第四五节框架梁柱内力组合
第四~五节 框架梁柱内力组合
结构设计技术条件 水平地震作用下横向 框架结构布置 框架内力分析 框架结构计 满足竖向设计要 框架结构计算简图 竖向荷载作用下横向 满足位移验算要求一 框架内力分析 框架横向刚度计算 不 厂满足竖向设计要求 框架内力组合 算满 位 竖向荷载计算 移验算要求 框架梁、柱配筋计算 横向水平地震作用计 算及位移验算 基础设计 绘制框架结构施工图
结构设计技术条件 框架结构布置 框架结构计算简图 框架横向刚度计算 竖向荷载计算 横向水平地震作用计 算及位移验算 水平地震作用下横向 框架内力分析 竖向荷载作用下横向 框架内力分析 框架内力组合 基础设计 框架梁、柱配筋计算 满 足 位 移 验 算 要 求 不 满 足 位 移 验 算 要 求 框 架 结 构 计 算 书 绘制框架结构施工图 不 满 足 竖 向 设 计 要 求 满足竖向设计要求
九、櫃杂内力组合 1)非抗震时 《荷载视范》第3.2.3条、第3.2.4条规定: S=YGSGK +rorsolk 可变荷载效应控制的组合: S=yS+09∑ QiQik 永久荷载效应控制的组合: S=yGSGk +∑ Oiy ciOik 关于风: 1)不能肯定的说:非地震组合时,加风不起控制作用; 2)西安地区风荷载较小; 3)毕业设计时间有限。 本次设计不考虑风荷载 1、内力组合的一般原则
九、框架内力组合 1、内力组合的一般原则 1）非抗震时 《荷载规范》第3.2.3条、第3.2.4条规定： G Gk Q1 Q1k S S S = + 可变荷载效应控制的组合： 永久荷载效应控制的组合： G Gk Qi Qik 1 0.9 n i S S S = = + G Gk Qi ci Qik 1 n i S S S = = + 关于风： 1）不能肯定的说：非地震组合时，加风不起控制作用； 2）西安地区风荷载较小； 3）毕业设计时间有限。 本次设计不考虑风荷载
九、櫃杂内力组合 S=YG SGK +ror solk 故上述内力组合为: S=YGSGK +0.9 可变荷载效应控制的组合:S=12S+14S 屋面:取屋面活荷载与雪载的大值 楼面:取楼面活荷载 永久荷载效应控制的组合:S=1.35Sk+14×0.7S0 屋面:取屋面活荷载与雪载的大值S=yGS+∑yvSo 楼面:取楼面活荷载 0.7:《荷载规范》表4.1.1组合值系数。 1、内力组合的一般原则
九、框架内力组合 1、内力组合的一般原则 故上述内力组合为： Gk Qk 可变荷载效应控制的组合： S S S = + 1.2 1.4 永久荷载效应控制的组合： Gk Qk S S S = + 1.35 1.4 0.7 屋面：取屋面活荷载与雪载的大值 楼面：取楼面活荷载 Qk S 屋面：取屋面活荷载与雪载的大值 楼面：取楼面活荷载 Qk S 0.7：《荷载规范》表4.1.1 组合值系数。 G Gk Q1 Q1k S S S = + G Gk Qi Qik 1 0.9 n i S S S = = + G Gk Qi ci Qik 1 n i S S S = = +
九、櫃杂内力组合 2)抗震时 《抗震规范》第5.4.1条规定: yG=1.2 ySE+h2Sk+作BS+vyS 重力水平地震竖向地震 风 竖向地震作用 《抗震规范》第5.1.1条规定 8、9度的大跨、长悬臂及9度高层结构应考虑竖向地震作用 《抗震规范》第54.1条规定:y Ev =0.0 风:《抗震规范》第5.4.1条规定:ψ=0 S=1.2SGE +1.3SEhk 1、内力组合的一般原则
九、框架内力组合 1、内力组合的一般原则 2）抗震时 《抗震规范》第5.4.1条规定： G GE Eh Ehk Ev Evk w w wk S S S S S = + + + 竖向地震作用： 《抗震规范》第5.1.1条规定： 8、9度的大跨、长悬臂及9度高层结构应考虑竖向地震作用。 《抗震规范》第5.4.1条规定： 0 w = G =1.2 Eh =1.3 GE Ehk S S S = + 1.2 1.3 重力 水平地震 竖向地震 风 Ev = 0.0 风：《抗震规范》第5.4.1条规定：
九、櫃杂内力组合 3)截面验算 非抗震时y0S≤R 为结构重要性系数 R 抗震时S≤ 《抗震规范》第3.2.3条 y RE yRE为承载力抗震调整系数 写成yaES≤R(方便比较 4)结构的抗震等级:《抗震规范》第6.1.2条 1、内力组合的一般原则
九、框架内力组合 3） 截面验算 0 S R RE R S 1、内力组合的一般原则 0 RE 为结构重要性系数 为承载力抗震调整系数 非抗震时 抗 震 时 4） 结构的抗震等级：《抗震规范》第6.1.2条 《抗震规范》第3.2.3条 RE 写成 S R （方便比较）
