下柱的计算长度,规范

下柱的计算长度,规范篇一：柱的计算长度系数柱的计算长度：程序中增加了一个选项“柱长度系数按混凝土土规范的计算。以前老程序是按表和表采用的。条是新规范新增的。 “当水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值的 75%以上时，框架柱的计算长度 lo 可按公式和公式计算结果的较小者取值。 这是因为近年来对框架结构二阶效应的研究表明，竖向荷载在有侧移的框架中引起的 P-效应只增大有水平荷载在柱端截面中引起的弯矩 Mh，而原则上不增大由竖向荷载引起的弯矩 Mv。因此，框架柱柱端考虑二阶效应后的总弯矩应是： M=Mh+s*Mv（1-1） 式中 s 为反映二阶效应增大 Mh 幅度的弯矩增大系数。但在传统的 lo 法中，是用 同时增大 Mv 和 Mh的，即： M=（Mh+Mv） （1-2） 因此，如果要使所求的总弯矩相等，那么必然有： s 与 s 相应的 lo 也就必然比与 相应的 lo 取得大一点。 对于一般工程中的多层框架结构， （在 Mv/Mh 为常见比例，即1/3，框架节点的柱梁线刚度的比例也为常见值时）按规范表的 lo 计算出的 再按 1-2 公式计算出的弯矩和按规范条计算出的 lo 在按公式 1-1 算出的弯矩，两者差异不大。所以在一般多层框架，没有特殊的水平荷载和特殊的框架节点情况下，采用和计算的 lo 对计算结果没有大的影响。 但是，对于 Mv/Mh 本来规范采用 lo 法就是不尽和理的，因此规范就在条要求采用刚度折减法，这种方法也是国外通行的考虑二阶效应的计算方法，且也是准确的较为合理的计算方法，但遗憾的是这种方法在 PKPM 程序中还没有得到实现。 篇二：柱计算长度系数（一）规范要求 混凝土结构设计规范 （GB 50010-XX） （以下简称混凝土规范 ）第 条 第 2 款规定：一般多层房屋梁柱为刚接的框架结构，各层柱的计算长度系数可按表取用。 第 条第 3 款规定：当水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值的 75以上时，框架柱的计算长度 l0 可按下列两个公式计算，并取其中的较小值： l0l（ul)H （） l0（2 十 min）H （） 式中：u、l柱的上端、下端节点处交汇的各柱线刚度之和与交汇的各梁线刚度之和的比值； min比值 u、l 中的较小值； H柱的高度，按表的注采用。 （二）工程算例 工程概况：某工程为十层框架错层结构，首层层高2m，第二层层高。其第一、二层结构平面图、结构三维轴侧图如图 1 所示。 （图略） （三）SATWE 软件的计算结果 计算结果表： 表 1 柱 1、柱 2、柱 3 按照表直接取值的计算长度系数 柱 1 柱 2 柱 3 表 2 柱 1、柱 2、柱 3 按公式和计算的计算长度系数柱 1 柱 2 柱 3 表中数据依次为：柱号首层 Cx首层 Cy二层Cx二层 Cy 柱 1 是边柱，首层无梁，二层与三根梁相连；柱 2 也是边柱，首层下向有一根梁，二层与三根梁相连；柱 3 是中柱，首层、二层均与四根梁相连。 结果分析： 表 1 中 Cx、Cy 的计算过程 表 2 中 Cx、Cy 的计算过程 根据公式（)和（)， ux=(ECIC 下/LC1+ECIC 上/LC2)/(ECIb 左/Lb1+ECIb 右/Lb2)2 对于底层柱，由于柱底没有梁，所以程序自动取lx。 （四）注意事项 采用公式（）和（）计算柱的计算长度系数时，程序采用以下原则计算梁、柱构件的刚度： 没有按规范要求判断水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值的 75以上这个条件； 对于混凝土梁，程序采用架的刚度放大系数值恒为；对于钢梁，则采用设计人员输入的梁刚度放大系数； 程序对于另一端不与柱（墙）相连的梁按远端梁铰接处理； 当梁的两端与柱铰接时不考虑梁的刚度；当梁的一端与柱刚接、另一端与柱铰接时对于混凝土梁，梁的刚度折减 50，并不受有无侧限的限制；对于钢梁，有侧限时折减 50，无侧限时不折减； 当柱一端铰接时则相应端梁与柱的刚度比取； 斜柱（支撑）刚度不考虑在约束刚度比的计算中； 单向墙托柱、柱托单向墙，面内按固端计算，刚度比取 10，面外按实际情况计算； 双向墙托柱、柱托双向墙，双向刚度比均取 10（柱端已定义为铰接的不在此列） 。 斜柱（支撑）的计算长度取。 地下室的越层柱，程序不能自动搜索，而按层逐段计算柱的计算长度系数。 