影响钢框架柱计算长度系数的因素
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。
钢结构模拟试题及答案
钢构造模拟试题及答案钢构造是由钢制材料组成的构造，是主要的建筑构造类型之一。
以下是由关于钢构造模拟试题的内容，希望大家喜欢!1、简述钢构造有哪些主要特点。
(8分)答：(1)材料的强度高，塑性和韧性好;(2)材质均匀，和力学计算的假定比拟符合;(3)制作简便，施工周期短;(4)质量轻;(5)钢材耐腐蚀性差;(6)钢材耐热，但不耐火;2、碳素构造钢按质量分为几级?并是怎样划分的?Q235B·b代表的意义是什么?(10分) 答：碳素构造钢按质量分为A、B、C、D 四级。
其中A级钢材不作冲击韧性要求，冷弯性能在需方有要求时才进展;B、C、D各级钢材均要求冲击韧性值Akv≥27J，且冷弯试验均要求合格，所不同的是三者的试验温度有所不同，B级要求常温(20±5℃)冲击值，C和D级那么分别要求0℃和-20℃冲击值。
2Q235B·b代表屈服强度为235N/mm，B级，半镇静钢。
3、钢构造中，选用钢材时要考虑哪些主要因素?(8分)答：构造或构件的重要性;荷载的性质(静载或动载);连接方法(焊接、铆接或螺栓连接);工作条件(温度及腐蚀介质)。
4、轴心受力构件的截面形式有哪几种?并且对轴心受力构件截面形式的共同要求是什么?答：轴心受力构件的截面形式有热轧型钢、冷弯薄壁型钢、实腹式组合截面以及格构式组合截面。
对轴心受力构件截面形式的共同要求是：(1)能提供强度所需要的截面积;(2)制作比拟简便;(3)便于和相邻的构件连接;(4)截面开展而壁厚较薄，以满足刚度要求。
5、计算压弯(拉弯)构件的强度时，根据不同情况，采用几种强度计算准那么?并简述各准那么的内容。
我国钢构造标准对于一般构件采用哪一准那么作为强度极限?(10分)答：计算压弯(拉弯)构件的强度时，根据不同情况，采用三种强度计算准那么。
其中(1)截面边缘纤维屈服准那么：当构件受力最大截面边缘处的最大应力到达屈服时，即认为构件到达了强度极限。
影响钢框架柱计算长度系数的因素
有 关 ， 现 在 初 始 几何 缺 陷 、 载 条 件 、 点 连接 刚 度 、 体 荷 节 支撑 刚度 、 间相 互 作 用和 二 阶 效 应 等 方 面 。 国 内 外 的许 多 层 学者 已经 推 导 了一 些 框 架柱 的计 算 长度 系数 公 式 ， 一 般 是 在 一 定 的 假 设 条 件 下 推 导 出来 的 ， 有 充 分 考 虑 影 响 但 没
Ｄｉｏ ｎ ｕ ＬｕＪｉ Ｈｕ ｇ ａｎ ｙ ｎ ａ Ｙｕ ｙ ｎ ｉ ａｎ ａｎ Ｘｉ ｇ ｕ
（ ａ ｇ ｈ ｕ Ｕｎｖ ｒｉ Ｇ ａ ｇ ｈ ｕ ５ ０ ０ ） Ｇｕ ｎ ｚ ｏ ｉ ｓ ｙ ｅ ｔ ｕ ｎ ｚ ｏ １ ４ ５
ＡＢ Ｔ Ｓ ＲＡＣＴ Ｅｆ ｃ ｉｅ ｌｎ ｔ ｏ ｆ ｃｅ ｔ ｔ ｏ ｖ ｉｓ ｔ ｅ ｗｈ ｌ ｂ ｃ ｌ ｇ ａ ａｙ ｉ ｏ ｔ ｃ ｕ ｅ ，ｔ ｅｅ ｏ ｅ ｔｉ ｕ ｅ ｆ ｔ ｇ ｈ ｃ ｅｆ ｉｎ ｅ ｖ ｅ ｉ ｍｅ ｈ ｄ ａ ｏｄ ｈ ｏｅ ｕ ｋｉ ｎ ｌ ｓ ｆ ｒｓｒ ｔ ｒ ｓ ｈ ｒ ｆ ｒ ，Ｉ ｓ ｓ ｄ ｎ ｓ ｕ ｗｉｅｙ ｄ ｌ ．Ｔｈ ｆ ｃ ｉｅ ｌｎ ｔ ｏ ｆｉｉ ｔ ｏ ｔｅ ａ ｏ ｕ ｓ ｒ ｌｔ ｄ ｔ ｎ ａ ｔ ｒ ．ｓ ｃ ｓ ｉｉｉ ｅ ｍｅ ｒ ｅ ｅ ｆ ｔ ｅ ｇ ｈ ｃ ｅ ｆ ｅ ｆ ａ ｓｅ ｌｆ ｍｅ ｃ ｌｍｎ ｉ ｅ ｅ Ｏ ｍａ ｙ ｆ ｃｏ ｓ ｕ ｈ ａ ｎ ｔ ｌ ｇ ｏ ｔｉ ｅ ｖ ｃｎ ｌ ａ ａ ｃ ｉ ｅ ｆｅ ｉｎ， ｌａ ｉ ｇ ｃ ｎ ｉｉｎ， ｎ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｇ ｓ ｉ ｎ ｓ ，ｂ ａ ｉ ｇ ｓｉｆ ｅｓ ｉ ｔｒ ｔ ｒ ｎ ｅ ａ ｔ ｎ ａ ｄ ｓ ｃ ｎ － ｒ ｅ ｍｐ ｒ ｅ ｔ ｏ ｏ ｄｎ ｏ ｄ ｔ ｏ ｄ ｏ ｏ ｎ ｃｉ ｔ ｆｅｓ ｎ ｆ ｒ ｃｎ ｔ ｎ ｓ ， ｎ ｅ ｓｏ ｙ ｉ ｔ ｒｃ ｉ ｎ ｅ ｏ ｄ ｏ ｄ ｒ ｆ ｏ ｅ ｆｃ ．