【正文】 計算豎向永久荷載作用下框架彎矩② 恒載作用下彎矩圖 （單位：）（3）恒載作用下梁的剪力以及柱的軸力計算。①梁端剪力由兩部分組成 A. 荷載引起的剪力，計算公式為：； 分別為均布荷載 B. 彎矩引起的剪力，計算原理是桿件彎矩平衡即 AB ②柱的軸力計算頂層柱頂軸力由節(jié)點剪力和節(jié)點集中力疊加得到，底層軸力為柱頂軸力加上柱的自重，其余軸力計算同頂層，但需要考慮該層上部柱的軸力的傳遞。；，層次荷載引起剪力彎矩b引起剪力總剪力柱軸力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=VBVB=VCVAVBN頂N頂6050403010362010注：N底=N頂+柱自重標(biāo)準(zhǔn)層柱自重 底層柱自重 （4）由柱軸力計算柱的剪力 式中： 分別為經(jīng)彎矩分配后柱的上下端彎矩，L為柱長度。層數(shù)邊柱AD中柱BCVV654321 恒載作用下的剪力圖 （單位：） 恒載作用下柱的軸力圖 （單位：N）2．活荷載作用下梁的內(nèi)力計算（1）對于第6層； （2）對于第1～5層； ① 利用彎矩二次分配法得到下面橫向框架的彎矩傳遞過程， 彎矩二次分配法計算豎向活荷載作用下框架彎矩② 活載作用下彎矩圖 （單位：）（3）恒載作用下梁的剪力以及柱的軸力計算。①梁端剪力由兩部分組成 A. 荷載引起的剪力，計算公式為：； 分別為均布荷載 B. 彎矩引起的剪力，計算原理是桿件彎矩平衡即 AB ②柱的軸力計算頂層柱頂軸力由節(jié)點剪力和節(jié)點集中力疊加得到，底層軸力為柱頂軸力加上柱的自重，其余軸力計算同頂層，但需要考慮該層上部柱的軸力的傳遞。；。層次荷載引起剪力彎矩b引起剪力總剪力柱軸力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=VBVB=VCVAVBN頂N頂605040302010注：N底=N頂+柱自重標(biāo)準(zhǔn)層柱自重 底層柱自重 （4）由柱軸力計算柱的剪力 式中： 分別為經(jīng)彎矩分配后柱的上下端彎矩，L為柱長度。層數(shù)邊柱AD中柱BCVV654321 活載作用下的剪力圖 （單位：V） 活載作用下柱的軸力圖 （單位：N）本設(shè)計中內(nèi)力組合的具體設(shè)計內(nèi)容，通過設(shè)計任務(wù)的調(diào)整，利用PKPM設(shè)計軟件完成。鋼筋混凝土房屋應(yīng)根據(jù)烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度采用不同的抗震等級。，設(shè)防烈度7度，根據(jù)《建筑抗震規(guī)范》（GB500112010）可知，抗震等級為三級。 框架梁內(nèi)力組合荷載組合時，為使框架結(jié)構(gòu)的水平構(gòu)件先于豎向構(gòu)件屈服，即強減弱彎，形成粱鉸破壞機制，同時避免粱支座處負(fù)筋擁擠現(xiàn)象，豎向荷載內(nèi)力。相應(yīng)的跨中彎矩也增大。本工程考慮了三種內(nèi)力組合，即：非抗震： +++(活+風(fēng))抗震： (恒＋)＋對于本工程來說，[(+)] 和[+(活+風(fēng))]這兩種內(nèi)力組合，與考慮地震作用的組合相比較小，對結(jié)構(gòu)設(shè)計不起控制作用，故不考慮。本工程在計算時，對豎向荷載作用下的梁支座彎矩沒有進行調(diào)幅。對于框架梁，一般只組合支座截面和以及跨中截面的。柱的最不利內(nèi)力有下列三種形式：①及相應(yīng)的N、V。②及相應(yīng)的、V。③及相應(yīng)的、V。選底層邊柱1和底層邊梁1進行電算組合結(jié)果如下：PKPM軟件進行計算以及內(nèi)力組合時考慮了活荷載的不利布置，對各種布置下的活載內(nèi)力計算形成內(nèi)力包絡(luò)圖如下圖所示。 剪力包絡(luò)圖（單位：） 彎矩包絡(luò)圖（單位：） 軸力包絡(luò)圖（單位：N）PKPM計算給出了每根梁的56種組合情況下彎矩、軸力、剪力數(shù)值大小，并從該56種組合中選取不同截面的控制組合對梁進行配筋。