荷载效应组合表
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用sap2000 v9进行荷载效应组合
以1榀桁架为例进行内力组合
作用在每个节点上的恒荷载G1=100kN
作用在每个节点上的活荷载q1=100kN
作用在每个节点上的活荷载q2=50kN
进行组合
由永久荷载效应控制的组合zu1=1.35恒荷载G1+ 1.4×0.7 活荷载q1+1.4×0.7 活荷载q2 由可变荷载效应控制的组合zu2=1.2恒荷载G1+ 1.4活荷载q1 + 1.4×0.7 活荷载q2 1 定义荷载工况
2 定义荷载自重乘数,恒荷载与活荷载均统一定义为0(因为汇集荷载时已经考虑了自重作用)
3 分别施加荷载G1 q1 q2至桁架节点
4 定义分析工况
这里的比例系数即为荷载规范里的可变荷载的分项系数,活荷载取分项系数取1.4,恒荷载的分项系数分为1.2和1.35两种,先定义为1,在进行荷载效应组合时再进行调整
恒荷载比例系数取1
活荷载比例系数取为1.4,注意:进行荷载效应标准值计算时,比例系数应定义为1.0!
5 进行荷载效应组合
由永久荷载效应控制的组合zu1=1.35恒荷载G1+ 1.4×0.7 活荷载q1+1.4×0.7 活荷载q2 进行荷载效应组合时,比例系数应为荷载规范里可变荷载的组合值系数,取为0.7,恒荷载
的分项系数1.35也在这里定义
由可变荷载效应控制的组合zu2=1.2恒荷载G1+ 1.4活荷载q1 + 1.4×0.7 活荷载q2
6 运行
根据工况和组合名称显示计算结果
将计算结果导出至excel表格。
2)标准组合、频遇组合和准永久组合是属于正常使用极限状态设计的荷载效应组合。
标准组合在某种意义上与过去的短期效应组合相同,主要用来验算一般情况下构件的挠度、裂缝等使用极限状态问题。
在组合中,可变荷载采用标准值,即超越概率为5%的上分位值,荷载分项系数取为1.0。
可变荷载的组合值系数由《荷载规范》给出。
频遇组合是新引进的组合模式,可变荷载的频遇值等于可变荷载标准值乘以频遇值系数(该系数小于组合值系数),其值是这样选取的:考虑了可变荷载在结构设计基准期内超越其值的次数或大小的时间与总的次数或时间相比在10%左右。
频遇组合目前的应用范围较为窄小,如吊车梁的设计等。
由于其中的频遇值系数许多还没有合理地统计出来,所以在其它方面的应用还有一段的时间。
准永久组合在某种意义上与过去的长期效应组合相同,其值等于荷载的标准值乘以准永久值系数。
它考虑了可变荷载对结构作用的长期性。
在设计基准期内,可变荷载超越荷载准永久值的概率在50%左右。
准永久组合常用于考虑荷载长期效应对结构构件正常使用状态影响的分析中。
最为典型的是:对于裂缝控制等级为2级的构件,要求按照标准组合时,构件受拉边缘混凝土的应力不超过混凝土的抗拉强度标准值,在按照准永久组合时,要求不出现拉应力。
附表2 框架梁由永久荷载效应控制的内力组合表 kN(kN·m)B梁注:恒载、(楼面)活载的荷载分项系数分别为1.35、1.4;内力组合值均乘以ro=1;为简化计算取 1.35SGk+1.0SQk进行组合。
上柱左梁右梁左梁-89.24-0.225-122.45122.45-0.12104.32-0.233-18.13-0.27520.08-14.93-0.147-28.98下柱24.5421.53-25.31-18.29-49.1426.3224.11-27.11-31.00-52.63第五层29.4724.57-27.36-33.20-53.1330.03 6.6824.72-27.49-33.52-9.03-53.3730.21 6.75-33.67-9.057.16-9.267.38-10.45上柱8.46-8.45-0.177-0.113-72.34-0.146-98.3498.34-0.09386.08-0.181-12.26-0.177 6.98-6.95-0.113-13.53下柱8.46 6.08-8.60-8.45-16.737.38 5.91-7.62-10.45-14.84第四层7.16 5.57-7.45-9.26-14.506.7511.90 5.51-7.43-9.05-13.89-14.466.6811.84-9.03-13.8211.79-13.8011.02-13.90上柱11.31-9.83-0.177-0.113-72.34-0.146-98.3498.34-0.09386.08-0.181-12.26-0.1779.33-8.09-0.113-15.74下柱11.319.09-11.44-9.83-22.2711.029.72-11.36-13.90-22.10第三层11.799.77-11.37-13.80-22.1311.849.739.81-11.44-13.82-12.29-22.2611.909.82-13.89-12.3610.06-12.6610.02-13.19上柱10.80-9.62-0.177-0.113-72.34-0.146-98.3498.34-0.09386.08-0.181-12.26-0.1778.91-7.92-0.113-15.41下柱10.808.27-10.86-9.62-21.1310.028.30-10.42-13.19-20.28第二层10.068.10-10.17-12.66-19.809.8215.688.03-10.12-12.36-16.91-19.699.7315.64-12.29-16.8915.43-16.7414.59-15.81上柱12.62-10.76-0.205-0.124-72.34-0.168-98.3498.34-0.10286.08-0.197-12.26-0.12710.34-8.85-0.077-17.10下柱7.8211.96-13.01-6.68-25.129.0412.65-13.77-9.82-26.59第一层9.5612.82-13.89-10.39-26.83恒载作用下右梁左梁右梁左梁18.13-0.254-339.16-0.086-357.29357.29-0.175324.0893.51-0.1631.66-62.25-0.325107.8958.9036.53-58.18-115.6267.10 