混凝土内力组合.
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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,N min和相应的M、V,N max 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=γG SGK+γQSQKS=γG SGK+1.4SWKS=γG SGK+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(S QK仅考虑竖向可变荷载参与组合)S=γG SGK+γQψCSQKγG取1.35,γQ取1.4,ψC取0.7。
(1)单层厂房设计中,内力组合应该注意哪些问题单层厂房设计中,内力组合应该注意:(1)永久荷载在任何一种内力组合下都存在。
(2)吊车竖向荷载Dm a x可分别作用在一跨的左柱或右柱,对于这两种情况,每次只能选择一种情况参加内力组合。
(3)在考虑吊车横向水平荷载时,该跨必然作用有吊车竖向荷载,但在考虑吊车竖向荷载时,该跨不一定作用有吊车横向水平荷载。
(4)风荷载的作用方向有向左和向右两种,只能考虑其中一种参与组合(2)单层厂房的钢筋混凝土柱(带牛腿)有哪些构造要求?单层厂房的钢筋混凝土柱(带牛腿)构造要求有:(1)纵向受力钢筋直径不宜小于12mm,通常在12~32mm范围内选用。
(2)深入牛腿纵向受力筋的下弯位置,不应与上下柱的纵向受力筋相重合。
同时为了避免牛腿钢筋过密,牛腿的纵向受力筋与弯筋宜放置在上下两排。
(3)柱内箍筋应为封闭式,箍筋间距不应大于400mm,且不应大于构件截面的短边尺寸。
(4)当柱截面高度h≧600mm,在侧面应设置纵向构造钢筋,并相应设置附加箍筋,纵向构造筋间距不应大于500mm.(5)柱与外纵墙用预留拉筋连接,预留拉筋沿柱高每500mm 设置一根。
(3)混合砂浆、水泥砂浆各自的优缺点是什么?混合砂浆:和易性好,强度高水泥砂浆:防水性好(2)楼板中分布钢筋的作用是什么?(回答两点就可)答:①浇筑混凝土时固定受力钢筋的位置。
②承受混凝土收缩和温度变化所产生的内力。
③承受并分布板上局部荷载产生的内力。
④对四边支承的板,可承受在计算中未考虑但实际存在的长跨方向的弯距。
4分(3)单层厂房设计中,荷载组合方法有哪几种?(回答两点就可)答:①由可变荷载效应控制的组合:a、恒荷载+任一种活荷载b、恒荷载+0.9(任意两种或两种以上的活荷载)②由永久荷载效应控制的组合以上回答两点即可(4分)(4)砌体结构设计中,构造柱通常布置在哪些部位?答:①房屋四大角。
②楼梯间四大角。
③内外墙交接处。
1。
单向板与双向板的定义:按受力特点,混凝土楼盖中的周边支撑板可分为单向板和双向板两类。
只在一个方向弯曲或者主要在一个方向弯曲的板,称为单向板;在两个方向完全,且不能忽略人一个方向弯曲的板称为双向板。
2. 现浇单向板肋梁楼盖的设计步骤:1、结构平面布置并初步拟定板厚和主、次梁的截面尺寸;2、确定梁、板得计算简图;3、梁、板得内力分析;4、截面配筋及构造措施;5、绘制施工图.3. 简化假定:1、支座可以自由转动,但没有竖向位移;2、不考虑薄膜相应对板内力的影响;3、在确定板传给次梁的荷载一级次梁传给主梁的荷载时,分别忽略板、次梁的连续性;4、跨熟超过五跨的连续梁、板,当各跨荷载相同,且跨度相差不超过10%时,可按五跨的等跨连续梁、板计算。
4. 假定支座处没有竖向位移,实际上忽略了次梁、主梁、柱的竖向变形对板、次梁、主梁的影响。
柱子的竖向位移主要由轴向变形引起,在通常的内力分析中都是可以忽略的。
忽略主梁变形,将导致次梁跨中弯矩偏小、主梁跨中弯矩偏大。
当主梁的线刚度比次梁的线刚度大得多时,主梁变形对次梁内力的影响才比较小。
次梁变形对板内力的影响也是这样,如果考虑这种影响,内力分析就相当复杂。
5。
计算单元:为减少计算工作量,结构内力分析时,常常不是对整个结构进行分析,而是从实际结构中选取有代表性的某一部分作为计算的对象,成为计算单元.6. 塑性内力重分布的过程,假定支座截面和跨内截面的截面尺寸和配筋相同.梁的手里全过程大致可以分为三个阶段:1、弹性内力阶段;2、截面间弯曲刚度比值改变阶段;3、塑性铰阶段。
7。
