门式刚架柱计算长度系数值-推荐下载

对门式刚架规程中柱计算长度系数值的质疑

2011年02月23日16:02作者：左权胜160次阅读0次被顶共有评论0条

可能大家也都遇到过这样的情况，但认为那是自己不懂的学问，于是就让它沉淀下去，时间愈久，就显得愈发的深奥，慢慢地，它也就偶像起来。

其实，我要说的是一些枯燥的公式，在设计钢结构门式刚架时，某些柱的计算应力很低，但长细比却大大地超标。比如下面这个例子。

这是一个中跨很大(36m)，边跨很小(6m)的钢结构轻型门式刚架，图中未给出构件的截面，也未给出荷载，你可以按常规地数值假定，也无论你用什么软件来进行计算，对构件的验算遵照《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：2002》（以下统一简称《规程》）。

从内力结果你可以看出边柱的轴向压力很小，而从构件验算中则有边柱的长细比非常之大。这有些蹊跷，而且与其截面很不相称，当我们怀着忐忑的心情追查原因时，会发现该柱的计算长度系数异常。一路找下去，一直找到《规程》中关于柱在刚架平面内的计算长

度的计算公式，也就是

，其中是计算长度系数，关于计算长度系数，《规程

》中给出了三种方法，分别为查表法、一阶分析法和二阶分析法。

查表法所能涵盖的范围非常有限，比如仅针对单跨门式刚架；仅适用于屋面坡度不大于

１：５的情况；多跨刚架仅考虑中间柱为摇摆柱等等，让人用起来没有信心。

而对于二阶分析，恐怕目前还多在某些论文里徜徉。

于是我们只能满怀希望地来看一阶分析法给出的公式，对于《规程》中的公式６.1.3-7

a 和公式６.1.3-7b

所适用的范围也同样有限，于是聚光灯照在这最后的舞者（公式６.1.3-8a ）

（公式６.1.3-8b ）

分别针对柱脚铰接和刚接两种情况。其中

是欧拉临界力，Ｋ为柱顶在水

平荷载下的侧移刚度，

是各柱竖向荷载与柱高之比求和，这几个值不值得深入探究

，

为所求柱的竖向荷载，需要质疑的是当该柱的竖向荷载很小，极端情况为０时，按上

述公式得到的计算长度系数自然是无穷大。那么公式中的“竖向荷载”在具体设计中究竟应该取什么值呢？文献[1]中说“STS 认

为将‘规程’规定为第i 根柱所承受的竖向荷载处理成第i 根柱在各种工况组合下所承

受的最大轴向压力”，但问题是你求的某柱在某一种工况组合下的稳定应力，求该稳定应

力所用到的长细比竟去用另一种工况组合的计算长度。这样是否合适？而且，纵使我们认可了这种做法，依然会找到最大轴向压力接近0的柱，我们前面提到的例子就是如此。

这样看来，就有必要去追溯该公式的来历了，《规程》条文说明中指出，该公式是参照

美国标准AISC《钢结构房屋荷载和抗力系数设计规范》，查阅LRFD （1999）的相关章节

，我们作如下的梳理。

涉及受压构件的最重要的就是稳定问题，而除荷载以外的跟稳定有关的就是“长细比”

这个参数，计算长细比是要用到“计算长度”可以说是基本参数中最为玄妙的，与它相关

的基准参照是上下均为不动铰的情况，这时的几何长度即为计算长度，其他情况下的计算

长度，通过几何长度乘上一个系数，该系数称为“计算长度系数”