Ｓ ｍｅ ｅ ｆ ｔ ｅ ｌｎ ｔ ｏ ｆ ｃｅ ｔ ｆｒ ｕａ ｏ ｔ ｅ ｒ ｍｅ ｃ ｌｍｎ ＆ ｅ ｄ ｄ ｃ ｄ ｂ ｎ ｃ ｏａ ｓ ｉ ｉ ａ ａ ｄ ｆｅ ｔ ｏ ｆｅ ｉ ｅ ｇ ｈ ｃ ｅ ｉｉｎ ｏ ｍ ｌ ｆ ｒ ｓｅ ｌｆａ ｏｕ ｓ ｒ ｅ ｕ ｅ ｙ ｍａ ｙ ｓ ｈ ｌｒ ｎ Ｃｈ ｎ ｎ ｃ ｖ ｓ ａ ｒ ｄ，ｂ ｔ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｌ ｅ ｕ ｅ ｎ ｅ ｏ ｓ ｕ ｔ ｎ 。ｗｉｈ ｕ ｈ “ ｌｃ ｎ ｉ ｅ ａ ｉｎ ｏ ｈ ａ ｔｒ ｆｅ ｔ ｂｏ ａ ｕ ｈ ｙ ａ ｅ ｕ ｕ ｌ ｄ ｄ ｃ ｄ ｕ ｄ ｒ ｓ ｍｅ ａ ｓ ｍｐ ｉ ｓ ｙ ｏ ｔｏ ｔｔｅ ｏ ｄ ｒ ｔ ｆ ｔ ｅ ｆ ｃｏ ｓ ａ ｆ ｉ ｓ ｏ ｃ ｎ ｇ ｅ ｆｃ ｉｅ ｌｎ ｔ ｏ ｆ ｃｅ ｔ ｆ ｔｅ ｒ ｅ ｃ ｌ ｍｎ ．Ｔｈ ｅ ｆｃ ｏ ｓａ ｅｓ ｍｍａ ｉ ｄ ，ｔ ｅ ｌ ｂ ｅ ｅ ｅ ｃ ｏ ｘ ｌｒｎ ｆｅ ｔ ｇ ｈ ｃ ｆ ｉｎ ｅ ｌ ａ ｏ ｕ ｓ ｖ ｅ ｅ ｉ ｏ ｓ ｆｍ ｓ ｅ ａ ｔ ｒ ｒ ｕ ｒｅ ｚ ｈ ｙ ｗｉ ｅ ａ ｒ ｆｒ ｎ ｅ ｆｒ ｅ ｐｏ ｉ ｌ ｇ
剪切变形对半刚接柱计算长度系数的影响
面厚度 ， 出随 着端板厚 度 的增 大柱 计算 长度 系数 不 断减 小的结 论． 过 算例 可知 端 板厚 度 １ 得 通 ２ｍｍ
与 ５ Ｏｍｍ 的 变化 幅度 内计 算长度 系数差值 高达 ３ ． ２ ； ７ Ｏ 与刚性 连接 钢框 架计 算结 果对 比 ， 出考 得 虑剪切 变形对 柱计 算 长度 系数 有 显著 影 响 ， 者 最 大相 差 ６ ． ８／ 根据 剪 切 变形 的计 算 长度 系数 二 ６７ ． ９ ６
Ｗ Ｕ —ｈ ｎ ． Ｘｉｚ ｅ ＤＯＮＧ ｎ Ｑｉｇ
（ ． ｃ ｉｅｔ ｒ ｌ ｓｇｎＩ ｓｉｕｅ， ｉｇ ｕ ｎ ｖ ｒｉｙ， Ｏｉｇ １ ０ ８ Ｃｈ ｎ １ Ａｒｈ ｔｃｕ ａ ｉ ｎ ｔｔｔ Ｔｓｎ ｈ ａ Ｕ ｉｅ ｓｔ Ｂｅ ｎ ０ ０ ４， ｉａ； Ｄｅ
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框架柱计算长度系数的总结
是两种方法的考虑途径有所不同。
2.1 无支撑框架柱计算长度系数
规范指出：框架分为有支撑框架与无支撑的纯框架，有支撑的框架根据抗侧移刚度的大
小又分为强支撑框架与弱支撑框架。
对于无支撑框架，发生有侧移失稳。
∑ N ⋅ ∆u
如果
≤ 0.1，可以采用计算长度法；
∑ Hh
∑ N ⋅ ∆u
如果
> 0.1，需要较精确的考虑二阶效应
由式（5）可以计算出ϕ 值,再由规范附录 C 中轴心受压构件的稳定系数ϕ 与长细比 λn 之
间的关系曲线推导出 λn 的表达式[7]:
由附录 C 中公式:
当 λn
=
λ π
f y E ≤ 0.215 时，ϕ = 1− a1λn2 ，得：
当ϕ ≥ 0.97 时， λn =
1
1
(1 − ϕ )2
a1
（6）
系数取 1.0。这是因为框架有侧移失稳是二阶效应中的竖载－侧移效应造成的。
-2-
H ni
=
ayQi 250
0.2 + 1 ns
(2)
Qi：第i楼层的总重力荷载设计值
ns :框架总层数，当
0.2 +
1 ns
>1 时，取值为 1
ay ：钢材强度影响系数
2.2 有支撑框架柱计算长度系数
表
一
层数
K1
K2
Sb
µ0 µb
µ
中柱 0.141 10.0 1
边柱 0.048 10.0
1.63 0.72 1.339 218975
1.84 0.73 1.435
中柱 0.127 0.141
