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内力组合 (3)

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优秀毕业设计 九 内力组合

本章中单位统一为：弯矩kN∙m，剪力kN，轴力kN。

根据前面第四至八章的内力计算结果，即可进行框架各梁柱各控制截面上的内力组合，其中梁的控制截面为梁端柱边及跨中，由于对称性，每层梁取5个控制截面。柱分为边柱和中柱，每根柱有2个控制截面。内力组合使用的控制截面标于下图。

（一）梁内力组合

1．计算过程见下页表中，弯矩以下部受拉为正，剪力以沿截面顺时针为正

注：（1）地震作用效应与重力荷载代表值的组合表达式为：

EhGE3S.12S.1S

其中，SGE为相应于水平地震作用下重力荷载代表值效应的标准值。而重力荷载代表值表达式为：

n1iikQikQGG

Gk——恒荷载标准值；

Qik——第i个可变荷载标准值；

ΨQi——第i个可变荷载的组合之系数，屋面活荷载不计入，雪荷载和楼面活荷载均为0.5。

考虑到地震有左震和右震两种情况，而在前面第八章计算地震作用内力时计算的是左震作用时的内力，则在下表中有1.2(①+0.5②)+1.3⑤和1.2(①+0.5②)-1.3⑤两列，分别代表左震和右震参与组合。

（2）因为风荷载效应同地震作用效应相比较小，不起控制作用，则在下列组合中风荷载内力未参与，仅考虑分别由恒荷载和活荷载控制的两种组合，即1.35①+1.4×0.7③和1.2①+1.4③两列。 ABCD123452211毕业设计精品

优秀毕业设计 梁内力组合计算表

楼层 截面 ①恒荷载 ②活荷载

(屋面布雪载) ③活荷载

(屋面布活载) ④风荷载(左风)