考虑塑性内力重分布是以形成塑性铰为前提的,因此下列情况不宜采用:1、在使用阶段不允许出现裂缝或对裂缝开展有校验过限制的结构,如水池池壁,自防水屋面,一级处于侵蚀性环境中的结构;2、直接承受动力和重复荷载的结构;3、预应力结构和二次受力叠合结构;4、要求有较高安全储备的结构。
8. 截面弯矩的调整幅度用弯矩调幅系数β来表示:β=(Me—Ma)/Me,式中Me安弹性理论算得的弯矩值;Ma 调幅后的弯矩值。
7 内力组合及内力调整7.1内力组合各种荷载情况下的框架内力求得后,根据最不利又是可能的原则进行内力组合。
当考虑结构塑性内力重分布的有利影响时,应在内力组合之前对竖向荷载作用下的内力进行增幅。
分别考虑恒荷载和活荷载由可变荷载效应控制的组合和由永久荷载效应控制的组合,并比较两种组合的内力,取最不利者。
由于构件控制截面的内力值应取自支座边缘处,为此,进行组合前,应先计算各控制截面处的(支座边缘处的)内力值。
1)、在恒载和活载作用下,跨间max M 可以近似取跨中的M 代替,在重力荷载代表值和水平地震作用下,跨内最大弯矩max M 采用解析法计算:先确定跨内最大弯矩max M 的位置,再计算该位置处的max M 。
当传到梁上的荷载为均布线荷载或可近似等效为均布线荷载时,按公式7-1计算。
计算方式见图7-1、7-2括号内数值,字母C 、D 仅代表公式推导,不代表本设计实际节点标号字母。
2max182M M M ql +≈-右左 且满足2max 116M ql = (7-1) 式中:q ——作用在梁上的恒荷载或活荷载的均布线荷载标准值;M 左、M 右——恒载和活载作用下梁左、右端弯矩标准值;l ——梁的计算跨度。
2)、在重力荷载代表值和地震作用组合时,左震时取梁的隔离体受力图,见图7-1所示, 调幅前后剪力值变化,见图7-2。
图7-1 框架梁内力组合图图7-2 调幅前后剪力值变化图中:GC M 、GD M ——重力荷载作用下梁端的弯矩; EC M 、CD M ——水平地震作用下梁端的弯矩C R 、D R ——竖向荷载与地震荷载共同作用下梁端支座反力。
左端梁支座反力:()C 1=2GD GC EC ED ql R M M M M l--++;由0M ddx=,可求得跨间max M 的位置为:1C /X R q = ; 将1X 代入任一截面x 处的弯矩表达式,可得跨间最大弯矩为: 弯矩最大点位置距左端的距离为1X ,1=/E X R q ;()101X ≤≤; 最大组合弯矩值:2max 1/2GE EF M qX M M =-+;当10X <或11X >时,表示最大弯矩发生在支座处,取1=0X 或1=X l ,最大弯矩组合设计值的计算式为:2max C 11/2GE EF M R X qX M M =--+; 右震作用时,上式中的GE M 、EF M 应该反号。
第十二章思考题及习题1和5答案12.1单层厂房排架结构中,哪些构件是主要承重构件?单层厂房中的支撑分几类?支撑的主要作用是什么?答:主要承重构件有:屋盖结构、吊车梁、排架柱、抗风柱、基础梁、基础单层厂房中的支撑:屋架间垂直支撑、横向、纵向水平支撑以及天窗架支撑和柱间支撑支撑的主要作用是:增强空间刚度及稳定性,传递风荷载和水平吊车荷载。
2.2排架内力分析的目的是什么?排架内力分析的步骤是怎样的?排架内力分析的目的是:为了获得排架柱在各种荷载作用下,控制截面的最不利内力,作为设计柱的依据;同时,柱底截面的最不利内力,也是设计基础的依据,并绘制出排架柱的弯矩图、轴力图及剪力图(M图、N图及V图)。
排架内力分析的步骤是:等高排架在水平荷载作用下的内力分析方法采用剪力分配法,步骤如下:(1)在柱顶水平集中力F作用下等高排架在柱顶作用一水平集中力F,在F作用下,柱顶产生水平位移。
沿柱顶将横梁与柱切开,在切口处代之一对剪力,如图2-4-16(b)所示。
取横梁为脱离体,由平衡条件有:又知,在单位水平力F=1作用下,柱顶水平侧移为。
反之要使柱顶产生单位水平位移即u=1,则需在柱顶施加的水平集中力。
如图2-4-17所示。
对于相同材料的柱,柱越粗,所需的越大,即所需施加的水平力越大。
反映了柱子抵抗侧移的能力,故称为柱子的抗侧刚度。
切开后的排架拄顶作用有水平力,在作用下产生柱顶位移为,根据上面分析可得等高排架,当各跨横梁EA时,有:将(2)、(3)式代入(1)式,得:由此可得:将(5)式代回(2)式得:式中称为第i根柱的剪力分配系数,它等于i柱的抗侧刚度与整个排架柱总的杭侧刚度的比值,且。
