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毕业设计 1 2 3 层次 Fi (kN) Vi (kN) ∑D(N/mm) Δui (mm) ui (mm) Δui/hi 由上表可见，风荷载作用下框架的最大层间位移角为1/3903，远小于1/550，满足规范要求。 (3)、风荷载作用下框架结构内力计算
计算方法与水平地震作用下的相同，计算过程见表9.5~9.6。内力图见图9.6~9.8。
层次 3 2 1 hi (m) Vi (kN) ∑Dij (N/mm) 表9.5 风荷载作用下各层框架柱柱端弯矩及剪力计算 边柱 Di1 Vi1 中柱 K y uMib1 Mi1 Di2 Vi2 K y Mib2 Miu2
图9.6 左风框架弯矩图(kN·m) 图9.7 左风框架弯矩图(支座边缘处,kN·m)
表9.6 风荷载作用下梁端弯矩、剪力及柱轴力计算 层次 3 2 1
边梁 lMb 走道梁 l Vb lMb 柱轴力 l Vb 边柱N 中柱N Mbr Mbr 图9.8 左风作用下框架剪力图(左)及柱轴力图(右)(kN)
十、内力组合
框架梁、柱的内力组合包括用于承载能力极限状态计算的荷载效应基本组合、考虑地震作用效应和其他荷载效应的偶然组合以及用于正常使用极限状态的荷载标准组合及准永久组合。本工程的框架为三级抗震。 1、 框架梁内力组合
考虑四种内力组合，即1.2SGk?1.4SQk,1.2SGk?0.9?1.4(SQk?Swk)，
1.35SGk?1.0SQk及1.2SGE?1.3SEk。此外，对于本工程，1.2SGk?1.4Swk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。各层的内力组合结果(基本组合)见表10.1，表中SGk、SQk两列中的梁端弯矩为经过调幅后的弯矩；各层的内力组合结果(标准组合)见表10.2。除有特殊说明外，表中数据均为支座截面边缘处的内力。
以下为求地震参与组合时框架梁按简支梁在外荷载作用下的剪力VGb及梁跨中最大弯矩Mmax，外荷载取1.2倍的重力荷载代表值。 AB跨梁：
计算简图如图10.1：
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图10.1 AB跨梁计算简图
1~3及5层楼面， BC跨梁：
计算简图如图10.2：
图10.2 BC跨梁计算简图
1~3及5层楼面，
地震参与组合时，AB梁跨中最大正弯矩Mmax求解如下。 一层：左震 右震
地震参与组合时，BC梁跨中最大正弯矩Mmax求解如下：
一层：
以下为求风荷载参与组合时框架梁跨中最大弯矩Mmax，外荷载取1.2 SGk+1.26 SQk。计算简图如图10.1及图10.2。 AB跨梁：一层：左风 右风 BC梁跨：一层
框架梁内力的标准组合及准永久组合见表10.2。
表10.2 框架梁内力组合表(标准组合、轴线处) 截面楼层 内力 位置 A B左 一层 B右 跨间 M V M V M V MAB MBC SGk SQk Swk SGk+SQk+0.6Swk → ← SGk+0.7SQk+Swk 准永久组合 → ← SGk+0.5SQk 注:表中MAB、MBC分别为AB跨与BC跨的跨间最大正弯矩。M以下部受拉为正,V以使另一端产生顺时针转动为正。Swk为在左风作用下的内力。
2、 框架柱内力组合
取每层柱顶和柱底两个控制截面，组合结果(基本组合和标准组合)及柱端弯矩设计值的调整见表10.3~10.10。
表10.9 横向框架A柱弯矩和轴力组合(标准组合) 楼层 截面位内力 置 柱顶 1 柱底 M N M N SGk SQk Swk SGk+SQk+0.6Swk → ← SGk+0.7SQk+Swk → ← SGk+0.5SQk 第 18 页
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注:表中M以左侧受拉为正,单位为kN·m,N以受压为正,单位为kN。Swk、SEk两列分别为在左风及左地震作用下的内力。
