毕业设计计算书

8、内力组合

8.1构件的截面

8.1.1构件的控制截面

各种荷载情况下的框架内力求得后，根据最不利的效应组合设计。 8.1.1.1框架梁

取左端支座截面，跨间截面，右端支座截面 8。.1.1.2框架柱

框架柱的柱顶截面，柱底截面为内力组合时的控制截面。

8.2.1构件的截面最不利内力

8.2.1梁： 梁端截面：-Mmax、+Mmax、Vmax

跨中截面：+Mmax ，Vmax

8.2.1柱： Mmax及相应的N、V

Nmax及相应的M、V Nmin 及相应的M、V

Vmax及相应的M、N（一般不起控制作用）

8.2构件的弯矩调幅

用进行组在竖向荷载作用下考虑梁端塑性变开内力重分布，对梁端负弯矩进行调幅。现浇框架调幅系数取0.8-0.9。本次设计取0.8。

8.3构件的内力组合

8.3.1 无地震作用效应组合

各组合项目按《建筑结构荷载规范（GB50009-2001）》进行计算，其中组合项目各荷载分项系数的取值详见内力组合表。无地震作用效应组合项目为：可变荷载效应控制、永久荷载效应控制。其公式如下： 《建筑结构荷载规范（GB50009-2001）》

3.2.4条 对于一般框架结构，基本组合可采用简化规则并应按下列组合值中

取最不利组合： 可变荷载效应控制：

S=γGSGK+γ

Q1SQ1K

nS=γGSGK+0.9?γ

i?1QiSQiK

永久荷载效应控制： S=γGSGK+ +?γ

i?1nQiψCiSQiK

本结构为框架结构，本次所采用的无地震作用效应组合公式为《建筑结构荷载规范（GB50009-2001）》中的3.2.4条公式，其中组合项目各荷载分项系

毕业设计计算书

数的取值详见内力组合表1-2。 8.3.1 有地震作用效应组合

本工程的抗震设防烈度为7度，H=19.7M，按《建筑抗震设计规范》（GB5001-2001）查得现浇钢筋混凝土框架结构的抗震等级为Ⅲ级。

应由规范5.1.6.2条可知本工程需进行多遇地震作用下的截面抗震验算，所以须对地震作用进行内力组合，其组合公式按5.4.1条：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：

S=γGSGE+γ

EHSEHK+γEVSEVK+γWψWSWK

本次设计根据规范可不进行竖向地震作用计算，所以γG=1.2，γEH=1.3，γW=0，其中组合项目各作用分项系数的取值详见内力组合表。

考虑地震作用进行组合时，应对框架根据“强柱弱梁”、“强剪弱弯”和“强节点弱构件”的调整原则，对柱端弯矩和梁柱端剪力进行调整，其各调整公式和分项系数取值详见内力组合表。 8.3.2组合考虑因素

8.3.2.1为了在内力组合时的各构件内力值进行统一，本次设计对各种情

况取值说明如下，且进行最不利的效应组合设计：

竖向荷载：恒载：采用手算迭代法计算的内力值进行组合计算；

竖向活荷载：取《清华大学结构力学求解器》1.5a

版求解的内力值进行组合计算；

水平荷载：全取《清华大学结构力学求解器》1.5a版求解的内

力值进行组合计算。

8.3.2.2 对梁的控制截面先按轴线处内力值进行组合，在进行截面计算

时，则采用下列公式计算控制截面的组合相应内力值:

M边组合=M-V*b/2 V边组合=V-q*b/2

8.3.2.3 对柱的控制截面，为简化起见，按轴线处内力值进行组合，这

样算得的钢筋用量比需要的钢筋用量略多一点，偏安全。

8.3.2.4 对表内组合值，梁、柱符号统一规定如下： 梁： M：下部受拉为正，反之为负；

V：绕杆顺转为正，反之为负； N：拉为正，反之为负。

柱： M：右部受拉为正，反之为负；

V：绕杆顺转为正，反之为负； N：拉为正，反之为负。

8.3.2.4 内力组合见表18-表23。

毕业设计计算书

9、截面设计与配筋计算

9.1设计依据

混凝土强度等级为C30， fc=14.3N/mm2 ft=1.43N/mm2 ftk=2.01N/mm2 钢筋强度：HRB400 fy=fy’=360N/mm2 fyk=400N/mm2 HRB335 fy=fy’=300N/mm2 fyk=400N/mm2 HRB235 fy=fy’=210N/mm2 fyk=235N/mm2