M V M M V V M V

五 1 -32.58 60.19 -4.46 6.08 -1.51 6.41 -9.51 19.36

2 75.53 — 7.43 1.11 — 30.07 —

3 -46.9 -65.37 -5.53 -3.86 -1.51 -6.81 -14.72 -21.23

4 -21.82 13.55 -2.14 3.49 -2.91 1.41 -7.63 4.32

5 -14.23 — -1.4 0 — — -4.46 —

四 1 -76.42 118.02 -13.6 15.75 -4.11 19.76 -14.8 19.83

2 125.89 — 25.44 2.18 — — 23.88 —

3 -88.81 -122.5 -16.58 -11.39 -4.11 -20.83 -17.39 -20.76

4 -26.76 14.02 -5.45 10.22 -8.51 5.41 -5.05 5.41

5 -20.17 — -2.66 0 — — -2.2 —

三 1 -77.56 118.07 -14.19 25.57 -6.55 19.76 -14.19 19.76

2 124.52 — 24.67 3.95 — — 24.67 —

3 -89.64 -122.45 -16.98 -17.68 -6.55 -20.8 -16.98 -20.8

4 -26.23 14.02 -5.25 15.9 -13.25 5.41 -5.25 5.41

5 -19.61 — -2.43 0 — — -2.43 —

二 1 -77.67 118.11 -14.21 35.14 -9.22 19.8 -14.21 19.8

2 124.52 — 24.67 4.73 — — 24.67 —

3 -89.53 -122.41 -16.97 -25.69 -9.22 -20.79 -16.97 -20.79

4 -26.28 14.02 -5.26 23.02 -19.18 5.41 -5.26 5.41

5 -19.67 — -2.44 0 — — -2.44 —

一 1 -71.44 117.77 -13.11 52.76 -13.74 19.83 -13.11 19.83

2 130.74 — 24.66 7.77 — — 24.66 —

3 -81.37 -121.39 -15.54 -37.22 -13.74 -20.7 -15.54 -20.7

4 -27.55 13.84 -5.4 33.03 -28.11 5.37 -5.4 5.37

5 -21.32 — -2.75 0 — — -2.75 — 毕业设计精品

优秀毕业设计

梁内力组合计算表（续）

楼层 截面 ⑤地震作用(左震) 1.2(①+0.5②)+1.3⑤ 1.2(①+0.5②)-1.3⑤

M V M V M V

五 1 41.86 -10.37 12.65 62.59 -96.19 89.56

2 7.65 — 105.04 — 85.15 —

3 -26.57 -10.37 -94.14 -96.01 -25.06 -69.05

4 24.01 -20 3.75 -8.89 -58.68 43.11

5 0 — -17.92 — -17.92 —

四 1 96.48 -25.38 25.56 120.49 -225.29 186.47

2 12.74 — 182.89 — 149.77 —

3 -71.01 -25.38 -208.83 -192.49 -24.21 -126.50

4 63.61 -53.01 47.31 -48.84 -118.08 88.98

5 0 — -25.80 — -25.80 —

三 1 159.63 -40.7 105.93 100.63 -309.11 206.45

2 25.32 — 197.14 — 131.31 —

3 -109 -40.7 -259.46 -212.33 23.94 -106.51

4 98.06 -81.72 92.85 -86.17 -162.10 126.31

5 0 — -24.99 — -24.99 —

二 1 193.69 -50.89 150.07 87.46 -353.53 219.77

2 25.76 — 197.71 — 130.74 —

3 -142.17 -50.89 -302.44 -225.52 67.20 -93.21

4 127.36 -106.13 130.88 -117.90 -200.26 158.04

5 0 — -25.07 — -25.07 —

一 1 243.73 -61.41 223.26 73.39 -410.44 233.06

2 41.09 — 225.10 — 118.27 —

3 -161.56 -61.41 -317.00 -237.92 103.06 -78.26

4 145.61 -121.34 152.99 -137.91 -225.59 177.57

5 0 — -27.23 — -27.23 —

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梁内力组合计算表（续）

楼层 截面 1.35①+1.4×0.7③ 1.2①+1.4③ Mmax Mmin |Vmax| M V M V

五 1 -53.30 100.23 -52.41 99.33 12.65 -96.19 100.23

2 131.43 — 132.73 — 132.73 85.15 —

3 -77.74 -109.05 -76.89 -108.17 -25.06 -94.14 109.05

4 -36.93 22.53 -36.87 22.31 3.75 -58.68 43.11

5 -23.58 — -23.32 — -17.92 -23.58 —

四 1 -117.67 178.76 -112.42 169.39 25.56 -225.29 186.47

2 193.35 — 184.50 — 193.35 149.77 —

3 -136.94 -185.72 -130.92 -176.06 -24.21 -208.83 192.49

4 -41.08 24.23 -39.18 24.40 47.31 -118.08 88.98

5 -29.39 — -27.28 — -25.80 -29.39 —

三 1 -118.61 178.76 -112.94 169.35 105.93 -309.11 206.45

2 192.28 — 183.96 — 197.14 131.31 —

3 -137.65 -185.69 -131.34 -176.06 23.94 -259.46 212.33

4 -40.56 24.23 -38.83 24.40 92.85 -162.10 126.31

5 -28.85 — -26.93 — -24.99 -28.85 —

二 1 -118.78 178.85 -113.10 169.45 150.07 -353.53 219.77

2 192.28 — 183.96 — 197.71 130.74 —

3 -137.50 -185.63 -131.19 -176.00 67.20 -302.44 225.52

4 -40.63 24.23 -38.90 24.40 130.88 -200.26 158.04

5 -28.95 — -27.02 — -25.07 -28.95 —

一 1 -109.29 178.42 -104.08 169.09 223.26 -410.44 233.06

2 200.67 — 191.41 — 225.10 118.27 —

3 -125.08 -184.16 -119.40 -174.65 103.06 -317.00 237.92

4 -42.48 23.95 -40.62 24.13 152.99 -225.59 177.57

5 -31.48 — -29.43 — -27.23 -31.48 —

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优秀毕业设计 2．根据上表计算所得的弯矩值计算Vb，并同上表的结果比较得梁剪力设计值V，计算过程见下表