所有边框柱，其计算长度系数内定为。 对于混凝土柱，其计算长度系数上限为，钢柱的计算长度系数上限为。 程序只执行现浇楼盖的计算长度系数，没有执行装配式楼盖的计算长度系数。 目前的 SATWE 软件对有吊车或无吊车的排架结构的柱计算长度系数仍按框架结构实行。 对于 SATWE 软件，设计人员修改柱计算长度系数后，不要再进行“形成 SAIWE 数据”和“数据检查”等操作，而应该直接计算，否则程序仍然按照原来的计算长度系数进行计算。 （五）如何判断“水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值的 75%以上”这个条件？ 由于目前的 SATWE 软件没有直接判断“水平荷载产生的弯拒设计值占总弯矩设计值的 75%以上”这个条件的功能，因此需要设计人员自己进行判断，具体判断过程我们可以遵循以下步骤： 在新版的 SATWE 软件中首先按照不执行混凝土规范条的方法进行计算，从而得到所有荷载产生的总弯矩设计值； 点取 SATWE 软件“总信息”中“恒活载计算信息”里的“不计算恒活载”选项，然后进行 计算，从而得到水平荷载产生的弯矩设计值；将头两步计算得到的弯矩设计值相比看是否满足混凝土规范条中的条件； 在选择弯矩设计值时要注意尽量选择同一工况荷载作用下的内力值。 看似简单的框架柱计算长度系数计算问题（详见此链接） ，对框架柱计算长度的概念有了更清晰地认识。概念不清对于一个设计人员来说是“致命”的，另外在对于中国规范的理解和把握上，万不可只读规范条文而不顾其它，因为中国规范的条文说明在很多时候没有把条文的使用条件简述清楚。现总结一些基本概念，以备日后不时之需。 什么是计算长度？ 有一天和领导讨论起计算长度系数的问题，他突然让偶用最简单的一句话来说明构件“计算长度”的含义，偶迟钝了一会儿说，计算长度就是用来验算构件受压稳定时的计算假定。说对了吗？没有。偶只说出了计算长度这个概念的作用，而没有说出它的真正物理意义。计算长度的真正意义是指“将具有端部约束的杆件拟作承载力相同而长度不同的两端铰支杆看待”2。再通俗一点儿，以最简单的两端铰支杆为目标，将研究杆件的长度向这个目标来换算，换算的条件是承载力相同，换算的结果就是计算长度。而计算长度系数就是指这个换算长度与杆件实际长度的比值。 计算长度和哪些因素有关？ 通常我们在设计一个框架时，求柱子的计算长度的目的不光是为了验算柱子本身的稳定性，更主要的是验算框架的整体性。这里，任何一根框架柱都不是孤立存在的，框架中的其它构件对整体的稳定性都是相关的。在设计框架时， 钢规中提到的计算长度法是一种简化处理，是把框架稳定简化成柱子构件的稳定问题来对待。 钢规中在验算压弯构件稳定问题时的几个公式（式、式）和强度验算公式相比也只是添加了稳定系数、等效弯矩系数，其它和强度验算是完全一样的，那么如何体现结构的整体稳定性呢？没 错，就是通过稳定系数和等效弯矩系数。而稳定系数又和构件的计算长度是直接相关的。那么设计时，是不是完全按照钢规附录中的计算长度系数公式来求计算长度系数就可以么了呢？当然不是，钢规中的公式成立是有前提条件的，这个条件是指：假定各柱的刚度参数（hN/EI）相同，且在荷载作用下同时失稳，也就是说各柱之间没有相互约束作用，而只有柱上下节点上的梁对柱产生约束作用。由于柱的刚度参数是和柱子轴力有关的一个量，因此，当实际结构中的柱子截面不同，或者轴力分布不均匀时，规范上这个公式算出的计算长度系数是要进行修正的。而不能简单地相当然地认为：柱子的计算长度系数仅与柱子的自身刚度和约束情况有关。引用钢结构稳定设计指南 （P108）中的一段话： 框架柱的计算长度不仅和它的构件尺寸和支撑情况有关，还和荷载分布情况有关，同一框架的同一根柱在不同的荷载分布之下应取不同的数值，否则就不能准确地反应框架的承载能力。设计者必须清楚了解，在运用规范相关计算长度系数表格时，要考虑设计的框架是否符合制作表格时前提，当各柱的刚度参数相差较多时，就不能直接应用表格中的计算长度系数。 算框架柱计算长度时偶认为应该特别注意的地方，另外介绍一下 MIDAS 和 3D3S 等软件对计算长度的处理情况，不一定完全正确，如有不妥，请多多指正。 计算框架柱计算长度时要注意哪些问题？ 我们知道，计算长度法只有在特定的条件下才能给出准确的结果，因此设计者在运用规范中的计算长度系数 时就应该小心行事，应该综合考虑结构的整体性能，在此基础上运用这一方法，而不可盲目套用、死用。 （偶刚开始求计算长度时，就陷入了这个误区。 ）具体来讲，就是要注意结构的实际计算简图和规范上给出的计算方法之间的差异性，如：实际结构的荷载分布可能千差万别，不同层间（甚至同层间）的柱子线刚度可能差别较大等。实际上，这些差异是始终存在着的，这就要求设计者要对这些差异可能产生的后果有充分的估计，做到心中有数。 另外，在套用规范公式时，偶还要提醒注意两点（偶个人的观点，可能会存在争议）： （1） 钢规附录表 D-1、D-2 后面的注 1，要求“当横梁远端为铰接时，应将横梁线刚度乘以，当横梁远端为嵌固时，应乘以 2/3”。通过了解规范此条提出的背景（文献2） 篇三：构件的计算长度和容许长细比构件的计算长度和容许长细比 确定桁架弦杆和单系腹杆（用节点板与弦杆连接）的长细比时，其计算长度 应按表采用。注：1 为构件的几何长度（节点中心间距离） ； 2 斜平面系指与桁架平面斜交的平面，适用于构件截面两主轴均不在桁架平面内单角钢腹杆和双角钢十字形截面腹杆。 3 无节点板的腹杆计算长度在任意平面内均取其等于几何长度（钢管结构除外） 。 当桁架弦杆侧向支承点之间的距离为节间长度(转载于: 小 龙文档 网 :下柱的计算长度,规范)的 2 倍（图）且两节间的弦杆轴心压力不相同时，则该弦杆在桁架平面外的计算长度，应按下式确定（但不应小于 ）： 为桁架弦杆侧向支承点之间的距离。 () 式中 ：较大的压力，计算时取正值； ：较小的压力或拉力，计算时压力取正值，拉力取负值。桁架再分式腹杆体系的受压主斜杆及 K 形腹杆体系的竖杆等，在桁架平面外的计算长度也应按公式（）确定（受拉主斜杆仍取 ） ；在桁架平面内的计算长度则取节点中心间距离。 确定在交叉点相互连接的桁架交叉腹杆的长细比时，在桁架平面内的计算长度应取节点中心到交叉点间的距离；在桁架平面外的计算长度，当两交叉杆长度相等时，应按下列规定采用： 1 压杆 1） 相交另一杆受压，两杆截面相同并在交叉点均不中断，则： 2） 相交另一杆受压，此另一杆在交叉点中断但以节点板搭接，则： 3） 相交另一杆受拉，两杆截面相同并在交叉点均不中断，则： 4） 相交另一杆受拉，此拉杆在交叉点中断但以节点板搭接，则： 当此拉杆连续而压杆在交叉点中断但以节点板搭接，若度 式中 为桁架节点中心间距离（交叉点不作为节点考虑） ；的内力，均为绝对值。两杆均受压时，取 为所计算杆的内力； 为相交另一杆 时，取 或拉杆在桁架平面外的抗弯刚 两杆截面应相同。 2 拉杆，应取当确定交叉腹杆中单角钢杆件斜平面内的长细比时，计算长度应取节点中心至交叉点的距离。 单层或多层框架等截面柱，在框架平面内的计算长度应等于该层柱的高度乘以计算长度系数 。框架 分为无支撑的纯框架和有支撑框架，其中有支撑框架根据抗侧移刚度的大小，分为强支撑框架和弱支撑框架。 1 无支撑纯框架。 1） 当采用一阶弹性分析方法计算内力时，框架柱的计算长度系数架柱的计算长度系数确定。 2） 当采用二阶弹性分析方法计算内力且在每层柱顶附加考虑公式（）的假想水平力框架柱的计算长度系数 2 有支撑框架。 1） 当支撑结构（支撑桁架、剪力墙、电梯井等）的侧移刚度（产生单位侧倾角的水平力）公式（）的要求时，为强支撑框架，框架柱的计算长度系数框架柱的计算长度系数确定。 满足 。 时， 按本规范附录 D 表 D-2 有侧移框 按本规范附录 D 表 D-1 无侧移 () 式中 、 ： 第层层间所有框架柱用无侧移框架和有侧移框架柱计算长度系数算得的 轴压杆稳定承载力之和。 2）当支撑结构的侧移刚度定系数 不满足公式（）的要求时，为弱支撑框架，框架柱的轴压杆稳 按公式（）计算。 (3-2) 、系数。：分别是框架柱用附录 中无侧移框架柱和有侧移框架柱计算长度系数算得的轴心压杆稳定 单层厂房框架下端刚性固定的阶形柱，在框架平面内的计算长度应按下列规定确定 1 单阶柱： 1） 下段柱的计算长度系数 ；当柱上端与横梁铰接时，等于按本规范附录 D 表 D-3（柱上端 为自由的单阶柱）的数值乘以表的折减系数；当柱上端与横梁刚接时，等于按本规范附录 D 表 D-4（柱上端可移动但不转动的单阶柱）的数值乘以表的折减系数。 注： 有横梁的露天结构（如落锤车间） 、其折减系数可采用。 2） 上段柱的计算长度系数 ，应按下式计算： () ：参数，按附录 D 表 D-3 或表 D-4 公式计算。2 双阶柱： 1） 下段柱的计算长度系数 ，当柱上端与横梁铰接时，等于按附录 D 表 D-5， （柱上端为自 由的双阶柱）的数值乘以表的折减系数；当柱上端与横梁刚接时，等于按附录 D 表 D-6（柱上端可移动但不转动的