，就是上面提到的

。对于无侧移框架柱，考虑到柱上下端处梁的刚度约束，实际的计算长度应该小于几何长

度，因此，

是个小于1

的数，而对于有侧移的框架柱，

值大于1，文献[3]给出了公

式得详细推导过程，而《规程》中所涉及的

的计算公式是属于考虑P-D 效应的方法。

所谓考虑P-D 效应是属于二阶效应，也就是柱顶在一阶分析荷载下有了水平侧移D ，而作

用在柱顶的垂直力依然存在，那么此时必然有一个P.D 的附加弯矩，公式中的侧移刚度等

体现了P-D 的二阶效应的影响，而让我们感到茫然的公式分母中的

，在LRFD （1999

）中有相同的表示。（C-C2-5）

而LRFD 涉及到的相关描述如下：“同一楼层的附加弯矩之和

会重新分配，受

荷小的柱将会承担受荷大柱的

的一部分”。而文献[3]中对该公式进行了推导，而体现

的是一个经验放大系数

。从这里依然很难找到一些蛛丝马迹，而实际上真

正的罪魁祸首是推导这一系列公式的一个假定，那就是：“结构失稳模式基于结构同一层

柱同时按相同模式对称或反对称失稳”。你想，在同一层柱中，某柱几乎没有轴向压力，

如果想让它与其他柱同时屈曲，岂不就只好让它的计算长度无限地增长。但是，我们的另一些专家在另外的办公室里却又对柱构件的长细比作了统一的非常严格的约束规定。

所以问题的症结是现行钢结构设计方法的缺陷，规范是将结构体中的构件作为研究对象，将它们分类为受弯构件、轴压构件、压弯构件等等，分别研究及规定它们在荷载作用下情况，而对于结构作为整体的承载情况，也只能尴尬地通过弹性分析，将内力作用在所有构件上看每个构件的结果，而且结构整体失稳模式，也只能通过同层同时失稳的假定，勉强地体现在构件计算长度系数上，虽然我们在具体的设计活动中，悠悠然地应用着这些巨大简化的公式，但细细想过它们背后的简化假定条件，还有推导这些公式的荷载假定，我几乎忘了所有的竖向荷载均假定集中作用于柱顶，它们之间也似乎毫不关联，这样想来不免还是有些悚然。

那么出路在哪里？有智者曰：“结构高等分析”，拭目待之

门式刚架计算模板

一、设计资料某单层工业厂房，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度24m ，长度48m ，柱距6m ，檐口标高11m ，屋面坡度1/10。屋面及墙面板均为彩色钢板，内填充保温层，考虑经济、制造和安装方便，檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边C 型钢，钢材采用Q345钢，2 /310mm N f =，2/180mm N f v =，基础混凝土标号C30，2 /3.14mm N f c =，焊条采用E50型。刚架平面布置图，屋面檩条布置图，柱间支撑布置草图，钢架计算模型及风荷载体形系数如下图所示。刚架平面布置图屋面檩条布置图

柱间支撑布置草图计算模型及风荷载体形系数二、荷载计算 2.1 计算模型的选取取一榀刚架进行分析，柱脚采用铰接，刚架梁和柱采用等截面设计。 2.2 荷载取值计算：（1）屋盖永久荷载标准值彩色钢板 0.40 2kN m 保温层 0.60 2kN m 檩条 0.08 2kN m 钢架梁自重 0.15 2kN m 合计 1.23 2 kN m （2）屋面活载和雪载 0.30 2 /KN m 。（3）轻质墙面及柱自重标准值 0.50 2/KN m

（4）风荷载标准值基本风压：m kN /525.050.005.10=?=ω。根据地面粗糙度类别为B 类，查得风荷载高度变化系数：当高度小于10m 时，按10m 高度处的数值采用，z μ=1.0。风荷载体型系数s μ：迎风柱及屋面分别为＋0.25和－1.0，背风面柱及屋面分别为－0.55和－0.65。 2.3 各部分作用的荷载标准值计算（1）屋面荷载：标准值： m kN /42.7cos 1 623.1=??θ 柱身恒载： m kN /00.3650.0=? （2）屋面活载屋面活载雪载m kN /81.1cos 1 630.0=? ?θ （3）风荷载以左吹风为例计算，右吹风同理计算，根据公式0ωμμωs z k =计算，z μ查表m h 10≤，取1.0，s μ取值如图1.2所示。（地面粗糙度B 类）迎风面侧面2 /131.050.005.10.125.0m kN k =???=ω，m kN q /79.06131.01=?= 屋顶2 /525.050.005.10.100.1m kN k -=???-=ω，m kN q /15.36525.02-=?-=

PKPM软件关于混凝土柱计算长度系数的计算

PKPM软件关于混凝土柱计算长度系数的计算软件关于混凝土柱计算长度系数的计算错层结构的计算（一）错层结构的模型输入⑴错层高度不大于框架架高时的错层结构的处理；⑵对于错层高度大于框架梁高的单塔错层结构的输入⑶对于错层高度大于框架梁高的多塔错层结构的输入⑷错层洞口的输入（二）错层结构的计算⑴规范要求⑵错层结构设计中应注意的问题：SATWE软件在计算错层结构时，会在越层的柱和墙处施加水平力。由于在越层处水平力的存在，从而使越层构件上下端的配筋不一样，设计人员在出施工图时可以取二者的大值。（本章可能是讲课人员的提纲，没有具体内容。后面还有相类似的情况，只有标题）第七章PKPM软件关于混凝土柱计算长度系数的计算（一）规范要求⑴《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002）（以下简称《混凝土规范》）第7.3.11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7.3.11-2取用。⑵第7.3.11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：l0＝［l＋0.15（u＋l)]H （7.3.11-1）l0＝（2十0.2min）H （7.3.11-2）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7.3.11-2的注采用。（二）工程算例⑴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4.5m。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⑴计算结果

