荷载效应组合-最不利内力
荷载与可靠度之内力组合
4. 内力组合要点
（1）每种内力组合以一种内力称为目标来决定其他 荷载的取舍。
（2）无论结果如何，每次组合必须包括恒荷载
Nmin，应使 M 绝对值尽可能的 （3）组合轴力 N max ， 大，即对不产生轴力但产生弯矩的风荷载项也组合
（4）风载有左风、右风两种可能，每次组合仅取其一
（5）对吊车荷载，应注意几点 （a）吊车荷载 Dmax 在A柱与 Dmax 在柱B不可能同时出 现，每次组合仅取其一； （b）由于吊车横向水平荷载 不可能脱离其竖向荷载单 Dmax 同时出现在柱上 独存在，即 Tmax 作用在柱上时，
(4)大偏心受压时(AB)，M相同，N越小， 越大
一般考虑以下四种最不利内力组合即可满足设计要求： ① + M max 及相应的 N 和 V ；
② - M max 及相应的 N 和 V ；
③ N max及相应的 M 和 V ；
④ N min 及相应的 M 和 V合并为一种：
单阶柱因偏心荷载缘故，造成该截面弯矩图突变， 形成两个控制截面，上柱Ⅰ-Ⅰ和下柱Ⅱ-Ⅱ控制截面； 基顶截面Ⅲ-Ⅲ也是下柱的控制截面
2. 最不利内力组合（不同种类内力组合）
(1)大偏心受压时(AB)，N相同，M越大， 越大 (2)小偏心受压时(BC)，N相同，M越大， 越大 (3)小偏心受压时(BC)，M相同，N越大， 越大
S G SGK Q1SQ1K
2）：恒载+0.9（任意两种或两种以上“活载”）
S G SGK 0.9 Qi SQiK
i 1 n
（2）、由永久荷载效应控制的组合：
S 1.35SGK Qici SQiK
i 1 n
ci 0.6 风荷载时：
边坡工程设计采用的荷载效应最不利组合应符合规定
边坡工程设计采用的荷载效应最不利组合应符合规定
【学员问题】边坡工程设计采用的荷载效应最不利组合应符合规定？
【解答】1、按地基承载力确定支护结构立柱（肋柱或桩）和挡墙的基础底面积及其埋深时，荷载效应组合应采用正常使用极限状态的标准组合，相应的抗力应采用地基承载力特征值；
2、边坡与支护结构的稳定性和锚杆锚固体与地层的锚固长度计算时，荷载效应组合应采用承载能力极限状态的基本组合，但其荷载分项系数均取 1.0，组合系数按现行国家标准的规定采用；
3、在确定锚杆、支护结构立柱、挡板、挡墙截面尺寸、内力及配筋时，荷载效应组合应采用承载能力极限状态的基本组合，并采用现行国家标准规定的荷载分项系数和组合值系数；支护结构的重要性系数r0，按有关规范的规定采用，对安全等级为一级的边坡取1.1，二、三级边坡取1.0：
4、计算锚杆变形和支护结构水平位移与垂直位移时，荷载效应组合应采用正常使用极限状态的准永久组合，不计入风荷载和地震作用；
5、在支护结构抗裂计算时，荷载效应组合应采用正常使用极限状态的标准组合，并考虑长期作用影响；
6、抗震设计的荷载组合和临时性边坡的荷载组合应按现行有关标准执行。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。
6.4-7节框架梁的最不利内力确定 山东建筑大学混凝土结构课件
6.4框架梁的最不利内力确定对于框架结构的梁，根据前面介绍的分层法或D值法，可以分别计算出每一种荷载作用下的各梁的各控制截面上的内力（M，V）。
这些荷载具体包括恒载（自重）、楼面竖向均布活荷载、风荷载、雪荷载等。
一进而根据前述方法可以得到对应于每种荷载的截面配筋方案（包括抗弯纵筋和抗剪箍筋）。
但考虑到多种荷载显然不会都同时出现，需要考虑各荷载效应的合理组合问题，进而确定各控制截面的最终配筋方案。
6.4.1荷载效应的合理组合及截面最终配筋方案荷载效应组合需要考虑各种可能同时出现的荷载组合的最不利情况，但不能对所有参与组合的活荷载都取使用期间的最大值，因为几种活荷载都同时达到最大值的可能性不大。
这时可以对其中的主导活荷载取标准值，对其它活荷载取小于其标准值的代表值，叠加起来得到组合值。
