第8章 荷载效应及内力组合

1、第第8 8章章 荷载效应及内力组合荷载效应及内力组合8.1 荷载效应组合荷载效应组合n荷载效应荷载效应：某种荷载作用下结构的内力或位移。：某种荷载作用下结构的内力或位移。n结构设计时，应考虑可能发生的各种荷载最大结构设计时，应考虑可能发生的各种荷载最大值以及它们作用在结构上产生的综合效应。值以及它们作用在结构上产生的综合效应。n荷载效应组合荷载效应组合：在各种不同荷载作用下，分别：在各种不同荷载作用下，分别进行结构分析，得到内力和位移后，再用分项进行结构分析，得到内力和位移后，再用分项系数与组合系数加以组合。系数与组合系数加以组合。 持久设计状况和短暂设计状况（即无地震设计状况）下：地震设计状

2、况下：dGwSGkLQQQkwwkSSS dGGEEhEhESkEvvkwwwkSSSS （8-1）（8-2） 地震设计状况时荷载和作用的分项系数 表8-18.2.1 选择控制截面选择控制截面控制截面控制截面：通常是内力最大的截面，但不同的内：通常是内力最大的截面，但不同的内力最大值（力最大值（M、V）并不一定在同一截面。）并不一定在同一截面。构 件控制截面 最不利内力梁两 端-Mmax Vmax+Mmax (框架梁多数情况不出现)较大集中力作用处+Mmax Vmax跨 中+Mmax-Mmax (多数情况不出现)柱和剪力墙每层上下两端|M|max及相应的NV Nmax及相应的MV Nmin及相

3、应的MV|M|比较大，N比较大或比较小 Vmax及相应的NM8.2 控制截面及最不利内力控制截面及最不利内力n梁、柱控制截面内力梁、柱控制截面内力：为：为获得梁（含连梁）、柱杆获得梁（含连梁）、柱杆端控制截面的端控制截面的M、V, 需需将将6、7章计算的节点内章计算的节点内力换算为支座边缘的内力力换算为支座边缘的内力标准值。标准值。 如如梁梁A端支座边缘处的弯矩和剪力可端支座边缘处的弯矩和剪力可近似按下式换算：近似按下式换算： （q为作用在梁上的均布荷载）为作用在梁上的均布荷载）2AAAbMMV2bqVVAA图13-21 梁支座边缘的弯矩和剪力图13-22 柱支座边缘内力示意图VVVBVB8.

4、2.2 确定最不利内力确定最不利内力n内力组合内力组合：按照可能与最不利原则，在各种组：按照可能与最不利原则，在各种组合类型中选择最不利内力。合类型中选择最不利内力。n对于有风荷载和地震作用效应参与的组合，均对于有风荷载和地震作用效应参与的组合，均应考虑正、反两个方向作用。应考虑正、反两个方向作用。n对矩形平面结构应沿纵、横两个方向分别进行对矩形平面结构应沿纵、横两个方向分别进行内力组合。（内力组合。（本毕业设计因时间关系，只考虑本毕业设计因时间关系，只考虑一个方向的内力组合一个方向的内力组合）n对复杂体型的高层建筑应选择不同方向水平荷对复杂体型的高层建筑应选择不同方向水平荷载作用下的内力分别

5、进行内力组合。载作用下的内力分别进行内力组合。8.2.3 框架梁和连梁的内力组合框架梁和连梁的内力组合一、塑性调幅一、塑性调幅n考虑考虑框架结构梁的框架结构梁的梁梁端配筋较多，端配筋较多，以及以及超静定超静定钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布的性质，钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布的性质，所以对所以对竖向荷载作用下的梁端弯矩竖向荷载作用下的梁端弯矩在与水平荷在与水平荷载作用下的内力组合之前需要载作用下的内力组合之前需要进行内力调整进行内力调整。n塑性调幅是对梁端支座弯矩乘以调幅系数塑性调幅是对梁端支座弯矩乘以调幅系数。对。对于于现浇框架现浇框架0.80.9；对于装配整体式框架；对于装配整体式框架

6、0.60.8。支座弯矩降低后必须相应加大跨支座弯矩降低后必须相应加大跨中弯矩设计值中弯矩设计值（乘以放大系数）（乘以放大系数）。n注意注意：塑性调幅主要是对竖向荷载作用下的梁：塑性调幅主要是对竖向荷载作用下的梁端内力进行调整，柱的内力不调整。端内力进行调整，柱的内力不调整。n梁跨中弯矩求法梁跨中弯矩求法：根据调幅前的梁端弯矩、剪力：根据调幅前的梁端弯矩、剪力和梁上实际荷载由平衡条件求跨中弯矩，再将跨和梁上实际荷载由平衡条件求跨中弯矩，再将跨中弯矩乘以中弯矩乘以1.1放大系数，并满足：放大系数，并满足：n设计例题表设计例题表13-59中的梁端弯矩即由节点弯矩换算后乘以调幅系数中的梁端弯矩即由节点