值可按附图1计算,由可求出分配系数,从而求出各柱顶剪力,最后按静定悬臂柱求出在已知作用下的柱截面内力。
附图1由此可见,剪力分配法就是将作用在顶部的水平集中力F按抗侧刚度分配给各柱,再按静定悬臂柱求解柱子内力的方法。
(2)在任意荷载作用下均布风荷载作用下,如图2-4-18(a)所示。
框架梁内力组合考虑了三种内力组合,wk Gk 4S .12S .1 这种内力组合与考虑地震作用的组合相比一般较小,对结构设计不起控制作用,故不予考虑。
对于活荷载作用下的跨中弯矩M 还乘以弯矩调幅系数1.1,再进行内力组合。
各层梁的内力组合结果见表。
表中Gk S ,Qk S 两列中的梁端弯矩M 为经过调幅后的弯矩(调幅系数取0.9)。
框架柱内力组合框架柱在恒荷载、活荷载作用下的轴力应包括纵向框架梁、横向框架梁传来的剪力和框架传来的剪力和框架柱自重。
框架梁内力组合表梁 截面 内力 恒荷载 活荷载 风荷载 1.35恒+1.4x0.7活1.2恒 +1.4活 +1.4x0.6风 1.2恒+1.4x0.7活+1.4风E2B2 E2B2M -43.21 -4.45 -1.47 -62.69 -59.32 -58.27V 37.93 13.32 0.13 64.26 64.27 58.75跨中 M 92.46 31.59 0.23 155.78 155.37 142.23B2E2M -94.17 -15.27 -1.01 -142.09 -135.23 -129.38V 69.39 15.98 0.19 109.34 105.80 99.19 B2A2 B2A2M -74.03 -14.60 -0.46 -114.25 -109.66 -103.79V 51.78 12.34 0.25 82.00 79.62 74.58跨中 M 16.15 6.74 0.51 28.41 29.24 26.70A2B2M -23.99 -5.73 -1.47 -38.00 -38.04 -36.46V 35.10 9.38 0.08 56.58 55.32 51.42 E1B1 E1B1M -71.53 -5.41 -6.10 -101.87 -98.53 -99.68V 90.99 13.39 0.46 135.96 128.32 122.95跨中 M 137.18 30.88 1.17 215.46 208.83 196.52B1E1M -166.57 -15.61 -3.76 -240.17 -224.90 -220.45V 114.45 15.91 0.75 170.10 160.24 153.98 B1A1 B1A1M -139.07 -15.08 -2.34 -202.52 -189.96 -184.94V 96.88 11.03 1.02 141.60 132.55 128.49跨中 M 63.43 16.10 1.88 101.41 100.24 94.53A1B1M -46.24 -6.94 -4.63 -69.23 -69.09 -68.77V 65.93 8.32 0.39 97.16 91.09 87.82框架柱内力组合表柱截面 内力 恒荷载 活荷载 风荷载 1.35恒+1.4x0.7活 1.2恒+1.4活+1.4x0.6风 1.2恒+1.4x0.7活+1.4风E2E1上M 43.21 4.45 1.47 62.69 59.32 58.27 N 59.19 13.32 0.13 92.96 89.79 84.26 下 M 48.68 3.74 1.47 69.38 64.89 64.14 N 59.19 13.32 0.13 92.96 89.79 84.26 E1E0上M 22.86 1.67 4.63 32.50 33.66 35.55 N 190.57 26.71 0.59 283.45 266.57 255.69 下 M 11.43 0.84 9.26 16.25 22.67 27.50 N 190.57 26.71 0.59 283.45 266.57 255.69 B2B1上M 20.13 0.66 1.47 27.82 26.31 26.86 N 146.63 28.32 0.43 225.70 215.97 204.31 下 M 18.90 