荷载效应控制的两组组合中取最不利值确定：（1）对由可变荷载效应控制的组合New!!!具体来说：内力效应S1应从由可变荷载效应控制的和由永久（2）对由永久荷载效应控制的组合（6－59）这种组合是进行结构安全性计算时要用到的基本形式，因此称为“基本组合”。
各符号的含义：γGi —第i 个永久作用的分项系数当永久荷载效应对结构不利时，对由可变荷载效应控制的组合γG = 1.2； 由永久荷载效应控制的组合γG = 1.35。
当永久荷载效应对结构有利时， 取γG ≤ 1.0；Q 1—第1个可变作用（主导可变作用）的分项系数； γQ 1、γQi 一般取1.4；γQi — 其余可变荷载的分项系数；γp —预应力作用的分项系数；γL 1、γLj —第1个和第j 个关于结构设计使用年限的荷载SGik—第i个永久荷载标准值的效应；S p —预应力作用有关代表值的效应；S Q1k —最大的一个可变荷载的标准值；SQ1k、SQ ik—其余可变荷载的标准值；。
高层建筑结构设计_苏原_第4章习题
第四章4.1 承载力验算和水平位移限制为什么是不同的极限状态？这两种验算在荷载效应组合时有什么不同？答：(1)高层建筑结构设计应保证结构在可能同时出现的各种外荷载作用下，各个构件及其连接均有足够的承载力。
我国《建筑结构设计统一标准》规定构件按极限状态设计，承载力极限状态要求采用由荷载效应组合得到的构件最不利内力进行构件截面承载力验算。
水平位移限制是正常使用极限状态，主要原因有：要防止主体结构开裂、损坏；防止填充墙及装修开裂、损坏；过大的侧向变形会使人有不舒适感，影响正常使用；过大的侧移会使结构产生附加内力（P-Δ效应）。
(2)承载力验算是极限状态验算，在内力组合时，根据荷载性质的不同，荷载效应要乘以各自的分项系数和组合系数。
对于水平位移限制验算，要选择不同方向的水平荷载（荷载大小也可能不同）分别进行内力分析，然后按不同工况分别组合。
4.2 为什么高而柔的结构要进行舒适度验算？答：因为高而柔的结构抗侧刚度较小，在风荷载作用下会产生较大的侧向加速度，使人感觉不舒适，因此要进行舒适度验算，按重现期为10年的风荷载计算结构顶点加速度，或由风洞试验确定顺风向与横风向结构顶点最大加速度，使其满足规范要求。
4.3 P-△效应计算与结构总体稳定的含义有何不同？答：P-△效应是指在水平荷载作用下，出现侧移后，重力荷载会产生附加弯矩，附加弯矩又增大侧移，这是一种二阶效应。
在高层建筑结构设计中，一般所说的考虑P-△效应即是进行结构的整体稳定验算，但结构的整体稳定验算还包括结构仅在重力作用下，出现的丧失稳定问题，不过这种情况出现的很少。
4.4 延性和延性比是什么？为什么抗震结构要具有延性？答：(1)延性是指构件和结构屈服后，具有承载能力不降低或基本不降低、且有足够塑性变形能力的一种性能，一般用延性比表示延性，即塑性变形能力的大小。
(2)当结构设计成延性结构时，由于塑性变形可以耗散地震能量，结构变形虽然会加大，但结构承受的地震作用（惯性力）不会很快上升，内力也不会再加大，因此具有延性的结构可降低对结构承载力的要求，也可以说，延性结构是用它的变形能力（而不是承载力）抵抗罕遇地震作用；反之，如果结构的延性不好，则必须有足够大的承载力抵抗地震，则必须有足够大的承载力抵抗地震。
4 设计要求及荷载效应组合
版权说明：本课件仅供用于非赢利教育目的第4章设计要求及荷载效应组合PPT: soilfoundation@ (password:foundation)周葆春土木工程学院Email：zhoubcxynu@14.1 承载力验算4.2 侧移限制4.3 舒适度要求4.4 稳定和抗倾覆4.5 抗震结构延性要求和抗震等级4.6 荷载效应组合及最不利内力24.1 承载力验算持久状况：在结构使用过程中一定出现，其持续期很长的状况。
持续期一般与设计使用年限为同一数量级；短暂状况：在结构施工和使用过程中出现概率较大，而与设计使用年限相比，持续期很短的状况，如施工和维修等；3理论上讲，由于反复荷载作用下承载力的降低，对于同一构件，地震作用下的承载力应低于无地震作用下的承载力。
但考虑到地震是一种偶然作用，作用时间短，通过引入承载力抗震调整来提高其承载力。