格构柱计算计算书

格构柱计算计算书阳江项目工程；工程建设地点:；属于结构；地上0层；地下0层；建筑高度：0m；标准层层高：0m ；总建筑面积：0平方米；总工期：0天。本工程由投资建设，设计，地质勘察，监理，组织施工；由担任项目经理，担任技术负责人。格构柱肢体采用双肢柱，格构柱的计算长度lox= 1 m，loy= 1 m。（1）y轴的整体稳定验算轴心受压构件的稳定性按下式验算： σ = N/φA ≤ [f] 型钢采用双肢 5号槽钢，A=13.86 cm2, i y=1.94 cm； λy=l oy / i y=1×102 / 1.94=51.546 ； λy≤[λ]=150，长细比设置满足要求；查得φy= 0.847 ； σ=50×103/（0.847×13.86 ×102）= 42.592 N/mm ；格构柱y轴稳定性验算σ= 42.592 N/mm≤钢材抗压强度设计值 215 N/mm，满足要求；（2）x轴的整体稳定验算 x轴为虚轴，对于虚轴，长细比取换算长细比。换算长细比λox按下式计算：

λox= (λx2 + 27A/A1x)1/2 单个槽钢的截面数据： z o=1.35 cm，I1 = 8.3 cm4，A o=6.93 cm2，i1 = 1.1 cm；整个截面对x轴的数据： Ix=2×(8.3+ 6.93×（1.6/2- 1.35）2)= 20.793 cm4； ix= （20.793 /13.86）1/2= 1.225 cm； λx=l ox / i x=1×102 / 1.225=81.644 ； λox=[81.6442+（27×13.86 / 0.5）]1/2=86.106 ； λox≤[λ]=150，长细比设置满足要求；查得φy= 0.648 ； σ=50×103/（0.648×13.86 ×102）= 55.671 N/mm ；格构柱x轴稳定性验算σ= 55.671 N/mm≤钢材抗压强度设计值 215 N/mm，满足要求；

柱钢筋计算公式

抗震框架柱计算公式一、基本参数： 1、柱净高hn Hn：柱净高=本层层高-梁高底层柱净高=底层层高+基础顶至嵌固部位高度-梁高 2、连接长度：机械连接：短筋：0 长筋：35d 焊接短筋：0 长筋：Max(35d,500) 柱纵筋中长筋和短筋各50%。 3、非链接区长度：底部非连接区嵌固部位高度=Hn/3 （注：首层必为嵌固部位，看标注。）非嵌固部位高度=max(Hn/6,Hc,500) （二层及以上柱根部位）顶部非连接区高度=梁高+max(Hn/6,Hc,500) Hc＝柱长边尺寸非连接区箍筋加密，箍筋起步：50mm 二、基础插筋长度＝弯折长度+纵筋插入长度+底部非连接区长度+连接长度弯折长度取值： 1、Hj>laE(la) 弯折长度=Max(150,6d) 2、Hj<=laE(la) 弯折长度=15d Hj为基础高度，LaE=38d 纵筋插入长度=基础高度Hj-基础保护层基础内箍筋（简单的2肢箍，矩形封闭箍筋，非复合箍筋）基础内箍筋的作用仅起一个稳固作用，也可以说是防止钢筋在浇注时受到挠动。一般是按2 根进行计算（软件中是按三根）。箍筋基础顶面下起步：100mm 三、首层柱纵筋纵筋长度＝首层层高-首层非连接区Hn/3+max(Hn/6，hc，500)+连接长度四、中间层柱纵筋纵筋长度＝中间层层高-当前层非连接区+（当前层+1）非连接区+连接长度非连接区＝max（1/6Hn、500、Hc） Hc＝柱长边尺寸五、顶层柱纵筋顶层KZ 因其所处位置不同，分为角柱、边柱和中柱，各种柱纵筋的顶层锚固各不相同。 1、中柱中柱顶层纵筋的锚固长度为弯锚（≦Lae）：梁高－保护层＋12d 直锚（≧Lae）：梁高－保护层中柱纵筋长度=层高-梁高－非搭接区长度+锚固长度-连接长度 2、边柱、角柱

门式刚架设计经验知识

一知识点：门式刚架一般多采用变截面构件，当有吊车时，柱多采用等截面。常用的柱截面高度一般为300~700mm。截面定义时考虑的原则有：（1）翼缘必须满足宽厚比要求，腹板满足高厚比要求。对于腹板，当不满足要求时，程序按考虑屈曲强度计算。所以说，截面翼缘满足宽厚比，显得很重要。（2）截面选择要考虑常用的板型，结合市场上常用的材料规格选择比较好。对于翼缘，常选用的规格有180、200、220、250等。（3）选择截面还要考虑节点螺栓布置的实际情况，满足规范对于螺栓的容许距离要求。（4）对于腹板截面，考虑的往往是制作问题，以及和翼缘截面厚度的协调问题。腹板的厚度一般以比翼缘的小些为宜，其高厚比用到150左右比较合适。这样，制作中的变形也比较小，板件厚度不宜低于6mm，否则焊穿。（5）常用的门式刚架翼缘截面一般为：180x8, 180x10, 200x8, 200x10, 220x10, 220x12, 240x10, 240x12, 250x10, 250x12, 260x12,