108.3867.9636.70-59.57-108.05109.0868.2736.93-59.49-110.64109.1268.7122.3936.94-59.52-110.48-20.8468.7322.43-110.54-20.8922.43-21.0823.27-20.3525.78-28.1543.57-0.121-0.19712.26-0.193-258.42-0.065-270.68270.68-0.106244.6841.12-0.12113.85-15.15-0.19737.1125.7812.50-10.95-28.1525.26 35.7823.2712.05-11.34-20.3535.7822.4312.05-11.24-21.0835.7122.4330.4312.03-11.21-20.89-40.4222.3930.38-20.84-40.3930.19-40.1930.56-39.1030.05-45.8430.47-0.121-0.19712.26-0.193-258.42-0.065-270.68270.68-0.106244.6847.94-0.12116.14-24.66-0.19748.7530.0516.42-21.04-45.8433.52 48.1530.5616.22-21.63-39.1048.4530.1916.32-21.73-40.1948.5430.3828.4716.35-21.75-40.39-34.9730.4328.50-40.42-34.9928.69-35.0929.64-35.8029.50-42.2931.36-0.121-0.19712.26-0.193-258.42-0.065-270.68270.68-0.106244.6847.05-0.12115.85-22.76-0.19747.2829.5015.92-19.26-42.2935.1445.7629.6415.41-18.88-35.8045.4728.6915.31-18.83-35.0945.4128.5031.2315.29-18.82-34.99-42.0228.4731.22-34.97-42.0131.15-41.9830.68-41.7626.77-39.7741.10-0.133-0.23112.26-0.212-213.70-0.072-225.96225.96-0.125199.9642.68-0.08314.49-21.52-0.14448.9116.7116.61-22.60-24.7919.1249.6519.1516.86-22.72-26.0349.7619.4416.90-22.73-26.17作用下的迭代计算-122.45122.45-18.1318.13-357.29357.2921.94-30.26 2.37164.8614.37-82.10 -100.5192.19-15.76182.99-342.92275.19-76.37159.85q35.65q19.88q45.38 1/8ql*l183.671/8ql*l27.061/8ql*l535.93跨中-87.32跨中72.31跨中-226.87左端剪力115.73左端剪力-17.88左端剪力227.52右端剪力-113.14右端剪力-83.48右端剪力-213.58-51.72113.51-98.3498.34-12.2612.26-270.68270.683.59-9.35 6.7956.9612.84-10.40-94.7588.99-5.4769.22-257.84260.28-31.9575.21q28.63q13.51q34.38 1/8ql*l147.501/8ql*l18.391/8ql*l406.02跨中-55.63跨中18.95跨中-146.96左端剪力92.80左端剪力 2.97左端剪力166.84右端剪力-91.01右端剪力-41.61右端剪力-167.34-36.8283.25-98.3498.34-12.2612.26-270.68270.688.19-13.06 4.0374.8310.95-27.15-90.1585.28-8.2387.09-259.73243.53-40.0889.34q28.63q13.51q34.38 1/8ql*l147.501/8ql*l18.391/8ql*l406.02跨中-59.79跨中29.27跨中-154.39左端剪力92.66左端剪力-1.61左端剪力168.75右端剪力-91.14右端剪力-46.19右端剪力-165.42-38.4887.37-98.3498.34-12.2612.26-270.68270.685.94-12.216.0371.1311.77-22.34-92.4086.13-6.2383.39-258.91248.34-29.2088.17q28.63q13.51q34.38 