4.3多层框架内力组合
4.3.1 框架的控制截面及不利内力
1.控制截面
对于某层框架柱,各柱的上、下端截面作为控制截面。
对于高度不大、层数不多的框架,整根柱的截面尺寸、混凝土强度、配筋等均相同,则整根柱通常可只取两个控制截面,即框架顶层的柱顶和框架底层的柱底。
对于高度较大或层数较多的框架,则应分段进行配筋,每一段取该段的上端和下端截面作为控制截面,每一段一般取2~3层。
对于框架梁,取梁的两端、跨间最大正弯矩的截面作为控制截面。
2.最不利内力组合
对于框架结构梁、柱的最不利内力组合为:
梁端截面:+Mmax、—Mmax、Vmax;
梁跨中截面:+Mmax;
柱端截面:|M|max及相应的N、V;
Nmax及相应的M;
Nmin及相应的M。
同时,在进行截面设计时,框架梁跨中截面正弯矩设计值不应小于竖向荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩设计值的50%。
4.3.2框架的内力组合
1. 竖向活荷载的最不利位置
考虑活荷载最不利布置有分跨计算组合法、最不利荷载位置法、分层组合法和满布荷载法等四种方法。
当活荷载产生的内力远小于恒荷载及水平力所产生的内力时,可不考虑活荷载的最不利布置,而把活荷载同时作用于所有的框架梁上,这样求得的内力在支座处与按最不利荷载位置法求得的内力极为相近,可直接进行内力组合。但求得的梁跨中弯矩却比最不利荷载位置法的计算结果要小,因此对梁跨中弯矩应乘以1.1~1.2的系数予以增大。
2. 梁端弯矩调幅
按照框架结构的合理破坏形式,在梁端出现塑性较是允许的,为了便于浇筑混凝土,也往往希望节点处梁的负钢筋放得少些。因此,在进行框架结构设计时,一般均对梁端弯矩进行调幅,即人为地减小梁端负弯矩,减少节点附近梁顶面的配筋量。
设某框架梁AB在竖向荷载作用下,梁端最大负弯矩分别为MA0、MB0,梁跨中最大正弯矩为MB0,则调幅后梁端弯矩可取

式中,β 为弯矩调幅系数。对于现浇框架,可取β=0.8~0.9;对于装配整体式框架,由于接头焊接不牢或由于节点区混凝土灌注不密实等原因,节点容易产生变形而达不到绝对刚性,框架梁端的实际弯矩比弹性计算值要小,因此,弯矩调幅系数允许取得低一些,一般取β==0.7~0.8。
必须指出,弯矩调幅只对竖向荷载作用下的内力进行,即水平荷载作用下产生的弯矩不参加调幅,因此,弯矩调幅应在内力组合之前进行。
梁端弯矩调幅后,在相应荷载作用下的跨中弯矩必将增加,如图4-21所示。这时应校核该梁的静力平衡条件,即调幅后梁端弯矩MA、MB的平均值与跨中最大正弯矩MC0之和应大于按简支梁计算的跨中弯矩值M0。
截面设计时,框架梁跨中截面正弯矩设计值不应小于竖向荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩设计值的50%。