0.38 1.47 25.89 24.45 25.11 N 146.63 28.32 0.43 225.70 215.97 204.31 B1B0上M 8.60 0.15 4.63 11.76 14.42 16.95 N 384.78 55.26 2.20 573.61 540.95 518.97 下 M 4.30 0.08 9.26 5.88 13.05 18.20 N 384.78 55.26 2.20 573.61 540.95 518.97 A2A1上M 23.99 5.73 1.47 38.00 38.04 36.46 N 56.38 9.38 0.08 85.31 80.86 76.96 下 M 31.86 5.15 1.47 48.06 46.68 45.34 N 56.38 9.38 0.08 85.31 80.86 76.96 A1A0上M 14.35 1.77 4.63 21.11 23.59 25.44 N 162.86 17.70 0.47 237.21 220.61 213.44 下M 7.18 0.09 9.26 9.78 16.52 21.67 N162.86 17.70 0.47 237.21 220.61 213.44截面设计1框架梁配筋计算21c C 30,H R B335α=1.0,f =14.3N /m m ,混凝土钢筋级,22t y f =1.43N/mm ,f =300N/mm ,ξ=0.550由于计算过程较复杂,在框架梁截面设计时,一般近似将框架梁视为矩形.E2B2梁 bxh=250x650(1)跨中正截面m ax 155.78.M K N m =062221040,65040610155.78100.117N /m m ,1.014.3250610s s s c f m m h h m m Mf b h αααα'==-=-=⨯===⨯⨯⨯10.1250.550bξξ=-=<=2s 1010.12514.3250610A /909300c f y f b h f m mξα'⨯⨯⨯⨯===验算适用条件:9090.59%0.2%250610s oA b h ρ===>⨯⨯满足要求。
7 内力组合及内力调整7.1内力组合各种荷载情况下的框架内力求得后,根据最不利又是可能的原则进行内力组合。
当考虑结构塑性内力重分布的有利影响时,应在内力组合之前对竖向荷载作用下的内力进行增幅。
分别考虑恒荷载和活荷载由可变荷载效应控制的组合和由永久荷载效应控制的组合,并比较两种组合的内力,取最不利者。
由于构件控制截面的内力值应取自支座边缘处,为此,进行组合前,应先计算各控制截面处的(支座边缘处的)内力值。
1)、在恒载和活载作用下,跨间max M 可以近似取跨中的M 代替,在重力荷载代表值和水平地震作用下,跨内最大弯矩max M 采用解析法计算:先确定跨内最大弯矩max M 的位置,再计算该位置处的max M 。
当传到梁上的荷载为均布线荷载或可近似等效为均布线荷载时,按公式7-1计算。
计算方式见图7-1、7-2括号内数值,字母C 、D 仅代表公式推导,不代表本设计实际节点标号字母。
2max182M M M ql +≈-右左 且满足2max 116M ql = (7-1) 式中:q ——作用在梁上的恒荷载或活荷载的均布线荷载标准值;M 左、M 右——恒载和活载作用下梁左、右端弯矩标准值;l ——梁的计算跨度。
2)、在重力荷载代表值和地震作用组合时,左震时取梁的隔离体受力图,见图7-1所示, 调幅前后剪力值变化,见图7-2。
图7-1 框架梁内力组合图图7-2 调幅前后剪力值变化图中:GC M 、GD M ——重力荷载作用下梁端的弯矩; EC M 、CD M ——水平地震作用下梁端的弯矩C R 、D R ——竖向荷载与地震荷载共同作用下梁端支座反力。
左端梁支座反力:()C 1=2GD GC EC ED ql R M M M M l--++;由0M ddx=,可求得跨间max M 的位置为:1C /X R q = ; 将1X 代入任一截面x 处的弯矩表达式,可得跨间最大弯矩为: 弯矩最大点位置距左端的距离为1X ,1=/E X R q ;()101X ≤≤; 最大组合弯矩值:2max 1/2GE EF M qX M M =-+;当10X <或11X >时,表示最大弯矩发生在支座处,取1=0X 或1=X l ,最大弯矩组合设计值的计算式为:2max C 11/2GE EF M R X qX M M =--+; 右震作用时,上式中的GE M 、EF M 应该反号。