1/8ql*l147.501/8ql*l18.391/8ql*l406.02跨中-58.24跨中26.42跨中-152.40左端剪力92.88左端剪力-1.09左端剪力168.17右端剪力-90.93右端剪力-45.67右端剪力-166.00-46.1190.92-98.3498.34-12.2612.26-225.96225.9611.74-14.97-3.8972.7011.07-28.57-86.6083.37-16.1584.96-214.89197.39-20.7938.88q28.63q13.51q28.70 1/8ql*l147.501/8ql*l18.391/8ql*l338.94跨中-62.52跨中32.17跨中-132.80左端剪力92.40左端剪力 1.44左端剪力141.28右端剪力-91.40右端剪力-43.14右端剪力-137.68-241.92 -152.22 -82.10 -101.69 -115.82 -110.37-111.97 -119.01 -52.34。
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,由可变荷载效应控制的组合: G GK Q Q QK W W WK S S S S γψγψγ=++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; r G 、r Q 、r W —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。
S GK 、S Qk 、S Wk —永久荷载、楼面荷载和风荷载效应标准值。
②无地震时,由永久荷载效应控制的组合(根据《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001 [2]第3.2.3条注3,水平风荷载不参与组合。
但2006版规范中取消了此注,即水平风荷载参与组合,当风荷载效应不大时也可忽略之。
):?G GK Q Q QK S S S γψγ=+③有地震时,即重力荷载与水平地震作用的组合:G GE Eh Ehk S S S γγ=+式中 S —结构构件荷载效应与地震作用效应组合的设计值; r G 、r Eh —重力荷载、水平地震作用的分项系数; S GE 、S Eh —重力荷载代表值、水平地震作用标准值。
用于正常使用极限状态下的内力组合(标准组合)公式如下:? GK Q QK W WK S S S S ψψ=++8.1控制截面及最不利内力类型8.1.1构件的控制截面框架梁的控制截面是支座截面和跨中截面。
在支座截面处,一般产生最大负弯矩(max M -)和最大剪力(m ax V )(水平荷载作用下还有正弯矩产生,故也要注意组合可能出现的正弯矩);跨间截面则是最大正弯矩(max M +)作用处(也要注意组合可能出现的负弯矩)。
因此,框架梁的最不利内力为:梁端截面:max M +、max M -、m ax V 梁跨间截面:max M +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,应根据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:/2M M Vb '=-/2V V qb '=-式中 M '—柱边缘处梁截面的弯矩标准值;V '—柱边缘处梁截面的剪力标准值;M —梁柱中线交点处的弯矩标准值;V —与M 相应的梁柱中线交点处的剪力标准值;b —柱截面高度;q —梁单位长度的均布荷载标准值。
效应组合作用效应组合总体原则:可能与最不利!!!可能1-1:无地震时,由可变荷载效应控制的组合,且:ψQ=1.0;ψW=0.6/γL=1.0(γG=1.2,γQ=1.4,γW=1.4)永久荷载+楼面可变荷载+风荷载(1.0;0.6)S=γGSGK+γLψQγQSQK+ψWγWSWK =1.2SGK+1.0×1.4×SQK+0.6×1.4×SWK可能1-2:无地震时,由可变荷载效应控制的组合,且:ψQ=0.7;ψW=1.0/γL=1.0(γG=1.2,γQ=1.4,γW=1.4)永久荷载+楼面可变荷载+风荷载(0.7;1.0)S=γGSGK+γLψQγQSQK+ψWγWSWK=1.2×SGK+0.7×1.4×SQK+1.0×1.4×SWK可能2:无地震时,由永久荷载效应控制的组合,且:γG=1.35;ψQ=0.7/γL=1.0(根据GB50009第3.2.3条注3,水平风荷载不参与组合)(γG=1.35,γQ=1.4)永久荷载+楼面可变荷载S=γGSGK+γLψQγQSQK=1.35×SGK+0.7×1.4×SQK可能3:有地震时,即重力荷载与水平地震作用的组合(γG=1.2,γEh=1.3)重力荷载+水平地震作用S=γGSGE+γEhSEhk=1.2×SGE+1.3×SEhk可能4:有地震时,即重力荷载与水平地震作用及风荷载的组合(60米以上的高层建筑考虑,且ψW=0.2)(γG=1.2,γEh=1.3,γW=1.4)重力荷载+水平地震作用+风荷载S=γGSGE+γEhSEhk+ψWγWSWK=1.2×SGE+1.3×SEhk+0.2×1.4×SWK可能5:有地震时,即重力荷载与竖向地震作用的组合(9度抗震设计时考虑,大跨、水平长悬臂结构8、9度抗震设计时考虑)(γG=1.2,γEv=1.3)重力荷载+竖向地震作用S=γGSGE+γEvSEvk=1.2×SGE+1.3×SEvk可能6:有地震时,即重力荷载、水平地震作用与竖向地震作用的组合(9度抗震设计时考虑;大跨、水平长悬臂结构7度0.15