460.， 4854. 6475. 3964. 8947. 0336.5256.1246. 72 227. 3218. 3622. 8294. 8988. 01 160. 0260. 4836. 5260. 4

15、822.MDD141.7粉4.533.75 -3.7 )10.74-10.7460.， 4854. 6475.3964.；8947. 0336.5256.1246. 72 227. 3218. 3222. 8294. 8988.P1 160. 0860. 4836. 5260. 4822.注：1、表中M以下部受拉為正，V以順時針為正;2、承載力抗震調整系數(shù)止彎矩取，對剪力??；3、重力載=恒載+活載；4、彎矩單位為，剪力單位為 kNkN。注：1、表中M以下部受拉為正，V以順時針為正；2、承載力抗震調整系數(shù)RE彎矩取，對剪力?。?、重力載=恒載+活載；4、彎矩單位為，剪力單位為 kNkN。注：1、

16、表中M以下部受拉為正，V以順時針為正；2、承載力抗震調整系數(shù)卷彎矩取，對剪力??；3、重力載=恒載+活載；4、彎矩單位為，剪力單位為 kNkN。表7-4內力調整前橫向框架梁的內力組合表（3層）注：1、表中M以下部受拉為正，V以順時針為正；2、承載力抗震調整系數(shù)卷彎矩取，對剪力取；3、重力載=恒載+活載；4、彎矩單位為，剪力單位為 kNkN。表7-5內力調整前橫向框架梁的內力組合表（2層）注：1、表中M以下部受拉為正，V以順時針為正；2、承載力抗震調整系數(shù)RE彎矩取，對剪力?。?、重力載=恒載+活載；4、彎矩單位為，剪力單位為 kNkN。表7-6內力調整前橫向框架梁的內力組合表（1層）注：1、表中

17、M以下部受拉為正，V以順時針為正；2、承載力抗震調整系數(shù)RE彎矩取，對剪力取；3、重力載=恒載+活載；4、彎矩單位為，剪力單位為 kNkN?？蚣苤刂平孛娴膬攘M合1、不考慮地震作用組合下的梁端彎矩設計值的組合。、基本組合：M1.2SGk1.4SQk；M1.35SGk1.40.7SQk；1.2SGk1.4Swk（右）；1.0SGk1.4Swk（右）；1.2SGk0.91.4SQk1.4Swk（右）；1.0SGk0.91.4SQk1.4Swk（右）；2、考慮地震作用組合下的梁端彎矩設計值的組合。M1.2SGk0.5SQk1.3SEk（左）M1.0SGk0.5SQk1.3SEk（左）M1.2SGk

18、0.5SQk1.3SEk（右）；M1.0SGk0.5SQk1.3SEk（右）。3、不考慮地震作用組合下的梁端剪力設計值的組合。、基本組合:、風荷載作用下的不利組合（不考慮活載）、風荷載作用下的有利組合（不考慮活載）V1.0VGk1.4Vwk（左）；V1.0VGk1.4Vwk（右）；、風荷載作用下的不利組合（考慮活載）：4、考慮地震作用組合下的梁端彎矩設計值的組合。V1.2VGk0.5VQk1.3VEk（左）；V1.2VGk0.5VQk1.3SEk（右）；V1.0VGk0.5VQk1.3VEk（左）；V1.0VGk0.5VQk1.3VEk（右）。根據上述公式，梁支座邊緣控制截面的彎矩與剪力可由公

19、式 7-2 求得。VVgqb/2;MMVb/2（7-3）式中：V,M梁控制截面的剪力和彎矩；V,M內力組合得到的軸線處的剪力和彎矩；g,q作用在梁上的豎向分布恒載與活載。、風荷載作用下的不利組合（不考慮活載）：M1.2SGk1.4Swk（左）；M、風荷載作用下的有利組合（不考慮活載）：M1.0SGk1.4Swk（左）；M、風荷載作用下的不利組合（考慮活載）：M1.2SGk0.91.4SQk1.4Swk（左）；M、風荷載作用下的有利組合（考慮活載）：M1.0SGk0.91.4SQk1.4Swk（左）；MV1.2VGk1.4VQk;V1.35VGk1.40.7VQk；V1.2VGk1.4Vwk（左