2.71 0.95 1.933
顶底角钢连接对框架柱计算长度的影响
温
建
筑
技
术
２０ 年第 ５ （ ０８ 期 总第 １５ ） ２期
顶 底 角 钢 连 接对 框 架柱 计 算 长度 的影 响
赵
（． １ 哈尔滨＂ ， ｒｑ大学 土木工程学院 。 哈尔滨 ｌ
建 ， 邵永松
１ ０ ９ ； ２ ■龙江科技学院建筑工程学院 ． 哈尔滨 ５００ ． １０ ２ ） ５ ，０ ７
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ｌ 文章编号】 １ １ ６６｛ ０） — ０２ ０ ０ — ８４２ ８０ ０６ — ２ ０ ０ ５
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相应 的顶角钢底面的水平位 移 △可表 示为剪 切变形与 弯 曲
一
图 １ 顶底 角 钢连 接在 弹性 条 件 下 的变 形 图
种连接方式 ， 本文将就顶底角钢半 刚性 连接形式对钢框 架
根据这些假定并考虑顶角钢肢的剪切变形 ， 与翼缘 力 Ｆ
柱计算长度系数的影 响加以论述。
１ 顶底 角钢半 刚性连接梁柱节点刚度 为了分析问题方便 ， 通常用梁两端带抗弯弹簧来模 拟节
、 ， ／
目前设计钢框架结构时 ， 计算柱 子的稳定性是钢框架稳 定设计 的常用方法 ， ， 即 将钢框架 稳定 问题 简化为确 定柱子 计算长 度的问题 。而 钢框架柱 的稳定承 载力设计计 算公 式
直接取决于它的计算 长度 ． 。 ｊ２ －
其固定支点位于与柱翼缘相连的受拉螺栓螺帽边缘 。
ｔ ｐａ ｄｂｏ ｏ ｔ ｌ ｎ ｅｓｍ —ｒ ｄｃｎ ｅｔ ｅｌｒｍ ｓａｅｓ ａａ ｄｂ ｅ ｏ ｔｅ ｔｅｒｔ ｉ ｈ ｔ ｏｔ ｓ ｄ ｅ ｅｏ ｎ ｔ ｍ ｅ ８ ｉ ｉ ｏｎ ｅ ｓ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｒｔ ｙｔ ｉ ｌｉ ａ ｏ ｉ ｇ ｃ ｄ ｔ ａ ｐ ｅ ｈ ｊ ｎ ｒ ａ ｖ ｏ ｔｎ
2014-2015第二学期钢结构习题集(1)
13．轴心受压杆的强度与稳定，应分别满足（D ）。
A．
N f ；
An
N f An
B． N f ； N f
A
A
C． N f ； N
f
D． N ； N f
A
An
f
An
A
14．计算格构式压杆对虚轴 x 轴的整体稳定性时，其稳定系数应根据（ C） 查 表确定。
A． x
B． oy
C． ox
）。
-3-
11．压弯构件在弯矩作用平面外，发生屈曲的形式是（C
A．弯曲屈曲
B．扭转屈曲
C．弯扭屈曲
D．三种屈曲均可能
）。
12．双轴对称截面理想轴心压杆失稳主要是 （ ） ；单轴对称截面的实腹式轴 心压绕其非对称轴失稳是 （ ） ，而绕其对称轴失稳是 （ A） 。
A．弯曲屈曲和扭转屈曲；弯曲屈曲；弯扭屈曲 B．弯曲屈曲和扭转屈曲；弯扭屈曲；弯曲屈曲 C．弯曲屈曲和剪切屈曲；弯扭屈曲；弯曲屈曲 D．弯曲屈曲和剪切屈曲；弯曲屈曲；弯扭屈曲
若 x ＝ y ，则（
D） 。
A．x >y B．x =y C．x <y D．需要根据稳定性分类判别
25．格构式轴压柱等稳定的条件是（
D）。
A．实轴计算长度等于虚轴计算长度 B． 实轴计算长度等于虚轴计算长度的 2 倍 C
-6-
．实轴长细比等于虚轴长细比 -7-
D．实轴长细比等于虚轴换算长细比
26．某承受轴拉力的钢板，宽 250mm，厚 10mm，钢板沿宽度方向有两个直径
17．钢材牌号 Q235－BF,其中 235 表示 屈服点数值为235MPa F 表示沸腾钢。
，B 表示B类钢筋，
18．角焊缝的最小计算长度不得小于1.5 tmax 和
大学_钢结构模拟试题及答案_1
钢结构模拟试题及答案钢结构模拟试题及答案(一)1、大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构(B)A、密封性好 B、自重轻C、制造工厂化 D、便于拆装2、钢材的设计强度是根据 ( C )确定的。