系数γRE此外，对轴压比小于0.15的偏心受压柱，因柱的变形能力与梁相近，故其承载力抗震调整系数与梁相同。
44.2 水平位移限制4.2.1 弹性位移验算高层建筑层数多、高度大，应对其层间位移加以控制。
这个控制实际上是对构件截面大小、刚度大小控制的一个相对指标。
目的是为了保证高层结构在多遇地震作用下基本处于弹性受力状态，以及填充墙、隔墙和幕墙等非结构构件基本完好。
考虑到层间位移控制是一个宏观的侧向刚度指标，为便于应用，可采用层间最大位移与层高之比△u/h，即层间位移角θ作为控制指标。
5674.2.2 弹塑性位移限值和验算震害表明，如果存在薄弱层，结构薄弱部位将产生较大的弹塑性变形，导致结构构件严重破坏甚至引起房屋倒塌。
8910楼层屈服强度系数ξy 按下式计算：ξy =Ｖy /V eV y ：按构件实际配筋和材料强度标准值计算的楼层受剪承载力；V e ：按罕遇地震作用计算的楼层弹性地震剪力。
1112131415静力弹塑性分析（Push-over Analysis）方法也称为推覆法，是一种介于弹性分析和动力弹塑性分析之间的方法。
第四章设计要求及荷载效应组合共59页文档
4.4 稳定和抗倾覆
4.4.2 高层钢结构的稳定验算
大部分钢结构计算需要考虑P-△效应。
《高钢规》5.2.10条 高层建筑钢结构同时符合下列条件
时，可不验算结构的整体稳定。
一、结构各层柱子平均长细比和平均轴压比满足下式要
求：
Nm m 1 N pm 80
式中，λm—楼层柱的平均长细比； Nm—楼层柱的平均轴压力设计值； Npm—楼层柱的平均全塑性轴压力；
钢结构
除框架结构外的转 换层
各种结构类型
1/120 1/50
4.2 侧移限制
4.2.2 防止倒塌层间位移限制
对框架结构，当轴压比小于0.40时，可提高10%；当柱子全 高的箍筋构造采用比本规程中框架柱最小配箍特征值大30% 时，可提高20%，但累计提高不宜超过25%。
4.3 舒适度要求
高度不小于150m的高层建筑结构应具有良好的使用条 件，满足舒适度要求。按现行国家标准《建筑结构荷载规 范》规定的10年一遇的风荷载取值计算的顺风向与横风向 结构顶点最大加速度不应超过表4-4的值。必要时，可通过 专门风洞试验结果计算确定顺风向与横风向结构顶点最大 加速度 a m a x。
Npm fyAm
fy—钢材屈服强度； Am—柱截面面积的平均值。
4.4 稳定和抗倾覆
4.4.2 高层钢结构的稳定验算
二、结构按一阶线性弹性计算所得的各楼层相对侧移值， 满足下列公式要求：
u 0.12 Fh
h
Fv
式中，Δu—按一阶线性弹性计算所得的质心处层间侧移； h—楼层层高； ∑Fh—计算楼层以上全部水平作用之和； ∑Fv—计算楼层以上全部竖向作用之和；
式中，E J d 为结构一个主轴方向的弹性等效侧向刚度，可按倒 三角形分布荷载作用下结构顶点位移相等的原则，将结构的侧
(整理)荷载效应及地震作用效应组合仅供参考
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。
7荷载效应组合及设计要求(点讲)
上表给出了多层以及高层建筑需要考虑的各种组合情况及相应的系数取值。 注意：内力组合计算，各分项系数用表中的值，位移效应组合，各分项系数取为1.0 高层建筑：2、3、4项是基本组合情况，5、6、7中考虑了竖向地震作用，只有在9度设防区才需要考虑。在6度设防区 ，除了IV类场地以外，可以不进行抗震计算，此时不需要与地震作用效应组合，即1、2项。 当选定可能出现的几种可能的组合情况后，要选最不利的S值作为构件设计值。
框架梁塑性调幅
注意：塑性调幅主要是在竖向荷载下的内力调整，故要在组合前进行调幅，然后再和水平荷载作用下 的内力进行组合。
四、水平荷载作用方向 风荷载和地震作用可能沿任意方向。第二章第3节中指出一般只考虑作用在主轴方向，但可以是正 方向，也可以是负方向。
二、侧移变形限制 结构的刚度要求用限制侧向变形的形式表达，即： Δ/H≤[Δ/H]； δ/h≤[δ/h]