260x14, 270x12, 280x12, 300x12, 320x14等。（6）常用的腹板截面一般为6mm和8mm厚。对6mm的其高度范围一般为300~750mmzui最大可到900mm;对8mm厚的腹板高度范围一般为300~900mm,最大可到1200mm。二知识点：梁的平面外计算长度通常情况下对于下翼缘取隅撑作为其侧向支撑点，计算长度取隅撑之间的距离。对于上翼缘，一般也可以取有隅撑的檩条之间的距离。檩距 1.5m，隅撑隔一个檩条布置。所以，梁的平面外计算长度取3m。柱的平面外长度取决于其平面外支点距离，本刚架在牛腿位置设置面外支撑。由于设置了吊车，程序在此把柱分为2段，柱子平面外长度取各段柱实际长度即可。对于平面内计算长度，在通常情况下不需要修改。但有时平面内长度需要根据实际修改。当有夹层时，对于按框架设计的柱的平面内计算长度需要修改。

钢结构框架柱计算长度系数说明

钢结构框架柱计算长度系数说明很多用户对于STS框架柱的计算长度系数计算都存有疑问，尤其是在框架柱存在跃层柱的时候，有的时候会觉得得软件得出的计算长度系数偏大，或者不准确。下面我通过一个用户的模型，来详细的讲解一下计算长度系数的问题。 1 跃层柱计算长度系数显示的问题首先我们需要了解一下软件对于跃层柱计算长度系数显示结果的问题用户模型如下：选取其中一根柱子，看一下软件（satwe）对于计算长度系数输出：

绕构件X轴的计算长度系数两层分别是和，因为分了标准层，所以输出了两个计算长度系数，但如果我么手算的话，肯定是按照一个柱子来求计算长度系数，那么现在软件输出的计算长度系数，和我们手算的到底有什么区别呢我们可以利用二维门式钢架计算验证一下，抽取这个立面，形成PK文件，二维门刚计算的计算长度系数如下：

二维门刚是按照一整根柱子求出了一个计算长度系数计算长度系数主要涉及到构件长细比的计算，截面是确定的，那我们来看计算长度：Satwe计算结果：下段柱计算长度=*米（层高）=米上段柱计算长度=*米（层高）=米二维门刚计算结果： *（+）=米结论：从上面的计算可以得知，satwe对于跃层柱的计算长度系数，是按照一整根柱来得到的，但是输出的时候是分层输出的，所以对于求得的计算长度系数按照层高做了处理，但是结果是一样的，这个我么在后面可以手算验证。 2 如何核对计算长度系数 Satwe对于构件的的计算长度系数的计算是按照《钢规》附录D来计算的，很多用户对软件的计算长度系数存在疑问，但是通过我们的核对，绝大多数的情况，软件还是严格按照规范来计算的，但是对于一些连接情况特别复杂的情况，规范也没有特别说明的的情况，软件也会出现一定的问题，那么我们该怎样核对构件的计算长度系数呢第一个方法，就是我们上面用到的，抽一榀，用我们的二维门刚来验证。这样的计算结果比较简洁，直观，分别看两个方向的计算长度系数，然后和satwe的计算结果对比。

门式刚架计算书

门式刚架计算书项目编号: No.1项目名称: XXX项目计算人: XXX设计师专业负责人: XXX总工校核人: XXX设计师日期: 2017-12-08

目录一. 设计依据................................................................................................................................................................................ 二. 计算软件信息........................................................................................................................................................................ 三. 结构计算简图........................................................................................................................................................................ 四. 结构计算信息........................................................................................................................................................................ 五. 结构基本信息........................................................................................................................................................................ 六. 荷载与效应组合.................................................................................................................................................................... 1. 各工况荷载表.................................................................................................................................................................. 2. 荷载效应组合表.............................................................................................................................................................. 七. 地震计算信息........................................................................................................................................................................ 1. 左地震.............................................................................................................................................................................. 2. 右地震.............................................................................................................................................................................. 八. 内力计算结果........................................................................................................................................................................ 1. 单工况内力...................................................................................................................................................................... 九. 节点位移................................................................................................................................................................................ 十. 构件设计结果........................................................................................................................................................................十一. 荷载与计算结果简图........................................................................................................................................................ 1. 结构简图.......................................................................................................................................................................... 2. 荷载简图.......................................................................................................................................................................... 3. 应力比图.......................................................................................................................................................................... 4. 内力图.............................................................................................................................................................................. 5. 位移图..............................................................................................................................................................................