A、比例极限; B、弹性极限;C、屈服强度;D、极限强度。
3、钢结构的承载能力极限状态是指( C )A、结构发生剧烈振动B、结构的变形已不能满足使用要求C、结构达到最大承载力产生破坏D、使用已达五十年4、某构件发生了脆性破坏，不经检查可以肯定下列问题中 ( A )对该破坏无直接影响。
A、钢材的屈服点过低;B、构件的荷载增加速度过快;C、存在冷加工硬化;D、构件有构造原因引起的应力集中。
5、钢材的抗拉强度fu与屈服点fy之比fu/fy反映的是钢材的 (A )A、强度储备B、弹塑性阶段的承载能力C、塑性变形能力D、强化阶段的承载能力6、Q235钢按照质量等级分为A、B、C、D四级，由A到D表示质量由低到高，其分类依据是 (C ) 。
A、冲击韧性;B、冷弯试验;C、化学成分;D、伸长率。
7、钢号Q345A中的345表示钢材的( C )A、fp值 B、fu值 C、fy值 D、fvy值8、钢材所含化学成分中，需严格控制含量的有害元素为( C )A、碳、锰 B、钒、锰C、硫、氮、氧 D、铁、硅9、同类钢种的钢板，厚度越大， ( A ) 。
A、强度越低; B、塑性越好;C、韧性越好; D、内部构造缺陷越少。
10、对于普通螺栓连接，限制端距e2d0的目的是为了避免( D )A、螺栓杆受剪破坏B、螺栓杆受弯破坏C、板件受挤压破坏D、板件端部冲剪破坏11、以下关于应力集中的说法中正确的是( B ) 。
A、应力集中降低了钢材的屈服强度B、应力集中产生同号应力场，使塑性变形受到限制C、应力集中产生异号应力场，使钢材变脆D、应力集中可以提高构件的疲劳强度12、Q235与Q345两种不同强度的钢材进行手工焊接时，焊条应采用( C )A、E55型 B、E50型C、E43型D、H10MnSi13、在搭接连接中，为了减小焊接残余应力，其搭接长度不得小于较薄焊件厚度的( A )A、5倍B、10倍C、15倍D、20倍14、图示连接中高强度螺栓群受弯后的旋转中心为( ) 。
钢柱计算长度系数确定及长细比相关问题答疑
钢柱计算长度系数确定及长细比相关问题答疑钢柱计算长度系数的确定是钢结构常规设计方法中重要的一环,本文对于钢结构中常用的结构形式,门式刚架和钢框架结构结构中的钢柱确定中遇到的几个问题一一解答,希望对设计人员在钢柱计算长度系数确定时能够有所帮助.1、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB51022-2015确定刚架柱的计算长度系数都有哪些算法？按门规附录A.0.1-A.0.5规定的方法以及A.0.8规定的方法,两种方法有何异同？应该如何选择？1）门式刚架规范对于门式刚架柱计算长度系数确定提供了两种算法,一种是按照门式刚架规范附录A.0.1-A.0.5规定的方法确定刚架柱面内的计算长度系数；另一种是按照门式刚架规范附录A.0.8方法确定刚架柱面内的计算长度系数.对于门式刚架规范的两种方法,二维设计程序是通过参数中的勾选项实现的,见下图：图1门式刚架二维设计参数定义勾选该选项后,程序按照门式刚架规范附录A.0.8方法确定刚架柱面内的计算长度系数,不勾选时,程序按照门式刚架规范附录A.0.1-A.0.5规定的方法确定刚架柱面内的计算长度系数.对于存在摇摆柱的门式刚架,在采用两种方法确定计算长度系数时,程序都会按照A.0.6条要求对于刚架柱的计算长度系数进行放大.2）第一种方法即A.0.1-A.0.6这套方法,其基本设计思路与钢规和梁柱线刚度比方法较为相似,采用梁柱线刚度比作为钢柱面内计算长度系数,这种方法对于门式刚架结构形式没有特别要求,可以支持较为复杂的门式刚架带夹层、高低跨、阶形柱等都可以参考此方法计算得到柱的计算长度系数.