其中： Δ、δ——结构的顶点水平位移及层间变形； H、h——结构总高度及层高。 上面公式均是在使用状态下的设计要求，因此， Δ、δ都是荷载标准值 产生的位移组合效应，即组合时取分项系数为1.0，上述公式右端为限 制值。 限制结构水平变形主要原因有： 1．过大的侧向变形会使人不舒服，影响正常使用； 2．过大的侧向变形，特别是过大的层间变形会使填充墙以及一些建筑 整修出现裂缝或损坏，同时也会使电梯轨道变形或玻璃破损； 3．过大的侧向变形会使主体结构出现裂缝甚至破损。限制结构裂缝宽 度就要限制结构的侧向变形及层间变形； 4．过大的侧向变形会使结构产生附加内力，严重时会加速倒塌。这是 因为侧移后，建筑物上的垂直荷载会造成附加弯矩。侧移越大，附加 弯矩就越大。 上述各种因素对不同的结构体系，不同材料的结构的作用不尽相同。 下表给出高层建筑结构设计规程上规定的限制值，它是通过总结过去 的设计经验及综合各种要求得到的。
荷载效应及地震作用效应组合（仅供参考）[修订]
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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(max 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 -、max V梁跨间截面：maxM +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。
荷载效应组合与设计要求
位移限值
➢ 地震作用下的位移限值略宽松
H
5
三、舒适度要求
在风荷载作用下，高度超过l50m的高层建筑，应满足人使用的舒适度要求。 此时，按照重现期为10年的风荷载计算结构顶点加速度，或由风洞试验确定 顺风向与横风向结构顶点最大加速度，αmax应满足下列要求：
住宅、公寓 αmax不大于0.15m／s2
2 ⑧仅60m以上的高层结构考虑；
3 ⑨仅60m以上的9度抗震结构和60m以上8、9度时H的长悬臂结构考虑。
3
二、侧移限制
（△u／h）max≤［△u／h］ 式中，△u为荷载效应组合所得结构楼层层间位移，
h为该层层高， △ u／h为层间转角。应取各楼层中 最大的层间转角，即（△u／h）max验算是否满足要 求。右端是限制值
H
20
六、荷载效应组合及最不利内力
2、控制截面及最不利内力类型
柱子是偏压构件，可能出现大偏压破坏，也可能 出现小偏压破坏。大偏压情况下，弯矩越大越不 利；小偏压情况下，弯矩越小越不利。所以，对 柱子要组合几种不利内力，从中判断出最不利内 力作为配筋的依据。有时要用试算才能找出最大 配筋。
由于柱子一般为对称配筋，因此组合时只需找出 绝对值最大的弯矩。
办公、旅馆 αmax不大于0.25m／s2
H
6
四、稳定和抗倾覆
高层建筑在重力荷载下一般都不会出现整体
丧失稳定的问题。但是在水平荷载作用下，出现
侧移后，重力荷载会产生附加弯矩，附加弯矩又
增大侧移，这是一种二阶效应，也称为“P－△效
应”，它不仅会增加构件内力，严重时还会使结
构位移逐渐加大而倒塌。因此，高层建筑结构计
H
21
六、荷载效应组合及最不利内力
建筑结构第十章 第三节 多层框架内力组合
第三节 多层框架内力组合
一、控制截面的确定
框架柱： 取各层柱的上下端截面
作为控制截面
框架梁：
取梁两端和跨间取最大正弯 矩为控制截面
第十章 多层框架结构
第三节 多层框架内力组合
二、荷载效应组合 多层框架结构荷载效应的基本组合，对所有可变
荷载乘以一个确定的荷载组合系数
n
S 0 ( GCGGK QiCQiQiK ) i 1
0.9
多层框架非地震作用组合考虑以下几种情况
1.2×恒＋1.4×风 1.2×恒＋1.4×活 1.2×恒＋1.4×0.9（活+风） 1.35×恒＋1.4×0.7活
第十章 多层框架结构
第三节 多层框架内力组合
三、最不利内力组合
多层框架结构在不考虑地震作用时，梁柱的最 不利内力组合：
1、梁端截面： M max、Vmax
M0
2、梁跨中截面 M max
3、柱端截面 M 及相应的 N的
ax
M、V
N max及相应的M、V