简述钢筋混凝土排架柱内力组合的目标及选
取的原因
钢筋混凝土排架柱是建筑设计中常用的结构构件,用于支撑水平荷载和垂直荷载。
钢筋混凝土排架柱内力组合的目标是确定柱子在承受设计荷载时所产生的各种内力的组合情况,以便进行结构的合理设计和分析。
遵循内力组合的原因是为了保证结构在不同工况下的安全性和稳定性。
在进行内力组合时,我们通常采用几种荷载组合方式,包括正常使用荷载组合、极限状态I荷载组合和极限状态II荷载组合。
正常使用荷载组合考虑了建筑在正常使用情况下所承受的荷载,如常规活荷载、恒载、温度荷载等。
这种组合的目的是确保结构在正常使用状态下的安全性和稳定性。
极限状态I荷载组合是为了考虑结构在一些较不利的极限情况下的承载能力。
它包括常规活荷载、风荷载、地震荷载等可能同时作用的组合情况。
这样的组合能够检验结构在极端条件下的强度和刚度。
极限状态II荷载组合是针对火灾或爆炸等极度不利情况下的设计要求。
它考虑了风荷载、施工荷载、地震荷载等与其他附加荷载共同作用的情况。
这种组合的目的是确保结构在非常不利工况下的安全性和稳定性。
综上所述,钢筋混凝土排架柱内力组合的目标是为了确定不同工况下所产生的
内力组合情况,选取不同荷载组合的原因是为了确保结构在正常使用、极限工况和非常不利工况下的安全性和稳定性。
通过合理的内力组合设计,可以保证钢筋混凝土排架柱在不同工况下能够承受荷载并保持结构的稳定性。
5.7 内力组合: 5.7.1 确定抗震等级:结构抗震等级应根据烈度、结构类型和房屋高度确定。
对于框架—剪力墙结构,还应判别总框架承受的地震倾覆力矩是否大于总地震倾覆力矩(0M )的50%,为此,应计算总框架承受的地震倾覆力矩(0v M )。
由前表得:1001111417.037v fii i M Vh KN m ==⋅=∑0235322.937311.55240.5247940.793M KN m =+⨯=则有:0011417.0130.0.4490.50247940.793v M M ==< 因此,本工程应按框架—剪力墙结构中的框架确定抗震等级,查规范得本工程的框架抗震等级为三级,剪力墙抗震等级为二级。
5.7.2 组合表见附录 5.8 截面设计: 5.8.1 内力调整:对第1、7、9层构件内力进行调整,且为实现大震不倒的目标仅对有地震力参与的内力进行调整.5.8.1.1 强柱弱梁的调整——放大柱端弯矩顶层柱柱端弯矩不必放大,一层柱下端直接乘以放大系数1.15,其余层柱对轴压比0.15≥的进行柱端弯矩放大,放大系数 1.1c η=。
下面以第7层A 柱上端截面为例说明计算方法,其余计算过程从略,计算结果见表1-47。
柱轴压比31803.71100.310.1519.1550550c Nf A μ⨯===>⨯⨯,可见需调整内力' 1.1421.30463.43224.79''463.43260.61224.79174.94174.94''463.43202.82224.79174.94ccbcb cb c cb ct ct ct c cb ct MMKN mM M M KN m M M M M M KN mM M η==⨯===⨯=++==⨯=++∑∑∑∑表1-47 强柱弱梁内力调整计算表)m调整后-189.80 表中:弯矩正、负号同内力组合值。
内力组合《抗震规范》第条规定如下。
截面抗震验算结构构件的地震作用效应和其他荷载效应的基本组合,应按下式计算:G GE Eh Ehk Ev Evk w w wkS S S S S γγγψγ=+++ ()式中: S ——结构构件内力组合的设计值,包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值;γG ——重力荷载分项系数,一般情况应采用,当重力荷载效应对构件承载能力有利时,不应大于; γEh 、γEv ——分别为水平、竖向地震作用分项系数,应按表 采用; γw ——风荷载分项系数,应采用;s GE ——重力荷载代表值的效应,有吊车时尚应包括悬吊物重力标准值的效应; s Ehk ——水平地震作用标准值的效应,尚应乘以相应的增大系数或调整系数; s Evk ——竖向地震作用标准值的效应,尚应乘以相应的增大系数或调整系数; s wk ——风荷载标准值的效应 ;ψw ——风荷载组合值系数,一般结构取,风荷载起控制作用的高层建筑应采用。