20、）；V1.2VGk1.4Vwk（右）；V1.2VGk0.91.4VQk1.4Vwk（左）、風荷載作用下的有利組合（考慮活載）V1.0VGk0.91.4VQk1.4Vwk（左）V1.2VGk0.91.4VQk1.4Vwk（右）；V1.0VGk0.91.4VQk1.4Vwk（右）；注：1、表中M以左側受拉為正,N以壓為正；2、承載力抗震調整系數(shù)RE=；3、重力載=恒載+活載；4、彎矩單位為表7-7內力調整前橫向框架B柱彎矩和軸力組合注：1、表中M以左側受拉為正，N以壓為正；2、承載力抗震調整系數(shù)RE=；3、重力載=恒載+活載；4、彎矩單位為表7-8內力調整前橫向框架C柱彎矩和軸力組合注：1、表中M

21、以左側受拉為正，N以壓為正；2、承載力抗震調整系數(shù)RE=；3、重力載=恒載+活載；4、彎矩單位為表7-9內力調整前橫向框架D柱彎矩和軸力組合注：1、表中M以左側受拉為正，N以壓為正；2、承載力抗震調整系數(shù)RE=；3、重力載=恒載+活載；4、彎矩單位為,軸力單位為kN,軸力單位為kN,軸力單位為kN,軸力單位為kN表7-10內力調整前橫向框架A柱剪力組合表7-11內力調整前橫向框架B柱剪力組合表7-12內力調整前橫向框架C柱剪力組合表7-13內力調整前橫向框架D柱剪力組合內力調整為了保證框架結構具有滿足工程的抗震性能，考慮到框架結構“強柱弱梁”、“強剪弱彎”、“強結點弱構件”的抗震設計原則，保證

22、梁端的破壞要先于柱端的破壞，彎曲破壞要先于剪切破壞，構件的破壞要先于節(jié)點的破壞，因此，應對內力組合的結果中的最大內力組合設計值進行調整?？蚣芰毫憾思袅υO計值調整在結構抗震設計時， 按照“強剪弱彎”的設計要求， 根據 高層建筑混凝土結構技術規(guī)程 (JGJ3-2010)第條規(guī)定：抗震等級為一、二、三、四級的框架結構的框架梁端剪力設計值應按照公式 7-4 進行計算，抗震等級為級的框架結構可直接取考慮地震作用組合的剪力設計值。.l.r，、VVbMbMb/InVGb77-4)式中：Mb,M；梁左、右端逆時針或者順時針方向組合的彎矩設計值；VGb考慮地震作用組合的重力荷載代表值作用下，按簡支梁計算的梁端截

23、面剪力設計值；In梁的凈跨；Vb梁端剪力增大系數(shù)，抗震等級為一、二、三級的框架結構分別取、和。梁左、右端逆時針或者順時針方向組合的彎矩設計值Mb,M；的按圖 7-1 所示進行推導。圖7-1簡支梁受荷簡圖Mb1.3MEK1.0MGE；M；1.3MEK1.2MGK；Ql一；VB2MbMbrl依據上述推導出來的公式可將梁左、右端組合后的彎矩設計值求出。地震作用組合的剪力設計值Vg的計算方式：VGb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:根據上述公式可得:M(x)VAXMbQx2再根據微積分知識,dM(x)

24、dx0可求得:VAQxVAo oQVGb1.2Q恒0.5Q活ln21.217.860.510.384.8266.38kNVGb1.2Q恒0.5Q活In21.225.080.510.865.4298.85kN;VAMbM；l1.2ln/2。VGb1.2Q恒0.5Q活ln21.223.580.513.514.8287.36kNVGb1.2Q恒0.5Q活ln21.239.740.517.865.42157.69kN;VGb1.2Q恒0.5Q活ln21.225.080.510.865.4298.85kN；VGb1.2Q恒0.5Q活ln21.216.190.513.125.4273.71kN；表7-14