计算公式为：GbnrblbvbbVl/)MM(V

梁剪力设计值计算表

楼层 梁 Mbl Mbr ln VGb Vb V

五 AB 12.65 94.14 6.60 85.10 102.90 109.05

BC 3.75 58.68 2.40 18.88 47.09 47.11

四 AB 25.56 208.83 6.60 163.10 202.17 202.17

BC 47.31 118.08 2.40 17.23 93.03 93.03

三 AB 105.93 259.46 6.60 162.96 223.86 223.86

BC 92.85 162.10 2.40 17.23 134.08 134.08

二 AB 150.07 302.44 6.60 162.96 238.38 238.38

BC 130.88 200.26 2.40 17.23 169.00 169.00

一 AB 223.26 317.00 6.60 162.96 253.00 253.00

BC 152.99 225.59 2.40 17.23 190.75 190.75

（二）柱内力组合

1．计算过程见下表，弯矩以顺时针为正，轴力以受压为正

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土木工程毕业设计-内力分析与内力组合

土木工程毕业设计-内力分析与内力组合

第4章 内力分析与内力组合

结构设计时， 需要计算各单项作用下的结构内力， 然后根据《建筑结构荷载规范》 GB 50009 2012和《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010有关条款进行各种内力组合，组合结果作为结构配筋的依据。 多层框架结构在竖向荷载作用下的手算方法通常采用分层法或弯矩二次分配法，水平荷载作用下采用反弯点法或D值法。 本章介绍上述结构内力计算方法以及结构在无地震作用和有地震作用下的内力组合方式。

4. 1 竖向荷载作用下内力分析

4.1.1 分层法

1.基本假定

在竖向荷载作用下的框架近似作为无侧移框架进行分析。 根据弯短传递的特点， 当某层框架梁作用竖向荷载时，假定竖向荷载只在该层梁及相邻柱产生弯矩和剪力， 而在其他楼层梁和隔层的框架柱不产生弯矩和剪力。

2.计算方法

(1） 叠加原理计算方法

按照叠加原理， 多层多跨框架在多层竖向荷载同时作用下的内力，

可以看成是各层竖向荷载单独作用下内力的叠加， 见图4-1 (a）。 又根据分层法所作的假定，可将各层框架梁及与其相连的框架柱作为一个独立的计算单元， 柱远端按固定端考虑， 图4-1 (b）。 先分别采用弯矩分配法计算独立计算单元在各自竖向荷载作用下的内力，

然后叠加得到多层竖向荷载共同作用下的多层框架内力。 各独立计算单元竖向荷载作用下计算得到的梁端弯矩即为其最终弯矩， 而每一层柱的最终弯矩由相邻独立计算单元对应柱的弯矩叠加得到。

（2）计算误差的修正

由于各独立计算单元柱的远端按固定端考虑，这与实际框架节点的弹性连接情况不吻合，因此在计算中采用下列措施进行修正：除底层外其他各层柱的线刚度均乘以折减系数0.9；除底层柱外，其他各层柱的弯矩传递系数由1/2改为1/3；底层柱线刚度和弯短传递系数保持不变。

（3）不平衡弯矩的处理方法

由于每一层柱均是由相邻上下独立计算单元对应柱的弯矩叠加得到，因此除顶层外各节点肯定存在不平衡弯矩。节点处不平衡弯矩较大的可再分配一次，但不再传递。

组合及配筋

组合及配筋

6.5 内力组合

6.5.1 内力组合说明

1、严格的讲，内力组合的内力值应采用支座边缘截面的内力值，如梁应采用柱边缘截面的内力值，柱应采用梁底和梁顶截面的内力值，但本设计均采用轴线处的内力值；同时，对于现浇钢筋混凝土结构，为了保证塑性铰首先在支座出现，通常要对支座弯矩进行调幅，调整幅度≦20％，由于时间的关系，本设计不进行弯矩调幅。

2、在配筋计算时，框架梁有三个控制截面：梁两支座截面及跨间截面；跨间截面的内力组合值为+M，梁端截面的内力组合值为-M和V，因此在内力组合时，对于框架梁考虑三个截面，分别考虑∣±M∣max、∣±V∣max的组合。而框架柱进行配筋计算时，有两个控制截面：柱顶与柱底；由于框架柱是偏心受压构件，M和N的不同组合导致受压承载力的变化，因此对于采用对称配筋截面的框架柱，应分别考虑如下三种组合，即：∣±M∣max和相应的N、V，Nmin和相应的M、V，Nmax和相应的M、V。

3、在实际设计中，对多层框架结构的同一轴线各层柱，其截面尺寸往往是自下而上全相同（层数不多时）或分段相同，因此在进行框架柱内力组合时，可以分段考虑内力组合的取舍。例如，框架内柱往往是小偏心受压，N越大且M也大时配筋越多，该控制截面应是最底层截面（基础顶面处或分段的最下处位置）；而框架外柱往往是大偏心受压，M越大或N越小都会导致配筋加大，故其控制截面一般是分段的最下层（M大）或（N小）。这样就可排除很多不必要的计算。