注:本规范一般略去表示水平方向的下标。
表 地震作用分项系数结构构件的截面抗震验算,应采用下列设计表达式:RE RS γ=式中: γRE ——承载力抗震调整系数,除另有规定外,应按表采用;R ——结构构件承载力设计值。
表 承载力抗震调整系数当仅计算竖向地震作用时,各类结构构件承载力抗震调整系数均宜采用。
本次毕业设计,各截面不同内力的承载力抗震调整系数取值如下表结构安全等级设为二级,故结构重要性系数为0 1.0γ=根据《建筑结构荷载规范》和《建筑抗震设计规范》,组合三种工况:恒荷载控制下、活荷载控制下和有地震作用参加的组合。
其具体组合方法如下: 恒荷载控制下:Gk Qk S 1.35S 1.40.7S =+⨯ 活荷载控制下:Gk Qk S 1.2S 1.4S =+有地震作用参加的:Gk Qk Ehk S 1.2(S 0.5S ) 1.3S =+± Gk Qk Ehk S 1.0(S 0.5S ) 1.3S =+±对柱进行非抗震内力组合时,根据规范,对活载布置计算的荷载进行折减,折减系数由上而下分别为,,,,。
3.4内力组合
为了进行预应力钢束的计算,在不考虑预加力引起的结构次内力及混凝土收缩徐变次内力的前提下,按《通规》第4.1.6条和4.1.7条规定,根据可能出现的荷载进行第一次内力组合。
3.4.1 按承载能力极限状态设计
基本组合。
永久作用的设计效应和可变作用设计值效应相组合,其效应组合表达式为:
式中:——承载能力极限状态下作用基本组合的效应泽合设计值;
——结构重要性系数,按《通规》表1.0.9规定的结构设计安全等级采用,对应于设计安全等级一级、二级、三级分别
取1.1、1.0、0.9;
——第i个永久作用效应的分项系数,应按《通规》表4.1.6的规定采用;
——第i个永久作用效应的标准值和设计值;
——汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)的分项系数取rq1=1.4;
——汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)的标准值和设计值;
——作用效应组合中除汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)、风荷载外的其他第j个可变作用效应的分项系数,
取rq1=1.4,但风荷载的分项系数去rq1=1.1;
——作用效应组合中除汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)
外的其他第j个可变作用效应的标准值和设计值;
——作用效应组合中除汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)外的其他可变作用效应的组合系数,取值见《通规》第
4.1.6条。
根据《通规》第4.1.6条规定,各种作用的分项系数取值如下:
结构重要性系数取。
★★★内力组合与xx弯矩调幅一、控制截面1.柱:上、下端截面2.xx:左、中、右截面3.截面配筋设计时,应取梁端内力,而不是计算简图中的轴线处内力!P67图4-18: M’=M-V*b/2V’=V-(g+p)*b/2g、p:xxxx分布的恒载和活载。
当计算水平荷载或竖向集中荷载产生的内力时,则V’=V。
二、荷载效应组合——按第三章第二节要求(七种可能,实际多余七种计算)P36-39三、最不利内力组合1.xx截面:+Mmax—配置底筋-Mmax—配置支座面筋Vmax—配置箍筋2.跨中截面:+Mmax—配置底筋3.柱端截面:(1)|M|max及相应的N,V(2) Nmax及相应的M,V(3) Vmax及相应的M,N四、竖向最不利位置按P70第四种方法:不考虑活荷载的最不利布置,按均布处理,对梁跨中弯矩M乘扩大系数1.1-1.2***JGJ3-2010第5.1.8条/p455.1.8高层建筑结构内力计算中,当楼面活荷载大于4kN/m2时,应考虑楼面活荷载不利布置引起的结构内力的增大;当整体计算中未考虑楼面活荷载不利布置时,应适当增大楼面梁的计算弯矩。