第二种方法与旧版门式刚架规程中所规定的一阶弹性方法较为接近,程序主要基于公式A.0.8-1确定,即：由公式可以看出其方法的特点是根据整体抗侧刚度以及柱承担的轴向力得到钢柱的计算长度系数,因此可以考虑单层各跨各柱之间的相互支援作用,同时可以看到该方法适用范围较窄,规范规定各跨梁的标高无突变,无高低跨时可用,但通过对应公式可以看出,该方法同样不适用与刚架柱中间增加节点后截面出现变化的情况,或带夹层的情况,如果使用该方法就会出现柱的计算长度系数异常大的现象,例如下图中带夹层的门式刚架模型的1-5号柱,图2门式刚架柱及其位置其中1、2号柱为截面有变化的阶形柱,3-5号柱为夹层位置的柱,其分别按照门规附录的两种方法分别计算上述柱的计算长度系数,得到以下结果,我们会发现,对于分段的阶形柱和夹层柱按照门式刚架规范附录A.0.8方法计算得到的柱面内计算长度系数相较另一种方法差异很大,一般是A.0.1-A.0.5方法的若干倍,明显偏大,所以在出现上述现象,此时A.0.8的这种方法就不太合适了.门式刚架规范两种算法的比较表12在钢柱长细比等指标不满足规范要求时,为什么很多情况下,增大柱截面尺寸后长细比等指标不但没有降低,反而变大了？为了更清楚说明这种现象产生的原因,以如下简单模型中的框架柱为例,只改变中柱的截面,其他条件均不改变的情况下,考察不同柱截面的回转半径、强轴方向的计算长度系数这两个参数,以及长细比的变化趋势.图3钢框架模型轴侧图该模型中柱采用程序中的国标热轧H型截面,其他条件不变,截面依次增大,分别为HW400*400 HW400*408,HW414*405,HW428*407,HW458*417,HW498*432.首先通过下面折线图来看回转半径的变化,我们发现回转半径并不会随着截面的增大而增大,在截面由HW400*400变为HW400*408时,其腹板厚度和翼缘长度均变大了,为什么回转半径反而变小呢？这是由于回转半径i=√（I/A）,它由截面惯性距和截面面积共同控制,当截面变大时,截面面积和惯性矩同时增大,截面面积增大的速率大于截面惯性矩时,则会出现回转半径减小的情况,而总体上,回转半径由于受到这种条件的制约,增大的趋势也非常缓慢.再来看柱计算长度系数的变化趋势,它再一次和我们一般的认知有着相反的趋势,柱的计算长度系数会随着柱截面的加大而增大,出现这种现象的原因我们要从柱计算长度系数确定过程来分析,根据旧钢规和新钢标对于框架柱计算长度系数确定的方法,其主要过程参数为相交于柱上、下端并与之刚接的横梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值K1、K2,通过规范附录公式及对应表格,我们得到无论是无侧移框架还是有侧移框架失稳模式,柱计算长度系数,都与K1、K2呈反比关系,而在不改变梁截面的情况下,增大柱截面而不改变梁截面的情况下会使K1、K2这两个参数变小（最底层柱K2不变）,进而柱的计算长度系数始终是呈增大的趋势.最后柱的长细比也是随着截面的增大而变大,究其原因还是由于柱计算长度系数和回转半径的变化趋势和速率导致的,上面我们已经知道柱的计算长度是逐渐增大的趋势,而总体上回转半径也呈缓慢增大的趋势,此时柱的长细比变化趋势由计算长度随着柱截面增大的速率和回转半径增大的速率之间的大小关系决定,计算长度比回转半径增大的快,长细比就会增大,反之则长细比减小,在这个例子中计算长度系数的增速要比回转半径快.综上,单纯的通过调整柱截面来让长细比满足要求可能会付出很高的代价.图4框架柱回转半径、计算长度系数和长细比变化趋势3钢框架柱长细比超限该如何调整？由上一问我们得出在一些情况下我们不能单纯的通过调整柱的截面来调整长细比超限的情况,我们应该从以下几个方面去进行长细比的调整.1）在满足强柱弱梁的前提下,增加梁截面尺寸可以降低柱的长细比水平.在柱截面受到建筑限制或增大截面无效的情况下,可以通过适当增大长细比验算方向的与柱刚接的梁截面尺寸来使首层柱K1增大,其他层柱K1,K2都增大的方式减小柱的计算长度系数,进而减小柱的长细比.2）在条件允许的情况下,对于有支撑结构增加支撑杆件或增加已有支撑杆件的刚度使结构由有侧移框架变为无侧移框架.3）采用规范提供的性能化设计方法或性能化设计思想有效增加长细比限值,使长细比更容易满足.如采用新钢标17章抗震性能化设计方法时,满足了相应性能目标的要求后,其长细比限值有所降低.