第十章 多层框架结构
第三节 多层框架内力组合
四、竖向活荷载最不利布置的影响 考虑活荷载最不利布置影响的方法有 分跨计算组合法 最不利荷载位置法 分层组合法
满布荷载法 多高层框架结构内力分析中满布荷载法
对跨中弯矩应乘以1.1～1.2的系数予以增大
第十章 多层框架结构
第三节 多层框架内力组合
五、梁端弯矩调幅 在进行框架结构设计时考虑到梁的合理破坏形式
和施工等原因。人为地减小梁端负弯矩，以减少节
点附近梁上部钢筋
M A M A0
M B M B0
β=0.7～0.8
MA MB 2
MC0
第六章荷载组合及最不利内力确定
第六章 荷载组合及最不利内力确定6.1 基本组合公式6.1.1框架梁内力组合公式(1)梁端负弯矩组合： ①1.350.7 1.4GK QK M M +⨯②1.2 1.0 1.40.6 1.4GK QK WK M M M +⨯+⨯ ③1.20.7 1.4 1.0 1.4GK QK WK M M M +⨯+⨯ ④1.2 1.3GE EhK M M + (2)梁端正弯矩组合公式： ⑤1.0 1.0 1.4GK WK M M +⨯⑥1.0 1.3GE EhK M M +(3)梁跨中正弯矩组合公式： ⑦1.350.7 1.4GK QK M M +⨯⑧1.2 1.0 1.40.6 1.4GK QK WK M M M +⨯+⨯ ⑨1.20.7 1.4 1.0 1.4GK QK WK M M M +⨯+⨯ ⑩1.2 1.3GE EhK M M + (4)梁端剪力组合公式： 11) 1.350.7 1.4GK QK V V +⨯12) 1.2 1.0 1.40.6 1.4GK QK WK V V V +⨯+⨯ 13) 1.20.7 1.4 1.0 1.4GK QK WK V V V +⨯+⨯ 14) 1.2 1.3GE EhK V V +6.1.2框架柱内力组合公式(1)框架柱max M 组合公式： ①1.2 1.0 1.40.6 1.4GK QK WK M M M +⨯+⨯ ②1.20.7 1.4 1.0 1.4GK QK WK M M M +⨯+⨯ ③1.2 1.3GE EhK M M +(2)框架柱max N 组合公式： ④1.350.7 1.4GK QK N N +⨯⑤1.2 1.0 1.40.6 1.4GK QK WK N N N +⨯+⨯ ⑥1.20.7 1.4 1.0 1.4GK QK WK N N N +⨯+⨯ ⑦1.2 1.3GE EhK N N + (3)框架柱min N 组合公式： ⑧1.0 1.0 1.4GK WK N N +⨯⑨1.0 1.3GE EhK N N +6.2 梁的内力组合6.2.1梁端弯矩的调幅说明：考虑抗震需要，梁端应该先于柱端出现塑性绞，故对于竖向荷载下的梁端负弯矩进行调幅，调幅系数为0.8，并相应地增大跨中弯矩。
建筑结构荷载计算_2
弹塑性层间位移角限值
材料
结构类型 限值
钢筋混凝 土结构
框架
1/50
框架- 剪力墙 1/100
框架- 核心筒
剪力墙
1/120
筒中筒
框支层
1/120
钢结构
各种类型结构 1/50
耗能能力
滞回曲线的形状、面积 耗能能力大、小，难以量化
•采用弹性方法进行计算；
•也可采用对未考虑重力二阶效 应的计算结果乘以增大系数的方 法近似考虑
4.4.1 高层钢筋混凝土结构的稳定验算
结构位移增大系数： 框架结构
剪力墙结构、框架-剪力墙结构、 筒体结构
4.4.1 高层钢筋混凝土结构的稳定验算
高层建筑结构的稳定应符合下列规定： •剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结 构应符合下式要求：
➢ 罕遇地震作用下，主体结构遭受破 坏或严重破坏但不倒塌。
4.2 侧移限制（弹性层间位移角限值）
多遇地震（及风荷载下），
目的：防止风、小震作用下非结 构构件破坏：
•防止主体结构开裂、损坏； •防止填充墙及装修开裂、破坏； •过大的侧向变形会使人有不舒适感，影响正常使用； •过大的侧移会使结构产生附加内力（P-△效应）。