本節(jié)中選取部分和梁的控制組合結(jié)果摘錄如下：（底層邊梁）控制組合結(jié)果V = Vr= Asv/s= Asmin=360Umaxb= Umaxt= = ( B= , H= , L= Rc=35 )梁下部截面12345678910111213MAs(1)450384418447441433462433346359344327450As(2)450000000000000梁上部截面12345678910111213M0000As(1)954635401215590000142340595897As(2)954000000000000PKPM給出了梁、柱56種組合情況。從該56中組合中選取4種控制組合對柱的配筋及軸壓比驗算。在梁的配筋設(shè)計中則對梁選擇13個截面，分別選擇這些截面的上部和下部控制組合下的內(nèi)力對不同截面進行配筋。具體分析如下：以梁1為例（見附表2），從56種組合中選擇對梁13個截面的控制彎矩大小進行上下截面的配筋。另外選擇組合15和組合53，分別為梁左支座和梁右支座處剪力最大所對應(yīng)的組合用于梁箍筋的配置。 框架柱內(nèi)力組合框架柱的控制截面為柱上、下端截面。其中，框架柱控制截面最不利內(nèi)力組合一般有以下幾種：①︱M︱max及相應(yīng)的N和V；②Nmax及相應(yīng)的M和V；③Nmin及相應(yīng)的M和V；④︱V︱max及相應(yīng)的N。這四組內(nèi)力組合的前三組來計算柱在正截面受壓承載力，以確定縱向受力鋼筋數(shù)量，第四組用以計算斜截面受剪力以確定箍筋數(shù)量。PKPM計算給出了每根柱的56種組合情況下彎矩、軸力、剪力數(shù)值大小，并從該56種組合中得到4種控制組合用于柱配筋及驗算。另外，PKPM給出了底層4根柱的柱底標(biāo)準(zhǔn)組合用于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計，其中每根柱考慮26種組合。本節(jié)中選取部分柱控制組合及配筋結(jié)果摘錄如下（選取具代表性的兩根邊柱和兩根中柱，）： 柱1（底層邊柱）控制組合結(jié)果( B= , H= , Lx= , Ly= Rc=35 )柱頂柱低組合號彎矩軸力剪力彎矩軸力剪力1135153PKPM給出了梁、柱56種組合情況。從該56中組合中選取4種控制組合對柱的配筋及軸壓比驗算。在梁的配筋設(shè)計中則對梁選擇13個截面，分別選擇這些截面的上部和下部控制組合下的內(nèi)力對不同截面進行配筋。具體分析如下：以柱1為例，從56種組合中選擇的控制組合為以下四種：、。另外，組合56情況下 ，其柱頂彎矩較大而軸力最小，用于控制柱頂截面的受力主筋配置；組合51情況下，其剪力最大且軸力較大，用于控制柱箍筋的配置；組合53情況下，柱底軸力最大用于驗算軸壓比。從理論上，抗震設(shè)計中采用的材料強度設(shè)計值應(yīng)高于非抗震設(shè)計時的材料強度設(shè)計值。但實際上在抗震設(shè)計中仍采用非抗震設(shè)計時的材料強度設(shè)計值，而是通過引入承載力抗震調(diào)整系數(shù)來提高其承載力。，因柱的變形能力與梁接近，故其承載力抗震調(diào)整系數(shù)與梁相同。 承載力抗震調(diào)整系數(shù)受彎梁偏壓柱受剪軸壓比〈軸壓比〉考慮地震作用時，橫向框架梁的截面設(shè)計采用下面的表達(dá)式： 式中：—框架梁內(nèi)力組合設(shè)計值，包括組合的彎矩和剪力的設(shè)計值； —框架梁承載力設(shè)計值；—承載力抗震調(diào)整系數(shù)，由《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》。因此，框架梁截面設(shè)計時，組合表中與地震作用組合的內(nèi)力均應(yīng)乘以后，進行框架梁截面配筋。為了避免框架柱腳過早屈服，一、二、三級框架的梁柱節(jié)點處，柱端組合彎矩設(shè)計值應(yīng)符合下式要求： 式中：——節(jié)點上下柱端截面彎矩設(shè)計值之和，上下柱端的彎矩設(shè)計值可按彈性分析分配；——節(jié)點左右梁端截面組合的彎矩設(shè)計值之和；——柱端彎矩增大系數(shù)，。