7、弯矩换算后乘以调幅系数0.8所得，跨中弯所得，跨中弯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即为将柱、墙节点弯矩换算为控制截面弯矩。即为将柱、墙节点弯矩换算为控制截面弯矩。021)(MMMMCBA021MMC图 8-1 梁端负弯矩调幅（8-3b）（8-3a）二、梁控制截面的内力组合二、梁控制截面的内力组合1.梁端负弯矩组合的设计值，取下列组合中的最大梁端负弯矩组合的设计值，取下列组合中的最大者者1）无地震无地震设计状况下（设计例题表设计状况下（设计例题表13-61（a)a) 2）地震地震设计状况下（设计例题表设计状况下（设计例题表13-61（b)b) WKQKGkMMM

8、M84.04 .12 .1WKQKGkMMMM4 . 12 . 1QKGKMMMGEEKMMM （8-7）（8-6）（8-5）（8-4）2.梁端正弯矩取下列组合中的最大者梁端正弯矩取下列组合中的最大者1）无地震无地震设计状况下（设计状况下（设计例题无此项设计例题无此项) )2）地震地震设计状况下设计状况下（设计例题无此项）设计例题无此项）3.梁跨中正弯矩取下列组合中的最大者梁跨中正弯矩取下列组合中的最大者1）无地震无地震设计状况下（设计状况下（设计例题表设计例题表13-6113-61（a)a)2）地震地震设计状况下设计状况下（设计例题表设计例题表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、梁端剪力取下列组合中的最大值、梁端剪力取下列组合中的最大值1）无地震无地震设计状况下（设计例题表设计状况下（设计例题表13-6113-61（a)a)2）地震地震设计状况下设计状况下（设计例题表设计例题表13-6113-61（b)b)n在恒载和活载作用下，跨间在恒载和活载作用下，跨间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 柱的内力组合柱的内力组合n在竖向荷载和纵向、横向的双向水平荷载在竖向荷载和纵向、横向的双向水平荷载(水平水平地震作用、风荷载地震作用、风荷载)作用下，框架柱一般是处在作用下，框架柱一般是处在双向偏心受压状态，其内力组合需要按横向和双向偏心受压状态，其内力组合需要按横向和纵向分别进行。沿某一方向（横向或纵向）柱纵向分别进行。沿某一方向（横向或纵向）柱上、下端截面的内力组合按以下情况进行。上、下端截面的内力组合按以下情况进行。一、一、柱端弯矩

11、柱端弯矩M和轴力和轴力N的组合设计值的组合设计值1）无地震无地震设计状况下（设计状况下（设计例题表设计例题表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）地震地震设计状况下设计状况下（设计例题表（设计例题表13-6213-62、6363、64)64)二、二、柱端

12、剪力柱端剪力V的组合设计值的组合设计值（表表13-62、63、64）n柱端截面剪力组合设计值表达式与梁端剪力的柱端截面剪力组合设计值表达式与梁端剪力的表达式相同，见式（表达式相同，见式（8-13）(8-16)，此时式，此时式中各剪力应为各相应荷载作用下的柱端剪力。中各剪力应为各相应荷载作用下的柱端剪力。EKGEMMM3 .12 .1EKGENNN3 .12 .1（8-20a）（8-20b）8.2.5 剪力墙的内力组合剪力墙的内力组合n剪力墙的剪力墙的M、N及及V的内力组合与柱的各相应的的内力组合与柱的各相应的内力组合表达式相同，此时组合式中各弯矩、内力组合表达式相同，此时组合式中各弯矩、轴力及

13、剪力应为剪力墙在各相应荷载作用下上轴力及剪力应为剪力墙在各相应荷载作用下上、下端截面的内力值。、下端截面的内力值。n各构件的内力组合比较烦琐，宜采用各构件的内力组合比较烦琐，宜采用EXCEL表表格计算。格计算。n剪力墙的内力组合见表剪力墙的内力组合见表13-60、13-65.n本次毕业设计要求本次毕业设计要求对结构的以下构件进行内力对结构的以下构件进行内力组合：组合： 你设计的这榀框架你设计的这榀框架最顶最顶两两层梁和顶层柱（层梁和顶层柱（剪力墙）；中间两层梁和它们之间的柱（剪力剪力墙）；中间两层梁和它们之间的柱（剪力墙）；墙）；二二层梁和层梁和底层底层柱（剪力墙）。也就是，柱（剪力墙）。也就是，需要组合五层的梁的内力和三层柱（剪力墙）需要组合五层的梁的内力和三层柱（剪力墙）的内力。的内力。n表表13-59 列出所选的框架五层梁的控制截面内力列出所选的框架五层梁的控制截面内力（调幅后的支座边缘值），因为我们（调幅后的支座边缘值），因为我们只要配其中只要配其中一层梁的配筋，所以只需要计算配筋的那层梁的一层梁的配筋，所以只需要计算配筋的那层梁的跨中弯矩，不需要每层的都算出跨中弯矩，不需要每层的都算出。n表表13-60 列出所选的三层柱（剪力墙）的控制截列出所选的三层柱（剪力墙）的控制截面内力面内力n表表13-61（a、b）组合所选的框架五层梁的控制）组合所选