门式钢架规范的规定

门式钢架结构设计注意事项： 1、《门规》和《钢规》的适用条件：《门规》总则:P1-1.0.2 2、主要尺寸：跨度：主钢架轴线之间的距离高度：地坪至柱轴线与斜梁轴线交点的高度檐口高度：地坪至房屋外侧檩条上缘的高度宽度：房屋侧墙墙梁外皮之间的距离 3、常用尺寸：跨度：9~36m 柱距：一般采用6~9m，大于9m采用桁架式檩条高度：有桥式吊车不宜大于12m 4、坡度：一般不应小于5%，夹芯板屋面建议不小于10%，否则容易漏雨5、柱脚最小尺寸：建议不小于300mm，否则影响地脚螺栓的布置 6、梁的最小高度: 建议不小于300mm，否则影响高强螺栓的布置。 7、屋面恒荷载取值：

一般可取0.2kN/m2~0.3kN/m2 8、屋面活荷载取值：《门规》3.2.2条规定：对于受荷投影面积大于60m2的钢架构件，屋面竖向均布活荷载的取值可取不小于0.3kN/m2，建议不小于屋面雪荷载；《钢规》3.2.1条注同此规定。 9、风与地震组合：《门规》P7-3.2.5.5：风荷载与地震作用不同时考虑 10、是否考虑温度荷载：《钢规》P78-8.1.5 《门规》P16-4.3.1 11、厂房防震缝：《抗规》P124-9.2.3：当设置防震缝时，其缝宽：厂房体型复杂或者有贴建的房屋和构筑物时，宜设防震缝，在厂房纵横跨交接处、大柱网厂房或不设柱间支撑的厂房，防震缝宽度可采用150~225mm，其他情况可采用75mm~135mm。 12、柱脚：《门规》P15-4.1.4：建议36m跨度以上的无吊车房屋也按照刚接考虑；重型荷载平台柱脚应采用靴梁柱脚；《门规》P45-7.2.17：

下柱的计算长度,规范

竭诚为您提供优质文档/双击可除下柱的计算长度,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7.3.11-3计算。以前老程序是按表7.3.11-1和表7.3.11-2采用的。7.3.11-3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7.3.11-1和公式7.3.11-2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+ηs*mv（1-1）式中ηs为反映二阶效应增大mh幅度的弯矩增大系数。但在传统的η——lo法中，是用η同时增大mv和mh的，即：m=η（mh+mv）（1-2）因此，如果要使所求的总弯矩相等，那么必然有：

ηs>η 与ηs相应的lo也就必然比与η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7.3.11-2的lo计算出的η再按1-2公式计算出的弯矩和按规范7.2.11-3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7.2.11-2和7.2.11-3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η——lo法就是不尽和理的，因此规范就在7.3.12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 ⑴《混凝土结构设计规范》（gb50010-20xx）（以下简称《混凝土规范》）第7.3.11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7.3.11-2取用。 ⑵第7.3.11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

门式刚架设计实例

轻型门式刚架 ——计算原理和设计实例 <9> 来源：https://www.360docs.net/doc/9e6814134.html, 发布时间：06-06 编辑：段文雁

二、设计实例一 1 设计资料门式刚架车间柱网布置：长度60m；柱距6m；跨度18m。刚架檐高：6m；屋面坡度1：10；屋面材料：夹心板；墙面材料：夹心板；天沟：钢板天沟；基础混凝土标号为C25，fc=12.5 N/mm2；材质选用：Q235-B f=215 N/mm2 f=125 N/mm2。 2 荷载取值静载：为0.2 kN/m2；活载：0.5 kN/m2 ；雪载：0.2 kN/m2；风载：基本风压W0=0.55 kN/m2，地面粗糙度B类，风载体型系数如下图：图3-41 风载体型系数示意图 3 荷载组合 (1). 1.2 恒载+ 1.4 活载 (2). 1.0 恒载+ 1.4 风载 (3). 1.2 恒载+ 1.4 活载+ 1.4×0.6 风载 (4). 1.2 恒载+1.4×0.7 活载+ 1.4 风载 4 内力计算（1）计算模型图3-42 计算模型示意图（2）工况荷载取用恒载活载左风右风图3-43 刚架上的恒载、活载、风载示意图各单元信息如下表：

表3-5 单元信息表单元号截面名称长度(mm) 面积(mm2) 绕2轴惯性矩(x104mm4) 绕3轴惯性矩(x104mm4) 1 Z250~450x160x8x10 5700 54407040 973974 599822728 2 L450x180x8x10 9045 7040 974 22728 3 L450x180x8x10 9045 7040 97 4 22728 表中：面积和惯性矩的上下行分别指小头和大头的值图3-44 梁柱截面示意简图（3）计算结果刚架梁柱的M、N、Q见下图所示：图3-45 恒载作用时的刚架M、N、Q图图3-46 活载作用时的刚架M、N、Q图图3-47 （左风）风载作用时的刚架M、N、Q图选取荷载效应组合：（1.20 恒载+ 1.40 活载）情况下的构件内力值进行验算。组合内力数值如下表所示：表3-6 组合内力表单元号小节点轴力N(kN) 小节点剪力Q2(kN) 小节点弯距M(kN.m) 大节点轴力N(kN) 大节点剪力Q2(kN) 大节点弯距M(kN.m) 1 -67.97 23.16 0.00 -56.89 -23.16 132.03 2 -28.71 -54.30 -132.0 3 -23.05 -2.30 -103.14 3 -23.05 -2.30 103.1 4 -28.71 -54.30 132.03 4 -56.89 -23.16 -132.03 -67.97 23.16 0.00 5构件截面验算