九、櫃杂内力组合 1)强柱弱梁的抗震要求(柱弯矩调整) (1)《抗震规范》第6.2.2条:一、三、三级框架的梁柱节点处,除框架 顶层和柱轴压比小于0.15者及框支梁与框支柱的节点外,柱端组合的弯矩 设计值应符合下式要求: ∑M。=1∑M6 式中 ∑M。节点上下柱端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩设计值之和, 上下柱端的弯矩设计值,可接弹性分析分配; ∑M节点左右梁端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值之和, 一级框架节点左右梁端均为负弯矩时,绝对值较小的弯矩应取零; η—柱端弯矩增大系数,一级取14,二级取12,三级取11。 注:当反弯点不在柱的层高范围內时,柱端截面组合的弯矩设计值可乘 以上述柱端弯矩增大系数。 2、地震内力的调整
九、框架内力组合 2、地震内力的调整 1）强柱弱梁的抗震要求（柱弯矩调整） （1）《抗震规范》第6.2.2条：一、二、三级框架的梁柱节点处，除框架 顶层和柱轴压比小于0.15者及框支梁与框支柱的节点外，柱端组合的弯矩 设计值应符合下式要求： M M c c b = 式中: ∑Mc—节点上下柱端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩设计值之和， 上下柱端的弯矩设计值，可按弹性分析分配； ∑Mb—节点左右梁端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值之和， 一级框架节点左右梁端均为负弯矩时，绝对值较小的弯矩应取零； ηc — 柱端弯矩增大系数，一级取1.4，二级取1.2，三级取1.1。 注：当反弯点不在柱的层高范围内时，柱端截面组合的弯矩设计值可乘 以上述柱端弯矩增大系数
九、櫃杂内力组合 (2)《抗震规范》第6.2.3条:一、二、三级框架结构的底层,柱下端截 面组合的弯矩设计值,应分别乘以增大系数1.5、1.25和1.15。底层柱纵 向钢筋宜按上下端的不利情况配置 注:底层指无地下室的基础以上或地下室以上的首层。 根据以上要求,对1.2Sc+13Shk作用下的柱端弯矩进行调整(二级) ①顶层及轴压比<0.15: 取原值 ②底层柱底截面: 1.25×原值 ③其它节点: 对无节点弯矩的柱:1.2×原值 对有节点弯矩的柱:先算∑Mb,然后算12xMb, 再按节点上下柱端弯矩比分配得新值。 (与原值比较取大值) 2、地震内力的调整
九、框架内力组合 2、地震内力的调整 （2）《抗震规范》第6.2.3条：一、二、三级框架结构的底层，柱下端截 面组合的弯矩设计值，应分别乘以增大系数1.5、1.25 和1.15。底层柱纵 向钢筋宜按上下端的不利情况配置。 注：底层指无地下室的基础以上或地下室以上的首层。 ① 顶层及轴压比<0.15： 取原值 ② 底层柱底截面： 1.25×原值 ③ 其它节点： 对无节点弯矩的柱： 1.2×原值 对有节点弯矩的柱： 先算∑Mb，然后算1.2×∑Mb， 再按节点上下柱端弯矩比分配得新值。 （与原值比较取大值） 根据以上要求，对1.2SGE+1.3SEhk作用下的柱端弯矩进行调整（二级）：
九、櫃杂内力组合 2)强剪弱弯的抗震要求 (1)梁端剪力调整 《抗震规范》第6.2.4条:一、二三级的框架梁和抗震墙中跨高大 于2.5的连梁,其梁端截面组合的剪力设计值应按下式调整: L mo(M +M).+VGb 式中:η梁端剪力增大系数,一级取13,二级取12,三级取11; Gb 梁在重力荷载代表值作用下,按简支梁分析的梁端截面剪 力设计值; Mb、Mb-分别为梁左右端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值 2、地震内力的调整
九、框架内力组合 2）强剪弱弯的抗震要求 2、地震内力的调整 《抗震规范》第6.2.4条：一、二、三级的框架梁和抗震墙中跨高比大 于2.5的连梁，其梁端截面组合的剪力设计值应按下式调整： r vb b b Gb n ( ) l M M V V l + = + 式中：ηvb—— 梁端剪力增大系数，一级取1.3，二级取1.2，三级取1.1； VGb —— 梁在重力荷载代表值作用下，按简支梁分析的梁端截面剪 力设计值； Ml b 、 Mr b ——分别为梁左右端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值。 （1） 梁端剪力调整
九、櫃杂内力组合 (2)柱端剪力调整 《抗震规范》第6.2.5条:一、二、三级的框架柱和框支柱组合的剪力 设计值应按安下式调整: =(M1+M!) H 式中: H柱的净高; M、M分别为柱的上下端顺时针或反时针方向截面组合的弯 矩设计值(已经过柱端弯矩调整); η柱剪力增大系数,一级取14,二级取12,三级取11 2、地震内力的调整
九、框架内力组合 2、地震内力的调整 式中： Hn——柱的净高； Mb c 、 Mt c——分别为柱的上下端顺时针或反时针方向截面组合的弯 矩设计值（已经过柱端弯矩调整）； ηvc——柱剪力增大系数，一级取1.4，二级取1.2，三级取1.1。 《抗震规范》第6.2.5条：一、二、三级的框架柱和框支柱组合的剪力 设计值应按下式调整： b t vc c c n ( ) M M V H + = （2） 柱端剪力调整