抗规8.1.3注2：多、高层钢结构房屋,当构件的承载力满足2倍地震作用组合下的内力要求时,7～9度构件抗震等级允许按降低1度确定,通过该条可以使承载力能力用较大富裕度的构件,降低其抗震等级,进而其所对应的长细比限值等指标也有所降低.4在调整钢框架中框架梁截面尺寸后为什么与其相连的计算长度系数没有变化？在钢框架中的框架梁很多情况下需要与框架柱做铰接连接,在这种情况下,根据旧钢规和新钢标的附录中均有当横梁与框架柱刚接时,其横梁线刚度取0,此时铰接横梁的线刚度就与参数K1,K2的确定没有影响了,K1,K2不变,计算长度系数自然不会发生变化.。
PKPM钢结构框架柱的计算长度系数 该怎么选取呢
钢结构框架柱的计算长度系数该怎么选取呢?是按照程序默认值呢(没有选取P-△二阶效应), 还是改为1 ,1(选取P-△二阶效应),呢?1.如果是高层钢结构：可以按照《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98的6.3.2条执行。
简言之：（1）有支撑或剪力墙的结构，层间位移角小于1/250时，可以取计算长度系数1.0；（2）纯框架体系，层间位移角小于1/1000时，按照无侧移的公式（6.3.2-2）。
2.如果是多层钢结构：可以按照《钢结构设计规范》GB50017-2003的5.3.5条执行。
（1）无支撑纯框架：1）采用一阶弹性分析方法，按照附录D表D-2；2）采用二阶弹性分析方法，即在每层柱顶附加考虑公式3.2.8-1的假象水平力，框架计算长度取1.0（此方法也就是很多人认为的P-△二阶效应）（2）有支撑框架：分为强支撑（无侧移）和弱支撑。
现在谈谈P-△二阶效应计算方法：常用有以下几种：1.《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98第5.2.11的条文说明的方法2.《钢结构设计规范》GB50017-2003第3.2.8条的方法3.《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002第5.4.3条的方法4.Wilson教授提出的等效几何刚度的方法（可以参看Wilson著《结构静力与动力分析》第11章，也可以参看徐培福等《复杂高层建筑结构设计》第五章第三节，另外也可以参考高小旺等《建筑抗震设计规范理解与应用》2.5节）PKPM等软件考虑P-△二阶效应计算方法采用第4种，即等效几何刚度法。
因此不能将PKPM软件的“P-△二阶效应计算”与柱计算长度系数联系起来。
我个人认为：1.对于高层钢结构，尤其是比较重要的高层钢结构、超高层钢结构，一般需要考虑P-△二阶效应，而且可以使用PKPM计算，即采用Wilson 教授的方法，与计算长度系数没有关系。
2.PKPM讲稿上的计算长度判断方法可以采用:(1)当楼层最大杆间位移小于1/1000时，可以按无侧移设计；(2)当楼层最大杆间位移大于1/1000但小于1/300时，柱长度系数可以按1.0设计；(3)当楼层最大杆间位移大于1/300时，应按有侧移设计。
钢刚架柱计算长度系数取值的几个问题
钢刚架柱计算长度系数取值的几个问题许瑞萍;邢双军;左咏梅【摘要】钢材具有高强、质轻、力学性能良好的优点,广泛应用于建筑结构中.其截面轮廓尺寸小,构件长细比大,稳定性能是决定其承载力的一个特别重要的因素,而稳定性能与构件的计算长度密切相关.论文介绍了几种特殊情况下,钢刚架柱的计算长度系数的取值及应用,供设计人员参考.【期刊名称】《煤炭工程》【年(卷),期】2004(000)006【总页数】3页(P21-23)【关键词】钢刚架;柱;计算长度系数【作者】许瑞萍;邢双军;左咏梅【作者单位】河北工程学院,河北,邯郸,056038;河北工程学院,河北,邯郸,056038;河北工程学院,河北,邯郸,056038【正文语种】中文【中图分类】工业技术2004 年第 6 期煤炭工程E揭Iii跚跚钢刚架柱计算长度系数取值的几个问题许瑞萍，邢双军，左咏梅（河北工程学院，河北嘟嘟 056038) 摘要：钢材具有高强、质轻、力学性能良好的优点，广泛应用于建筑结构中。