g、8、9度抗震设计时考虑)(γG=1.2,γEh=1.3,γEv=0.5)重力荷载+水平地震作用+竖向地震作用S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvk可能7:有地震时,即重力荷载、水平地震作用、竖向地震作用及风荷载的组合(60米以上的高层建筑,9度抗震设计时考虑;大跨、水平长悬臂结构7度0.15g、8、9度抗震设计时考虑,且ψW=0.2)(γG=1.2,γEh=1.3,γEv=0.5,γW=1.4)重力荷载+水平地震+竖向地震+风载S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk+ψWγWSWK=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvk+0.2×1.4SWK可能6:新高规5.6.4(γG=1.2,γEh=1.3,γEv=0.5)重力荷载+水平地震作用+竖向地震作用S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvk可能6:新抗规5.4.1(γG=1.2,γEh=1.3,γEv=0.5)重力荷载+水平地震作用+竖向地震作用S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvkS=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk=1.2×SGE+0.5×SEhk +1.3×SEvk可能7:新抗规5.4.1重力荷载+水平地震+竖向地震+风载S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk+ψWγWSWK=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvk+0.2×1.4SWKS=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk+ψWγWSWK=1.2×SGE+0.5×SEhk +1.3×SEvk+0.2×1.4SWK可能7:新高规5.6.4重力荷载+水平地震+竖向地震+风载S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk+ψWγWSWK=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvk+0.2×1.4SWK特别的:水平长悬臂结构和大跨度结构,7度0.15g、8度、9度抗震设计时需要同时考虑下面组合!S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk+ψWγWSWK=1.2×SGE+0.5×SEhk +1.3×SEvk+0.2×1.4SWK注:(1)进行承载力计算时,各分项系数按上述说明取值;但当重力荷载效应对结构构件有利时,γG≤1.0。
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,由可变荷载效应控制的组合: G GK Q Q QK W W WK S S S S γψγψγ=++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; r G 、r Q 、r W —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。
S GK 、S Qk 、S Wk —永久荷载、楼面荷载和风荷载效应标准值。
②无地震时,由永久荷载效应控制的组合(根据《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001 [2]第3.2.3条注3,水平风荷载不参与组合。
但2006版规范中取消了此注,即水平风荷载参与组合,当风荷载效应不大时也可忽略之。
):?G GK Q Q QK S S S γψγ=+③有地震时,即重力荷载与水平地震作用的组合:G GE Eh Ehk S S S γγ=+式中 S —结构构件荷载效应与地震作用效应组合的设计值; r G 、r Eh —重力荷载、水平地震作用的分项系数; S GE 、S Eh —重力荷载代表值、水平地震作用标准值。
用于正常使用极限状态下的内力组合(标准组合)公式如下: GK Q QK W WK S S S S ψψ=++8.1控制截面及最不利内力类型8.1.1构件的控制截面框架梁的控制截面是支座截面和跨中截面。
在支座截面处,一般产生最大负弯矩(max M -)和最大剪力(m ax V )(水平荷载作用下还有正弯矩产生,故也要注意组合可能出现的正弯矩);跨间截面则是最大正弯矩(max M +)作用处(也要注意组合可能出现的负弯矩)。
因此,框架梁的最不利内力为:梁端截面:max M +、max M -、m ax V 梁跨间截面:max M +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,应根据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:/2M M Vb '=-/2V V qb '=-式中 M '—柱边缘处梁截面的弯矩标准值;V '—柱边缘处梁截面的剪力标准值;M —梁柱中线交点处的弯矩标准值;V —与M 相应的梁柱中线交点处的剪力标准值;b —柱截面高度;q —梁单位长度的均布荷载标准值。