门式刚架计算原理和设计实例之五

第五章辅助结构系统轻型钢结构的辅助结构系统包括挑檐、雨篷、吊车梁、牛腿、楼梯、栏杆、检修平台和女儿墙等，它们构成了轻型钢结构完整的建筑和结构功能。第一节雨篷和挑檐一、雨篷钢结构雨篷同钢筋混凝土结构雨篷一样，按排水方式可分为有组织排水和自由落水两种。钢结构雨篷的要紧受力构件为雨篷梁，其常用的截面形式有轧制一般工字钢、槽钢、H型钢、焊接工字形截面等，当雨篷的造型为复杂的曲线时亦可选用矩形管或箱形截面等。在轻型门式刚架结构中，雨篷宽度通常取柱距，即每柱上挑出一根雨篷梁，雨篷梁间通过C型钢连接形成平面。挑出长度通常为1.5m或更大，视建筑要求而定。雨篷梁可做成等截面或变截面，截面高度应按承载能力计算确定。通常情况下雨篷梁挑出的长度较小，按构造做法，其截面做成与其相连的C型钢截面同高：当柱距为6m时，连接雨篷梁的C型钢为16＃，雨篷梁亦取

16＃槽钢；当柱距为9m时，连接雨篷梁的C型钢为24＃，雨篷梁取25＃槽钢；有组织排水的雨篷可将天沟设置在雨篷的根部或将天沟悬挂在雨篷的端部，雨篷四周设置凸沿，以便能有组织的将雨水排入天沟内。图5-1～5-3为几种常见雨篷的做法。（a）

(b) 图5-1 自由落水雨篷 (a) (b)

（c）C-C 图5-3 雨篷节点详图二、挑檐在轻型门式刚架厂房结构中，通常将天沟（彩钢或不锈钢）放置在挑檐上，形成外天沟。挑檐挑出构件的间距取柱距，即挑出构件作为主刚架的一部分，挑出构件之间由C型钢檩条连接，。图5-4所示为典型的挑檐构造。图5-4 典型的挑檐构造挑檐柱承受C型钢墙梁传递轻质墙体的竖向荷载和风荷载，挑檐梁要紧承受考虑天沟积水满布荷载或积雪荷载。挑檐各构件（挑檐柱、挑檐梁）截面通常采纳轧制工字钢或高频H型钢，截

问题讨论6：柱的计算长度问题

问题讨论6 柱的计算长度问题柱的计算长度问题，需要分两个方面讨论。一是钢筋混凝土结构柱的计算长度，二是钢结构柱的计算长度。 1.钢筋混凝土结构柱的计算长度 1.1.单层排架结构柱的计算长度 1.1.1.无吊车房屋柱这种情况相对简单，计算长度按照《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002)表7.3.11—1直接取用即可。但应注意，在SATWE程序中的隐含值是以多高层框架的规定为准，与单层房屋的规定不同。应用时应根据实际要求对柱计算长度系数进行修改。 1.1. 2.有桥式吊车的房屋柱 1.1. 2.1.考虑吊车作用计算计算长度应按照《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002)表7.3.11—1取用。使用SATWE程序时，应根据有吊车的要求对柱计算长度系数进行修改。1.1.2.2.不考虑吊车作用计算在有桥式吊车的房屋中，吊车在房屋中的位置并不固定。因此，内力计算应该包括没有吊车作用时的计算。在一般程序的内力分析中，有吊车作用时的内力可以完全涵盖无吊车作用时的内力。但是，无吊车时柱的计算长度一般要大于有吊车时的计算长度。如果吊车吨位不大，柱配筋很可能是无吊车时起控制作用。不考虑吊车作用时，柱计算长度系数的修改原则：在SATWE程序中，柱的计算长度实际上隐含的是现浇楼盖多层框架柱的计算规则：底层柱 1.0H，其余各层柱 1.25H。在吊车梁处如果主跨方向有横梁联系，则该方向的计算长度就是隐含值，否则应按越层柱考虑确定柱的计算长度。越层柱计算长度的计算规则见第1.3节。需注意，对于单跨的无吊车房屋柱，规范规定的计算长度是1.5H，不要误认为是1.25H。 1.1. 2. 3.有桥式吊车的房屋柱使用SATWE程序时的解决方案：宜分两次计算。先考虑有吊车的作用，注意应按有吊车的要求对柱计算长度系数进行修改后计算。再考虑无吊车的作用，注意应按无吊车的要求对柱计算长度系数进行修改后计算。两次计算中，以配筋大者作为设计的依据。 1.2.多层框架柱的计算长度 1.2.1.多层框架柱的计算长度应按照《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002)表7.3.11—2取用。 1.2.2.《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002)中7.3.11条第二项中规定，“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”，框架柱的计算长度另有计算公式。规范的条文说明对此已有解释，按照框架结构二阶效应规律的分析，此时直接采用表7.3.11—2中的计算长度是偏于不安全的。因此，采用SATWE程序计算时，可在设计信息中选取“混凝土柱的计算长度系数计算执行混凝土规范7.3.11—3条”选项，这样做偏于安全。当然，如果在非地震区，风荷载产生的柱弯矩不大时，没有必要用此选项。在框架剪力墙结构中，即使在地震区，由于剪力墙的作用使框架的侧向位移相对较小，此时框架柱的二阶效应介