25、梁端剪力設計值調整（46層）框架柱柱端剪力設計值調整在結構抗震設計時，按照“強柱弱梁”的設計要求，根據高層建筑混凝土結構技術規(guī)程(JGJ3-2010)第條規(guī)定：抗震設計的框架柱、框支柱端部截面，抗震等級為一、二、三、四級的框架結構按公式 7-5 進行計算。VVbMcMc/Hn(7-5)式中：M：,Mb分別為左、右梁端截面逆時針或者順時針方向組合的彎矩設計值；vb柱端剪力增大系數(shù)，對框架結構，抗震等級為二、三級的框架結構的柱端剪力增大系數(shù)分別取和，對于其他結構中的框架部分，抗震等級為一、二級分別取和，抗震等級為三、四級均??；Hn柱的凈高。柱端剪力設計值的調整見表 7-15 和表 7-16。表7-

26、15A-6柱和B-6柱柱端剪力設計值的調整注：M：,M；的單位是kNm,vb取，Hn的單位是，V的單位是kN。表7-16C-6柱和D-6柱柱端剪力設計值的調整注：M：,M；的單位是kNm,Vb取，Hn的單位是，V的單位是kN。梁柱節(jié)點處柱端彎矩調整框架結構的變形能力與框架的破壞機制密切相關， 一般框架梁的延性遠大于柱子。 梁先屈服使整個框架有較大的內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。若柱子形成了塑性錢，則會伴隨產生較大的層間位移，危及結構承受垂直荷載的能力，并可能使結構成為機動體系。根據高層建筑混凝土結構技術規(guī)程(JGJ3-2010)第條規(guī)定：抗震設計時，除頂層、柱軸壓比

27、小于者及框支梁柱節(jié)點外， 框架的梁、 柱節(jié)點處考慮地震作用組合的柱端彎矩設計值應符合公式 7-5 要求。Mc：Mb(7-5)式中：Mc節(jié)點上、下柱端截面逆時針或者順時針方向組合的彎矩設計值之和，上、下柱端的彎矩設計值，可按彈性分析的彎矩比例進行分配；Mb節(jié)點左、右梁端截面逆時針或者順時針方向組合的彎矩設計值之和，當抗震等級為一級且節(jié)點左、右梁端均為負彎矩時，絕對值較小的彎矩值應取為 0;c柱端彎矩增大系數(shù)，對框架結構，抗震等級為二、三級的框架結構的柱端彎矩增大系數(shù)分別取和，對于其他結構中的框架部分，抗震等級為一、二、三、四級的框架結構分別取、和。本設計的抗震等級為三級，且為框架結構，c1.3。

28、底層柱底彎矩乘放大系數(shù)，避免柱腳過早屈服，當柱的反彎點高度不在柱的層高范圍內時，柱端的彎矩設計值可直接乘以上述柱端彎矩增大系數(shù)。梁柱節(jié)點處柱端彎矩計算按圖 7-2 所示進行推導:圖7-2梁柱節(jié)點處柱端彎矩示意uMcbMcMcryurrvMc,McurrrMcMcMcMcMccccc地震往返作用，兩個方向的彎矩設計值均應滿足要求，當柱子考慮順時針彎矩之和時，梁應考慮逆時針方向彎矩之和，反之亦然?？梢匀山M中較大者計算配筋。由于框架結構的底層柱過早出現(xiàn)塑性屈服，將影響整個結構的變形能力。同時，隨著框架梁塑性錢的出現(xiàn)，由于塑性內力重分布，底層柱的反彎點具有較大地不確定性。根據建筑抗震設計規(guī)范（GB50011-201O 第條規(guī)定：抗震等級為一、二、三四級的框架結構，框架結構的底層，柱下端截面組合的彎矩設計值，應分別乘以增大系數(shù)、和。本設計中框架結構的底層柱的增大系數(shù)取。表7-17柱端剪力設計值調整（46層）表7-17柱端剪力設計值調整（13層）表7-18內力調整后橫向框架A柱彎矩和軸力組合注：1、表中M以左側受拉為正，N以壓為正；2、承載力抗震調整系數(shù)RE=；3、重力載=恒載+活載；4、彎矩單位為表7-1