其截面轮廓尺寸小，构件长细比大，稳定性能是决定其承载力的一个特别重要的因素，而稳定性能与构件的计算长度密切相关。
论文介绍了几种特殊情况下，钢刚架柱的计算长度系数的取值及应用，供设计人员参考。
关键词：钢刚架；柱；计算长度系数中图分类号：TU328文献标识码： B。
引言传统的刚架设计方法是就刚架所承受的各种荷载先分类，按照一阶弹性分析的方法，即一般结构力学的计算方法确定内力，然后经过内力组合得到诸构件的最不力内力。
得到柱的轴线压力和弯矩值后，把柱单独取出来，分别验算平面内和平面外的稳定。
平面内的计算按照《钢结构设计规范》GB50017 （以下简称《规范》）有关压弯构件稳定计算的方法设计。
在设计过程中，对于柱的计算长度，《规范》第 5.3.3 条有明确规定，即计算长度lo= µl ，用计算长度近似考虑刚架内力的工阶效应，显然确定刚架校的计算长度十分重要。
但是《规范》给出的刚架计算长度系数μ值是根据梁与柱的连接是刚性节点得到的，在实际工程中可能遇到→些特殊条件的刚架，规范未详细介绍。
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钢结构框架柱的计算是结构设计中的重要一环，而计算长度系数则是框架柱计算中必不可少的一项内容。
本文将对钢结构框架柱的计算长度系数进行详细的说明，包括计算长度系数的定义、计算方法、影响因素、计算示例以及相关规范的规定。
一、计算长度系数的定义钢结构框架柱的计算长度系数是指柱在受压作用下的有效长度与柱的实际长度之比。
它是结构杆件的基本计算参数之一，用于确定柱的稳定性和承载力。
计算长度系数是根据框架体系的刚度、支座条件和加载条件等因素来确定的。
一个合理的计算长度系数能够准确反映柱的实际抗压能力，从而保证结构的安全性。
二、计算长度系数的计算方法计算长度系数的计算方法通常有四种：欧拉临界弯曲法、期限挠度法、极限位移法和有效长度系数法。
1. 欧拉临界弯曲法（Euler's formula）根据欧拉临界弯曲理论，该方法适用于细长柱的计算，其计算长度系数公式为：λe = Klc * Klh * Kld * Ke * Kf * Kp * Kd其中，λe为计算长度系数，Klc为柱端联结系数，Klh为柱顶偏心系数，Kld为桁架柱偏心系数，Ke为结构效应系数，Kf为弯矩分配系数，Kp为单框架层系数，Kd为单框架实心柱系数。
2. 期限挠度法（deflection method）λd = Kkb * Kkc * Kas * Ka * Kd其中，λd为计算长度系数，Kkb为框架柱东西向刚度系数，Kkc为框架柱南北向刚度系数，Kas为桁架柱刚度折减系数，Ka为考虑隔墙效应系数，Kd为刚柱修正系数。
3. 极限位移法（limit displacement method）该方法通过柱的最大位移来计算长度系数，并考虑到极限位移的安全性。
计算长度系数的公式为：λu=Kk*Kh*Ku*Kc*Ka*Kd其中，λu为计算长度系数，Kk为柱边界限抗弯刚度比，Kh为柱高与其极限位移基准长度之比，Ku为柱稳性系数，Kc为柱的构造系数，Ka 为小尺度地震作用系数，Kd为与刚度匹配系数。
钢柱的长度系数
钢柱的长度系数钢柱的长度系数是指与柱子的长度相关的一个系数，被广泛应用于结构工程中的钢柱设计。
它是结构安全性、承载力及柱子稳定性的重要参数，也是影响钢结构建筑物整体安全性能的关键因素之一。
本文将分步骤阐述钢柱的长度系数的相关知识。
1. 定义与计算钢柱的长度系数表示了柱子的相对扭曲稳定性与柱子长度及截面尺寸的关系。
其计算公式为：KL/r，其中，K为钢材的抗扭性能系数，L为柱子长度，r为柱子的半径或半截面尺寸。
KL/r可以用于评估柱子的稳定状态，较小的KL/r值表明较高的稳定性，反之则表明柱子较容易失稳。
2. 影响因素钢柱长度系数的大小受到以下因素的影响：（1）截面形状：同一材质钢柱的KL/r值会随着截面形状的不同而改变。