对应条文说明:5.1.8目前国内钢筋混凝土结构高层建筑由恒载和活载引起的单位面积重力,框架与框架-剪力墙结构约为12kN/m2~14kN/m2,剪力墙和筒体结构约为13kN/m2~16kN/m2,而其中活荷载部分约为2kN/m2~3kN/m2,只占全部重力的15%~20%,活载不利分布的影响较小。
另一方面,高层建筑结构层数很多,每层的房间也很多,活载在各层间的分布情况极其繁多,难以一一计算。
如果活荷载较大,其不利分布对梁弯矩的影响会比较明显,计算时应予考虑。
除进行活荷载不利分布的详细计算分析外,也可将未考虑活荷载不利分布计算的框架梁弯矩乘以放大系数予以近似考虑,该放大系数通常可取为1.1~1.3,活载大时可选用较大数值。
近似考虑活荷载不利分布影响时,梁正、负弯矩应同时予以放大。
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:Eh G E 3S .12S .1S +=其中,S GE 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:∑=+=n1i ik Qi k Q G G ψG k ——恒荷载标准值; Q ik ——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。
ABC D123452211梁内力组合计算表梁内力组合计算表(续)梁内力组合计算表(续)2.根据上表计算所得的弯矩值计算V b ,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:G b n r b l b vb bV l /)M M (V ++=η梁剪力设计值计算表(二)柱内力组合1.计算过程见下表,弯矩以顺时针为正,轴力以受压为正柱内力组合计算表2.根据上表计算所得的弯矩值计算柱剪力设计值,计算见下表计算公式为:n rc l c vc c H /)M M (V +=η(1.1vc =η)3.根据以上计算结果,由式∑∑>b c c M M η验算强柱弱梁,若不满足,则由∑∑=b c cM Mη调整柱端弯矩设计值(ηc =1.1)计算过程见下表(M’cb 和M ’c 分别为调整后的柱端弯矩设计值)(三)内力设计值汇总1.梁内力设计值汇总2.柱内力设计值汇总。
《混凝土结构设计原理》第六章受压构件正截面承载力计算课堂笔记♦主要内容受压构件的构造要求轴心受压构件承载力的计算偏心受压构件正截面的两种破坏形态及英判别偏心受压构件的N厂血关系曲线偏心受压构件正截面受压承载力的计算偏心受压构件斜截面受剪承载力的汁算♦学习要求1.深入理解轴心受压短柱在受力过程中,截而应力重分布的概念以及螺旋箍筋柱间接配筋的概念。
2.深入理解偏心受压构件正截而的两种破坏形式并熟练掌握其判别方法。
3.深入理解偏心受压构件的Nu-Mu关系曲线。
4.熟练掌握对称配筋和不对称配筋矩形截而偏心受压构件受压承载力的计算方法。
5.掌握受压构件的主要构造要求和规定。
♦重点难点偏心受压构件正截而的破坏形态及其判别;偏心受压构件正截面承载力的计算理论:对称配筋和不对称配筋矩形截面偏心受压构件受压承载力的计算方法:偏心受压构件的Nu-Mu关系曲线;偏心受压构件斜截面抗剪承载力的计算。
6.1受压构件的一般构造要求结构中常用的柱子是典型的受压构件。
6.1.1材料强度混凝上:受压构件的承载力主要取决于混凝丄强度,一般应采用强度等级较髙的混凝上,目前我国一般结构中柱的混凝土强度等级常用C30-C40,在髙层建筑中,C50-C60级混凝上也经常使用。
6.1.2截面形状和尺寸柱常见截面形式有圆形、环形和方形和矩形。
单层工业厂房的预制柱常采用工字形截面。
圆形截面主要用于桥墩、桩和公共建筑中的柱。
柱的截面尺寸不宜过小,一般应控制在lo/b^30及l°/hW25°当柱截面的边长在800mm以下时,一般以50mm为模数,边长在800mm以上时,以100mm为模数。
6.1.3纵向钢筋构造纵向钢筋配筋率过小时,纵筋对柱的承载力影响很小,接近于素混凝土柱,纵筋不能起到防止混凝上受压脆性破坏的缓冲作用。
同时考虑到实际结构中存在偶然附加弯矩的作用(垂直于弯矩作用平面),以及收缩和温度变化产生的拉应力,规定了受压钢筋的最小配筋率。
混凝土结构设计复习题三、填空题1.大偏心受压构件破坏相当于受弯构件(适筋)梁的破坏;而小偏心构件破坏相当于(超筋)梁的破坏。