构件的计算长度和容许长细比

5.3 构件的计算长度和容许长细比 5.3.1 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5.3.1 采用表5.3.1 ※注： 1 为构件的几何长度（节点中心间距离）；为桁架弦杆侧向支承点之间的距离。 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的 2 倍（图5.3.1 ）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0.5 ）：（5.3.1）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 ( 5.3.1 )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。 5.3.2 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，度时，取式中 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) 若或拉杆在桁架平面外的抗弯刚

门式刚架课程设计

. 《房屋钢结构》门式钢架课程设计姓名：杜修磊学号：20110380 班级：2011级土木3班指导教师：张杰 2014年12月

一、题目要求现有一单层门式钢架厂房，布置一台10t 中级工作制桥式吊车，单跨双坡，跨长18m 。设计参数： 1、建筑物安全等级为三级，设计使用年限为50年； 2、基本风压为2 /4.0m kN （50年一遇），B 类粗糙度； 3、基本雪压为2/35.0m kN （50年一遇）； 4、屋面恒载为2/3.0m kN ，屋面活载为2/5.0m kN ； 5、抗震设防烈度为8度，设计地震分组为第二组，场地类别为II 类，抗震设防类别为丙类； 6、基础顶面标高为0.000m 。结构布置形式如图所示：

二、输入参数工程名: 01 ************ PK11.EXE ***************** 日期:12/18/2014 时间: 20:12:44 设计主要依据: 《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012); 《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010); 《钢结构设计规范》(GB 50017-2003); 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS 102:2002，2012年版); 结果输出 ---- 总信息---- 结构类型: 门式刚架轻型房屋钢结构设计规范: 按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》计算结构重要性系数: 1.00 节点总数: 9 柱数: 4 梁数: 4 支座约束数: 2 标准截面总数: 5 活荷载计算信息: 考虑活荷载不利布置风荷载计算信息: 计算风荷载钢材: Q235 梁柱自重计算信息: 柱梁自重都计算恒载作用下柱的轴向变形: 考虑梁柱自重计算增大系数: 1.20 基础计算信息: 不计算基础梁刚度增大系数: 1.00 钢结构净截面面积与毛截面面积比: 0.85 门式刚架梁平面内的整体稳定性: 按压弯构件验算钢结构受拉柱容许长细比: 400 钢结构受压柱容许长细比: 180 钢梁(恒+活)容许挠跨比: l / 180 柱顶容许水平位移/柱高: l / 180 地震作用计算: 计算水平地震作用计算振型数： 3 地震烈度：7.00 场地土类别：Ⅱ类

门式刚架计算原理和设计实例之二

第二章轻型门式钢刚架设计的差不多理论第一节结构布置和材料选用一、结构组成轻型门式钢刚架的结构体系包括以下组成部分：（1）主结构：横向刚架（包括中部和端部刚架）、楼面梁、托梁、支撑体系等；（2）次结构：屋面檩条和墙面檩条等；（3）围护结构：屋面板和墙板；（4）辅助结构：楼梯、平台、扶栏等；（5）基础。图2-1给出了轻型门式钢刚架组成的图示讲明。图2-1 轻型钢结构的组成

平面门式刚架和支撑体系再加上托梁、楼面梁等组成了轻型钢结构的要紧受力骨架，即主结构体系。屋面檩条和墙面檩条既是围护材料的支承结构，又为主结构梁柱提供了部分侧向支撑作用，构成了轻型钢建筑的次结构。屋面板和墙面板起整个结构的围护和封闭作用，由于蒙皮效应事实上也增加了轻型钢建筑的整体刚度。外部荷载直接作用在围护结构上。其中，竖向和横向荷载通过次结构传递到主结构的横向门式刚架上，依靠门式刚架的自身刚度抵抗外部作用。纵向风荷载通过屋面和墙面支撑传递到基础上。二、结构布置轻型门式钢刚架的跨度和柱距要紧依照工艺和建筑要求确定。结构布置要考虑的要紧问题是温度区间的确定和支撑体系的布置。考虑到温度效应，轻型钢结构建筑的纵向温度区段长度不应大于300m，横向温度区段不应大于150m。当建筑尺寸超过时，应设置温度伸缩缝。温度伸缩缝可通过设置双柱，或设置次结构