有地震作用效应组合时
SE ：有地震作用效应组合时，构件
截面内力（效应）组合的设计值
RE ：有地震作用组合时，构件截面
承载力设计值
பைடு நூலகம்
：承载力抗震调整系数
材料
结构构件
钢筋混凝土 梁
轴压比小于0.15的柱
轴压比大于0.15的柱
内力组合与塑性调幅
★★★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。
荷载效应及地震作用效应组合(仅供参考)
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。
框架柱的设计
二、三级框架梁：
A′s/ As≥0.3
式中As、A′s——梁端塑性铰区顶面受拉钢筋面积和底面受压钢筋面积。
三、框架梁正截面抗弯承载力计算
式中M、ME——非抗震和抗震设计时梁截面组合旳 弯矩设计值；
1．梁受弯承载力旳设计体现式
Mu——梁截面承载力设计值； γRE——承载力抗震调整系数。
（1）非抗震设计： γ0M≤Mu
P
P
1．少筋破坏： 2．超筋破坏：
3．适筋破坏：
受拉钢筋配置过多， 钢筋没屈服前混凝土 就被压碎而丧失承载 能力，脆性破坏；
受拉钢筋配置合理，钢
剪切破坏是脆性旳，或者延性很小。筋幅屈形服成后塑，性因铰为，钢中筋和流轴
要预防梁在屈服此前出现剪切破坏，上升，直到压区混凝土
即要求强剪弱弯。
被压碎而破坏，延性破 坏。
四、框架梁斜截面抗剪承载力旳验算
梁旳受剪承载力由混凝土和抗剪钢筋两部分构成。 试验研究表白，在低周反复荷载作用下，构件上出 现两个不同方向旳交叉斜裂缝，直接承受剪力旳混 凝土受压区因有斜裂缝经过，受剪承载力比一次加 载时旳受剪承载力要低，梁旳受压区混凝土不再完 整，斜裂缝旳反复张开与闭合，使骨料咬合作用下 降，严重时混凝土将剥落。根据试验资料，反复荷 载下梁旳受剪承载力比静载下约低20%～40％。所 以，抗震设计时，框架梁、柱、剪力墙和连梁等构 件旳斜截面混凝土受剪承载力取非抗震设计时混凝 土相应受剪承载力旳0.6，同步应考虑相应旳承载力 抗震调整系数，而且要满足强剪弱弯旳要求。所以， 在抗震设计和非抗震设计时抗剪承载力有所不同。 抗剪承载力验算公式为：
当取纵控0.向8制，受框当拉架E为xS钢梁——C8筋——混0时配等钢凝取效筋筋土0矩弹.率受7形4性很，压应模高其区力量他时旳图；情，目旳况梁混旳按凝受是线土压控性受区制内压旳插塑区值高性高取度铰度用相区，；应计纵算加向x大受时，，拉截应钢计面筋入上旳受受最压到大钢旳配筋压筋，力率也。大试，验梁表旳白变，
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其它承重构件设计－楼梯、阳台、雨蓬等《混凝土结构设计》 地基和基础设计－《土力学与地基基础》与《抗震结构》
本章讲授内容提要
495 1.72 1.67 1.03 1/1742. 1.3% 0.91
4 1 388 5.71 5.16 1.11
3000.
388 1.74 1.66 1.05 1/1726. 6.3% 0.85
3 1 281 பைடு நூலகம்.98 3.54 1.12
3000.
281 1.68 1.56 1.08 1/1785. 15.5% 0.78
第4章
荷载效应组合与最不利内力
钢筋凝土结构设计过程概要
方案设计
结构选型－ 《高层建筑》 (要结合建筑和结构考虑) 结构布置－《高层建筑》的重点内容(概念设计) 抗震等级－（重要性等级、高度等级、场地类别)《高层建筑》《抗震结构》 初选结构尺寸和材料－《混凝土结构设计》 结构布置图－平面图和剖面图 注：要通过适用、技术、经济等各方面的比较和计算最终确定方案。
7 1 709 10.57 9.82 1.08
3000.
709 1.55 1.53 1.01 1/1933. 5.2% 1.01
6 1 602 9.05 8.35 1.08
3000.
602 1.66 1.62 1.02 1/1812. 2.3% 0.96
5 1 495 7.42 6.79 1.09
3000.