表10.10 横向框架B柱弯矩和轴力组合(标准组合) 楼层 截面位内力 置 柱顶 1 柱底 M N M N SGk SQk Swk SGk+SQk+0.6Swk → ← SGk+0.7SQk+Swk → ← SGk+0.5SQk 注:表中M以左侧受拉为正,单位为kN·m,N以受压为正,单位为kN。Swk、SEk两列分别为在左风及左地震作用下的内力。
十一、框架梁、柱截面设计
在“强剪弱弯”、“强柱弱梁”概念设计所进行的内力调整，仅在偶然组合中进行。 1、设计表达式
在非地震荷载效应组合下的一般设计表达式： ?0S?R
在地震荷载效应组合下的一般设计表达式： ?0SE?RE?R?RE
对于安全等级为二级的建筑物，取结构重要性系数γ0＝1.0。 2、框架梁配筋计算 (1)、正截面配筋计算 a 设计表达式
二级建筑物在非地震荷载效应组合下的一般设计表达式： S?R
在地震荷载效应组合下的一般设计表达式： SE?RE?R?RE
在以上表达式中，S为不考虑地震作用的荷载效应组合，R为不考虑地震作用的结构抗力；SE为考虑地震作用的荷载效应组合，RE为考虑地震作用的结构抗力；γRE为承载力抗震调整系数，按《建筑抗震设计规范》取用。γRE≤1.0。 为简化配筋计算，将式SE≤R/γRE改为γRESE≤R，然后根据S和γRESE中的较不利者进行配筋计算。
b 控制截面及内力
在进行配筋计算时，选框架梁两端支座截面和跨中截面作为控制截面。在支座截面，取弯矩最小值（负弯矩绝对值最大）作为配置支座抵抗负弯矩的纵向受力钢筋的依据。而且应取结点边缘的弯矩值进行配筋计算： Mb＝M－Vhc/2
其中，M为框架柱轴线处的弯矩设计值，V为框架柱轴线处的剪力设计值，hc为框架柱的截面高度。在跨中截面，取弯矩最大值作为配置跨中纵向受力钢筋的依据。 c 配筋计算
在上面的内力计算中，已经将轴线处的内力调整到支座截面边缘；在内力组合步骤中，已进行“强剪弱弯”、“强柱弱梁”的调整。以第一层梁为例。 AB跨： BC跨：
其余梁的正截面配筋计算过程及结果见表11.1。
表11.1 框架梁正截面配筋计算
层次 1 截面 支座 A M(kN·m) ξ A's(mm2) As(mm2) 实配钢筋As(mm2) A's/As ρ(%) 第 19 页
毕业设计 Bl AB跨间 支座Br BC跨间 (2)、斜截面配筋计算 a 设计表达式
二级建筑物在非地震荷载效应组合下的一般设计表达式： S?R
在地震荷载效应组合下的一般设计表达式： SE?RE?R??RE
S为不考虑地震作用的荷载效应组合，R为不考虑地震作用的结构抗力；SE为考虑地震作用的荷载效应组合，RE为考虑地震作用的结构抗力；R?为抗震受剪承载力；γRE为承载力抗震调整系数。
SE(Vb)根据抗震等级按《混凝土结构设计规范》11.3.2重新计算，以体现强剪弱弯，在剪力设计值确定中，考虑梁端弯矩增大：
《混凝土结构设计规范》11.3.4确定，考虑受剪承载力在低周反复荷载下的降低，R?根据
将混凝土的抗剪强度降低0.7×60%=0.42：
lSE(Vb)?1.1(Mb?Mbr)ln?VGb
R?(Vu)?0.42ftbh0?1.25fyvAsvh0s
由于抗震和非抗震受剪承载力计算公式不同，按抗震和非抗震分别计算受剪承载力。
b 控制截面及内力
在进行配筋计算时，选框架梁两端支座截面作为控制截面。在支座截面，应取结点边缘的剪力设计值进行配筋计算： Vb=V－qhc/2
其中，V为框架柱轴线处的剪力设计值，q为框架梁上的均布荷载设计值，hc为框架柱的截面高度。
c 截面尺寸验算
在非地震荷载效应组合下，应满足下式要求： Vb≤0.25fcbh0
在地震荷载效应组合下，应满足下式要求： γRE VbE≤0.2fcbh0 d 配筋计算
为方便施工，框架梁只配置箍筋而不配置弯起钢筋。以第一层为例。 AB跨 BC跨
其余梁的斜截面配筋计算过程及结果见表11.2。
表11.2 框架梁斜截面配筋计算 0.2βcfcbh0 (抗震) A/s 荷载 V或γREV 0.25βcfcbh0 Asv/s sv层次 截面 梁端加密区(Asv/s) 非加密区Asv/s(ρsv%) 较大值 情况 (kN) (非抗震) (kN) 地震 A、Bl 非地震 1 地震 Br 非地震 第