及檩条的可调节构造来实现。支撑布置的目的是使每个温度区段或分期建设的区段建筑能构成稳定的空间结构骨架。布置的要紧原则如下：（1）柱间支撑和屋面支撑必须布置在同一开间内形成抵抗纵向荷载的支撑桁架。支撑桁架的直杆和单斜杆应采纳刚性系杆，交叉斜杆可采纳柔性构件。刚性系杆是指圆管、H型截面、Z或C型冷弯薄壁截面等，柔性构件是指圆钢、拉索等只受拉截面。柔性拉杆必须施加预紧力以抵消其自重作用引起的下垂；（2）支撑的间距一般为30m-40m，不应大于60m；（3）支撑可布置在温度区间的第一个或第二个开间，当布置在第二个开间时，第一开间的相应位置应设置刚性系杆；（4） 45的支撑斜杆能最有效地传递水平荷载，当柱子较高导致单层支撑构件角度过大时应考虑设置双层柱间支撑；（5）刚架柱顶、屋脊等转折处应设置刚性系杆。结构纵向于支撑桁架节点处应设置通长的刚性系杆；（6）轻钢结构的刚性系杆可由相应位置处的檩条兼作，刚度或承载力不足时设置附加系杆。除了结构设计中必须正确设置支撑体系以确保其整体稳定性之外，还必须注意结构安装过程中的整体稳定性。安装时应该

钢筋混凝土框架柱计算长度设计方法研究

第28卷第1期2002年2月湖南农业大学学报(自然科学版) Journal of Hunan Agricultural University (Natural Sciences )Vol.28No.1Feb.2002 收稿日期:2001210229 作者简介:仇一颗,女,汉族,湖南汨罗人,硕士,湖南大学讲师. 文章编号:100721032(2002)0120067204钢筋混凝土框架柱计算长度设计方法研究仇一颗,易伟建,袁贤讯 (湖南大学土木工程学院,湖南长沙　410082) 摘　要:首先采用直接由材料本构关系形成单元M 2N 2 Φ本构矩阵的方法推导出钢筋混凝土构件的单元刚度矩阵,编制了可以同时考虑材料和几何双重非线性影响的有限元程序,与独立柱和框架柱的试验结果相比,计算结果吻合较好;然后,采用该分析程序对一榀二跨七层的规则框架算例进行分析,计算了各柱单元控制截面的二阶弯矩,并分析了二阶弯矩随各影响因素的变化规律;最后,以现行设计规范中标准柱偏心距增大系数的原型公式在本研究程序条件下的修正公式为基点,分析了所选算例各柱单元的计算长度随各影响因素的变化规律.关　键　词:钢筋混凝土;框架柱;计算长度;二阶效应;几何非线性;材料非线性中图分类号:S511.048 文献标识码:A Study on Effective Length Design Methods of RC Frame Columns QI U Y i 2ke ,Y I Wei 2jian ,Y UAN X ian 2xun (College of Civil Engineering ,Hunan Univ ,Changsha 410128,PRC ) Abstract :In this paper ,the element stiffness matrixes of RC members were firstly derived ,utilizing the M 2N 2 Φrelations of elements formed directly from physical properties of material.Thus a computer program was developed ,in which the influence of material non 2linearity and geometric non 2linearity were comprehensively taken into account.The results calculated by this program were found to be in good agreement with the experimental results of columns and frames.Thereafter ,the nonlinear ana 2lytical computer program was used to analyze the varying laws of second order moment with respect to different influential factors in critical sections of columns in the example of seven 2story two 2bay RC frame.Based on the amendatory formula of the magnification coefficient for the eccentricity of stan 2dard column (hinged end column with equal end eccentricities )specified in the design code (G BJ 10—89),appropriate formula and varying laws of the effective length of column members in the analyzed example frames with the influential factors have been investigated. Key words :reinforced concrete ;frame column ;effective length ;second 2order effects ;material non 2lin 2earity ;geometric non 2linearity 《混凝土结构设计规范标准(G BJ10—89)》对柱子计算长度取值的规定可追溯到弹性稳定理论[1],对这个取值,很多学者持有异议[2～4]:框架柱计算长度不仅概念模糊,而且取值也不合理.概念上,计算长度l 0最初来源于弹性轴心受压柱的第一类稳定问题;数值上,它表示一根具有某种端约束条件且长度为l 的压杆,其临界荷载与长度为l 0的两端铰支轴心压杆的临界荷载相同.而钢筋混凝土框架柱属于压弯构件,它在实际工作过程中表现出明显的非弹性特征和二阶效应.现行规范在计算框架柱二阶弯矩(实际上是计算偏心距增大系数η )时,仍然沿用轴压柱的计算长度,这种做法概念上是否合理,据此设计的结构是否安全经济,值得进一步的探讨.针对上述问题,现建立能较好地预测钢筋混凝土框架静力性能的非线性分析方法,编制相应的计算机程序,并用编制的非线性程序计算标准柱的偏心距增大系数,与规范公式计