4、内力组合时，主要考虑下面几种情况：

（1） 由可变荷载控制的组合

S＝γGSGK+γQSQK

S＝γGSGK+1.4SWK

S＝γGSGK+0.9（γQSQK +1.4SWK）

γG可能取1.0或1.2，γQ可能取1.4或1.3，对于标准值大于4KN/m2工业建筑楼面结构的活载γQ应取1.3。本设计γQ取1.4。

（2） 由永久荷载控制的组合（SQK仅考虑竖向可变荷载参与组合）

S＝γGSGK+γQψCSQK

荷载效应及地震作用效应组合仅供参考

荷载效应及地震作用效应组合仅供参考

8 荷载效应效应组合

本设计所应用到的用于承载能力极限状态下的内力组合公式如下：

①无地震时，由可变荷载效应操纵的组合：

GGKQQQKWWWKSSSS

式中 S—结构构件荷载效应组合的设计值，包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值；

rG、rQ、rW—永久荷载、楼面活荷载和风荷载的分项系数；

ΨQ、ΨW—楼面活荷载和风荷载的组合系数，当为第一可变荷载时取1。

SGK、SQk、SWk—永久荷载、楼面荷载和风荷载效应标准值。

②无地震时，由永久荷载效应操纵的组合(依照《建筑结构荷载标准》GB 50009-2001

[2]第条注3，水平风荷载不参与组合。但2006版标准中取消了此注，即水平风荷载参与组合，当风荷载效应不大时也可忽略之。)：？

GGKQQQKSSS

③有地震时，即重力荷载与水平地震作用的组合：

GGEEhEhkSSS

式中 S—结构构件荷载效应与地震作用效应组合的设计值；

rG、rEh—重力荷载、水平地震作用的分项系数；

SGE、SEh—重力荷载代表值、水平地震作用标准值。

用于正常利用极限状态下的内力组合(标准组合)公式如下：？

GKQQKWWKSSSS

操纵截面及最不利内力类型

构件的操纵截面

框架梁的操纵截面是支座截面和跨中截面。在支座截面处，一样产生最大负弯矩(maxM)和最大剪力(maxV)(水平荷载作用下还有正弯矩产生，故也要注意组合可能显现的正弯矩）；跨间截面那么是最大正弯矩(maxM)作用途(也要注意组合可能显现的负弯矩)。因此，框架梁的最不利内力为：

梁端截面：maxM、maxM、maxV 梁跨间截面：maxM

由于内力分析的结果是轴线位置处的内力，而梁支座截面的最不利位置应是柱边缘处，因此，在求该处的最不利内力时，应依照梁轴线处的弯矩和剪力计算出柱边缘处梁截面的弯矩和剪力，即：

门式刚架轻型房屋钢结构内力计算及组合

门式刚架轻型房屋钢结构内力计算及组合

门式刚架轻型房屋钢结构内力计算及组合

1.1 刚架在各种荷载作用下的弯矩M图、剪力V图、轴力N图

1.1.1 屋面恒载作用下刚架M、N、Q图

图1.1 刚架恒载作用图（单位：mkN）

图1.2 轴力图（单位：kN）

图1.3 剪力图（单位：kN）

图1.4 弯矩图（单位：kN·m）

1.1.2 屋面活载作用下刚架M、N、Q图

图1.5 刚架活载作用图（单位：kN/m）

图1.6 轴力图（单位：kN）

图1.7剪力图（单位：kN）

图1.8 弯矩图（单位：kN·m）

1.1.3 作风荷载作用下刚架M、N、Q图

图1.9刚架上风载作用图（单位：kN/m）

图1.10 轴力图（单位：kN）

图1.11 剪力图（单位：kN）

图1.12 弯矩图（单位：kN/m）

1.2 刚架内力组合见表4-1，表4-2

4-1刚架梁内力组合表

梁截面

内力/(kN或kN·m)

恒载①

活载②

左风③

右风④ maxM相应的V、N minM相应的V、N max||V相应的M、N

组合项目 组合值 组合项目 组合值 组合项目 组合值

截面

1-1 M -168.414 -175.431 127.060 108.906

①+② -343.845

①+③ -41.354

①+② 343.845

V 41.663 43.399 -19.997 -9.576 85.062 21.666 85.062

N -19.694 -20.515 5.828 5.786 -40.209 -13.866 40.209

梁截面

内力/(kN

恒载①

活载②

左风③

右风④ maxM相应的V、N minM相应的V、N max||V相应的M、N

组合项目 组合值 组合项目 组合值 组合项目 组合值

截面

2-2 M 121.478 123.546 -41.528 -42.746

①+② 245.024

①+③ 76.95