抗震設(shè)計時，三級框架柱的柱端部的剪力設(shè)計值應(yīng)按下式調(diào)整： 式中：V——為柱端截面組合的剪力設(shè)計值；——為柱的靜高；——分別為柱的上下端順時針或反時針方向截面組合的彎矩設(shè)計值，應(yīng)符合上述柱端彎矩設(shè)計值調(diào)整的要求； ——為柱端剪力增大系數(shù)，。 框架截面設(shè)計以第一層AB框架梁的計算為例,說明計算方法和步驟。梁的最不利內(nèi)力經(jīng)以上計算可知，梁的最不利內(nèi)力如下：支座處彎矩：跨間：調(diào)整后剪力：V=梁的正截面受彎承載力計算抗震設(shè)計中，對于樓面現(xiàn)澆的框架結(jié)構(gòu)，梁支座負(fù)彎矩按矩形截面計算縱筋數(shù)量，跨中正彎矩按T形截面計算縱筋數(shù)量，跨中截面的計算彎矩，應(yīng)取該跨的跨間最大彎矩或支座彎矩與1/2簡支梁彎矩之中的較大者，依據(jù)上述理論，得：1)考慮跨間最大彎矩處按T形截面設(shè)計，翼緣計算寬度按跨度考慮，取===2200mm；按梁間距考慮時, =b＋Sn=300＋6600=6900mm；按翼緣厚度考慮時，h0=60030=570mm, /h0=100/570=＞,此種情況不起控制作用,故取: =2200mm。梁采用混凝土強度等級為C35,，梁內(nèi)縱向鋼筋選Ⅲ級熱軋鋼筋（==360N/mm2） 因為： （）=2200100（570）=m＞m屬第一類T形截面。下部跨間截面按單筋T形截面計算：====1=實配鋼筋416，=804 mm2==max= ％，滿足要求。梁端截面受壓區(qū)相對高度： ==＜=滿足抗震設(shè)計要求。2)考慮兩支座處由《抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計》（2）提高梁延性的措施知，在計算粱端該截面受壓區(qū)高度時，由于受壓鋼筋在梁鉸形成時呈現(xiàn)不同程度的壓曲失效，一般可按受壓鋼筋面積的60%且不大于同截面受拉鋼筋的30%考慮。將下部跨間截面的416鋼筋伸入支座，作為支座負(fù)彎矩作用下的受壓鋼筋，再計算相應(yīng)的受拉鋼筋，即：支座A上部：== 由說明有富余，且達(dá)不到屈服，可近==實配鋼筋：218+220，=1137mm2支座Bl上部： ==實配鋼筋：218+220，=1137mm2==max= ％，滿足要求。/=＞，滿足梁的抗震構(gòu)造要求。梁斜截面受剪承載力計算 1)驗算截面尺寸==570mm/b=570/300=＜4，屬于厚腹梁；=300570=＞可知，截面符合條件。2)箍筋選擇及梁斜截面受剪承載力計算梁端加密區(qū)箍筋根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB500112010），跨中非加密區(qū)箍筋選用雙肢箍筋8@200,加密區(qū)箍筋選用雙肢8@100，=600=，箍筋采用Ⅰ級HPB300熱軋鋼筋，＝270N/mm滿足構(gòu)造要求。： 梁配筋圖柱截面尺寸驗算根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB500112010），對于三級抗震等級，剪跨比宜大于2，軸壓比小于0. 9，在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為了體現(xiàn)“強柱弱梁”的原則，《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》，一、二、三級框架的梁柱節(jié)點處，柱端組合的彎矩設(shè)計值應(yīng)符合下式要求： 式中 —節(jié)點上下柱端截面順時針或逆時針方向組合的彎矩設(shè)計值之和，上下柱端的彎矩設(shè)計值，可按彈性分析分配； —節(jié)點左右梁端截面逆時針或順時針方向組合的彎矩設(shè)計值之和； —柱端彎矩增大系數(shù)，。除排架結(jié)構(gòu)柱外，其他偏心受壓構(gòu)件考慮軸向壓力在撓曲桿件中產(chǎn)生的二階效應(yīng)后控制截面的彎矩