罕遇地震层间侧移的限值
4.3 舒适度要求
目的：保证人的舒适 对象：高度超过150m的建筑需要验算 荷载：采用重现期为10年的风荷载。 内容：是风荷载作用下的顶点加速度amax
住宅、公寓 办公、旅馆
amax 0.15 / s2 amax 0.25 / s2
4.4 稳定和抗倾覆
整体稳定和倾覆问题是水平荷载的效应 本节请自行阅读。 仅仅讲解P-Δ效应
结构设计和计算－手工和程序计算
确定荷载－各种荷载的标准值和设计值－《荷载和设计方法》 结构计算－计算恒、活、风、震的荷载效应S。《混凝土结构设计》 变形验算－整体变形、层间变形《高层建筑》与《抗震结构》
结构构件设计－配筋与截面承载力S<R/γRE
荷载效应组合与调幅－荷载效应组合设计值《荷载和设计方法》，《高层建 筑》与《抗震结构》 S
同时考虑地震作用的 偶然性和持续时间短， 所以对可靠性要求降 低。
所以承载力调整系数 是一个小于1的数。
4.2 侧移的限值
限制顶部位移 限制层间位移
多遇地震层间侧移的限值
层间位移：两楼层楼板的相对水平位移。 层间位移大会导致非结构构件的破坏。
PKPM计算结果(WDisp.out)
=== 工况 2 === X 双向地震作用下的楼层最大位移
P-Δ效应
概念：水平荷载P作用下， 侧向变形Δ和 重力荷载导致附加弯矩。 钢筋混凝土结构不需要考虑P-Δ效应。 大部分钢结构需要考虑P-Δ效应
4.1 承载力验算 4.2 侧移的限值 4.3 舒适度要求 4.4 稳定和抗倾覆 4.5 抗震结构延性要求和抗震等级
延性 抗震等级
4.6 荷载效应组合与最不利内力
调幅问题
4.1 承载力验算
SE RE RE
有地震作用的内力组
承载力调整系数
合设计值
抗震承载力设计值
注意：结构的抗震承 载力小于静承载力。
2 1 174 2.30 2.01 1.14
3000.
174 1.48 1.32 1.12 1/2030. 44.3% 0.66
1 1 64 0.82 0.70 1.17
3000.
64 0.82 0.70 1.17 1/3650. 91.7% 0.40
X方向最大值层间位移角: 1/1726.
符号说明
3000.
1016 1.14 1.09 1.04 1/2626. 14.5% 1.12
9 1 923 13.14 12.33 1.07
3000.
909 1.30 1.26 1.03 1/2315. 11.1% 1.13
8 1 816 11.94 11.15 1.07
3000.
802 1.43 1.41 1.02 1/2096. 8.0% 1.07
Floor : 层号 Tower : 塔号 Jmax : 最大位移对应的节点号 JmaxD : 最大层间位移对应的节点号 Max-(Z) : 节点的最大竖向位移 h : 层高 Max-(X)，Max-(Y) : X,Y方向的节点最大位移 Ave-(X)，Ave-(Y) : X,Y方向的层平均位移 Max-Dx ，Max-Dy : X,Y方向的最大层间位移 Ave-Dx ，Ave-Dy : X,Y方向的平均层间位移 Ratio-(X),Ratio-(Y): 最大位移与层平均位移的比值 Ratio-Dx,Ratio-Dy : 最大层间位移与平均层间位移的比值 Max-Dx/h，Max-Dy/h : X,Y方向的最大层间位移角 DxR/Dx,DyR/Dy : X,Y方向的有害位移角占总位移角的百分比例 Ratio_AX,Ratio_AY : 本层位移角与上层位移角的1.3倍及上三层平均位移角的 1.2倍的比值的大者 X-Disp，Y-Disp，Z-Disp:节点X,Y,Z方向的位移
Floor Tower Jmax Max-(X) Ave-(X) Ratio-(X) h
JmaxD Max-Dx Ave-Dx Ratio-Dx Max-Dx/h DxR/Dx Ratio_AX
13 1 1330 15.23 15.03 1.01
3300.
1327 0.81 0.81 1.00 1/4063. 0.5% 0.83
12 1 1243 15.62 14.83 1.05
3000.
1232 0.83 0.75 1.10 1/3615. 20.8% 0.84
11 1 1138 14.98 14.16 1.06
3000.
1123 0.98 0.92 1.07 1/3056. 18.3% 1.01
10 1 1030 14.16 13.33 1.06