ξb=0.518

9.2框架柱截面设计

⑴剪跨比和轴压比验算

表中给出了框架柱各层的剪跨比和轴压比计算结果，其中剪跨比也可取Hn/（2h0）。表中的Mc、Vc和N都不应考虑承载力抗震调整。由表可见，各柱的

剪跨比和轴压比均满足要求。

柱的剪跨比和轴压比验算 表24 柱号 层次 A 柱 4 1 b /mm 600 600 H0 /mm 565 565 fc /mm M /KN.M cV /KN cN /KN M/Vch0 cN/fcbh 14.3 169.29 58.64 723.35 5.11>2 0.149<0.8 14.3 434.04 121.17 1949.09 6.34>2 0.227<0.8 ⑵截面尺寸复核

取h0=h-?s=600mm-35mm=565mm Vmax=102.99KN h0/b=565mm/600mm=0.94<4

0.25fc?cbh0=0.25*14.3N/mm2*600mm*565mm=1212KN>Vmax=102.99KN 满足要求

⑶柱正截面承载力计算

由于框架对称，本次只对框架柱A和B进行了内力组合，从组合结果表明，按B柱的截面的最不利内力设计明显比按A柱的截面的最不利内力设计安全（即为了简化计算，全柱按B柱设计内力值配筋）。

以第一层B轴柱为例，为简化计算，其余层设计同第一层。根据B柱内力组合表，将支座中心处的弯矩换算至支座边缘，并与柱端组合弯矩的调整值比较后，选出最不利组合，进行配筋计算。B轴的截面设计采用底层下柱截面为控制截面进行设计，并通长配筋。

“强柱弱梁”的调整：GB5001-2002 11.4.3《砼结构设计规范》规定对三级框架底层乘以系数1.15。

对B柱选取两组内力进行配筋计算。

第一组： M=9.01KN.M 第二组： M=347.23KN.M

N=2431.49KN N=1516.17KN

毕业设计计算书

底层“强柱弱梁”的调整后设计值(乘以系数1.15)：

第一组： M=10.36KN.M 第二组： M=399.31KN.M

N=2431.49KN N=1516.17KN 先选第一组内力计算：

第一组： M=10.36KN.M N=2431.49KN

在弯矩中没有由水平荷载产生的弯矩，柱的计算长度L0=1.0H=5.7m e0=M/N=10.36KN.M/2431.49*103=4.26mm ea取20mm和600mm/30=20mm中的大值。 ei=e0+ea=4.26mm+20mm=24.26mm

由于l0/h=5.7m/0.6=9.5>5，所以考虑η

0.5fcA0.5?14.3?6002??1.059?1.0，取1.0 ?1? 3N2431.49?10因为l0/h=5.7/0.6=9.5＜15，所以 ?2?1.0 η=

l1157002(0)2??2?1?()?1.0?1.0?1.50

1400ei/h0h1400?24.26/565600ηei=1.5*24.26mm=36.39<0.3h0=0.3*565=170mm e=ηei+h/2-as=36.39+600/2-35=301.39mm

按对称配筋考虑，计算Nb=1.00*14.3*600*0.518*565=2511KN N=2431.49KN

N

??N?2431.49/14.3?600?565?0.502??b

?1fcbh0Ne?a1fcbho2?(1?0.5?)＝[2431.49kN×301.39mm-1.0×14.3N/mm2×As?A's?f'y(ho?a's)600mm×5652mm2×0.512×(1-0.5×0.512)]/[ 360N/mm2×(565mm-35mm)]<0 按构造配筋:

三级抗震设防: 全部纵筋最小配筋率:0.6% 不少于212 间距不大于200mm

As?A's＝A×0.6%/2＝6002mm2×0.6%/2＝1080mm2 实配: 每侧325(As?A's＝1473mm2) 第二组：M=399.31KN.M N=1516.17KN