2.大偏心受压截面的破坏特征是(1受拉钢筋屈服后混凝土被压碎2压碎区较小3拉区裂缝较宽)。
小偏心受压截面的破坏特征是(1截面全部或大部受压2压碎区较大3距轴力较远一侧钢筋一般均未达到屈服)。
3.矩形截面大偏心受压构件强度计算公式的适用条件是(ξ≤ξb)和(某≥2a’)。
4.钢筋混凝土偏心受压构件截面承载能力Np—Mp的关系是:当发生“受压破坏”时,随着弯矩的(增大),构件的抗压能力(减小);当发生“受拉破坏”时,随着轴力的(增大),抗弯能力(增大)。
5.大偏心受压柱的截面强度,当弯矩M一定,轴力N愈大截面愈(安全);小偏心受压柱截面强度,当弯矩M一定,轴力N愈大截面愈(危险)。
6.在大偏压柱中,最危险的内力组合是:当M相近时,N愈(小),愈危险,或当N相近时,M愈(大)愈危险。
7.大偏心受压柱的判别式是(某≤ξbh0)。
8.轴心受压构件纵向弯曲系数随长细比的增大而(减小)。
9.偏心受压构件的破坏形态分为(受压破坏)和(受拉破坏)。
应根据(ξ)来判断。
10.偏心受压构件破坏形态有受拉破坏和受压破坏,受拉破坏混凝土压碎区较受压破坏压碎区(小)。
11.偏心受压构件除应计算弯矩作用平面的强度以外,尚应按(轴心受压构件)验算出垂直于弯矩平面的强度。
12.预应力混凝土中,混凝土强度等级一般不宜低于(C30),当采用高强度钢丝、钢铰线时,混凝土强度等级不宜低于(C40)。
13.钢筋混凝土构件中,受拉区混凝土即将开裂时的受拉钢筋应力大致是(20-30)N/mm2左右。
14.对构件施加预应力能推迟(裂缝)的出现,提高构件(抗裂度)和(刚度)。
15.对锚具的要求主要为(安全可靠)、(预应力损失小)、(构造简单)、(施工方便)。
16.先张法预应力构件是靠(粘结力)来传递预应力的,而后张法是靠(锚固)来保持预应力的。
8框架内力组合8.1 框架梁内力组合8.1.1 最不利内力现浇钢筋混凝土框架一般为刚性节点,框架梁的两个端部截面是负弯矩和剪力最大的部位。
在水平荷载作用下,框架梁端部还会产生弯矩。
跨中截面通常会产生最大正弯矩,有时也可能出现负弯矩。
因此,框架梁的控制截面是两端支座处的截面和跨中截面。
框架梁的控制截面最不利内力组合有以下几种: 梁端支座截面max M -、max M +和max V ; 梁跨中截面max M +、max M -(可能出现)。
8.1.2 框架梁内力汇总框架梁AB 、BC 在各种荷载作用下内力表如下:表8-1 框架梁AB 内力表8-2 框架梁BC内力8.1.3 换算到梁边支座截面内力框架梁的控制截面是跨内最大弯矩处和支座处。
为计算简便,通常取跨中截面为控制截面;支座截面一般由受弯和受剪承载力控制,梁支座截面最不利位置在柱边,配筋是采用梁端截面内力,而不是轴线处的内力。
柱边梁端截面剪力和弯矩按下式计算:()2+='VV bg-p(8-1)-M⋅'='M2bV(8-2)式中M'、-梁端柱边截面的剪力和弯矩;V'V、-内力计算得到的梁端柱轴线截面的剪力和弯矩;Mpg+-作用在梁上的竖向分布恒荷载和活荷载。
Array框架梁AB、BC在各种荷载作用下内力换算到梁边支座的内力见表8-3、4:表8-3 框架梁AB换算到柱边后的内力表8-4 框架梁BC换算到柱边后的内力8.1.4 横向框架梁内力组合(1)可变荷载效应控制时1.2恒+1.4活1.2恒+0.9⨯1.4(活+风)(2)永久荷载效应控制时1.35恒+0.7⨯1.4活横向框架梁内力组合结果见表8-5:表8-5 横向框架梁内力组合8.1.5 横向框架梁考虑地震作用内力组合进行抗震设计时,结构构件的地震作用内力效应和其它荷载内力效应组合的设计值,应按下式计算:表8-6 横向框架梁考虑地震作用内力组合8.2.2 框架柱内力汇总各层框架柱在各种荷载作用下的内力见表8-7:表8-7 框架柱在各种荷载作用下的内力框架柱一般内力组合一般组合采用三种形式:(1)可变荷载效应控制时1.2恒+1.4活1.2恒+0.9×1.4(活+风)(2)永久荷载效应控制时1.35恒+0.7×1.4活框架柱一般内力组合结果见表8-8:表8-8 框架柱一般内力组合8.2.4 框架柱考虑地震作用内力组合进行抗震设计时,结构构件的地震作用内力效应和其他荷载内力效应组合的设计值,应按下式计算:1.2重力荷载+1.3水平地震作用表8-9 框架柱考虑地震作用内力组合续表8-9。