一般而言，圆、方形截面的柱子KL/r值最小，而矩形截面的KL/r值则最大。
（2）截面尺寸：钢柱的KL/r值也随其截面尺寸的变化而变化。
当截面尺寸较小时，KL/r值会变大；反之，KL/r值会变小。
（3）柱子长度：显然，柱子长度也是影响KL/r值的因素。
当柱子长度增大时，KL/r值也会逐渐增大。
3. 应用范畴钢柱长度系数主要用于评估钢柱的稳定状态及柱子在受力时是否会失稳。
结构工程师在进行钢柱的设计时，需要根据柱子所处的具体工程环境、使用场合以及承受的载荷等因素来计算出KL/r值。
在实际应用中，如果KL/r值较小，则表明柱子的稳定性较高，不太容易失稳；若KL/r值较大，则表明柱子较容易发生屈曲变形而导致失稳。
4. 注意事项应用KL/r值进行钢柱设计时，需要注意以下几点：（1）在计算KL/r值时需要考虑截面形状、尺寸和长度等因素对结果的影响。
（2）KL/r值的计算与结构框架的布局、所需承载能力、安全系数等因素密切相关，因此需要充分考虑工程实际情况，谨慎处理。
（3）KL/r值计算会受到许多因素的影响，例如材料强度与韧性、支撑条件、温度等，因此需要使用合理的计算方法和参数，确保计算结果的准确性和可靠性。
关于钢结构稳定设计中计算长度的讨论
关于钢结构稳定设计中计算长度的讨论关于钢结构稳定设计中计算长度的讨论⽬前，钢结构因其优良的性能被⼴泛应⽤于⼤跨度结构、⾼层建筑、重型⼚房、⾼耸建筑物和桥梁结构等。
结构设计⾸先要保证安全性，对于⼀般的结构构件，强度计算是基本要求，但是对钢结构构件⽽⾔，其构件材料强度⾼，截⾯⼩，稳定计算往往是⼯程设计中的控制因素。
【1】：钢结构，陈绍蕃失稳和屈曲的概念Bazant[14]、Farshad[15]、Huseyin[16]等引述和讨论了稳定和屈曲的定义，他们从不同的⾓度和范围描述了失稳现象，并指出屈曲是众多失稳现象中的⼀个模式，屈曲是发⽣在结构中的⼀种失稳。
⽂献[14]-[18]讨论了结构产⽣屈曲的原因，可以定义结构的屈曲为处于⾼位能的结构由平衡临界状态随着能量的释放向处于低位能的结构平衡临界状态转移的过程，发⽣平衡转移的那个瞬间状态，就是临界状态。
这也是⽬前⽐较⼴泛被接受的解释[19]。
具体地讲有三种：1)、从能量的⾓度来说，结构失稳就是储存在结构中的应变能形式发⽣转换。
2)、从⼒学要素的性质⽅⾯来说，失稳是结构中承载的主要⼒学要素的性质发⽣了变化。
3)、从变形⾓度来说，失稳在实际上也可以被认为是⼀种从弹性变形到⼏何变形的变形转移。
钢结构构件以轴压、压弯构件居多，如上所述，其核⼼问题是稳定问题。
就单个钢结构构件⽽⾔，影响稳定的主要因素有残余应⼒的分布、初始缺陷、截⾯形状、⼏何尺⼨、材料强度和构件的长度等。
【2】张志刚。
⽽近年来，采⽤新技术设计和建造的⼤型复杂空间钢结构形式（如⽹壳结构、拱、弦⽀穹顶结构等）越来越多，通常这类结构整体上或某些较⼤区域内承受很⼤的压⼒作⽤，也即某些构件承受很⼤轴向压⼒，使得这类结构容易引发整体失稳或某区域内的局部失稳现象。
⼤型复杂结构的这⼀⼒学特征显著不同于传统的⼩跨度或⼩规模简单结构，因⽽，在设计这类结构时，除按常规设计规范验算结构构件的强度及稳定性，结构的刚度外，设计者还要验算结构的整体稳定性。
非规则梁的弯曲刚度及其对钢框架柱计算长度的影响
非规则梁的弯曲刚度及其对钢框架柱计算长度的影响
黄政华;黄勇;叶敬;李彬
【期刊名称】《贵州工业大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2007(036)001
【摘要】针对钢结构非规则梁柱体系弹性分岔屈曲失稳的特点,认为普通钢框架考虑梁、柱线刚度比值关系确定刚架柱计算长度的方法仍适用于非规则框架中的框架柱.运用虚功原理推导了两种典型的非规则梁的弯曲刚度,并分析了其对钢框架柱计算长度的影响.
【总页数】4页(P83-86)
【作者】黄政华;黄勇;叶敬;李彬
【作者单位】贵州大学土木建筑工程学院,贵州,贵阳,550003;贵州大学土木建筑工程学院,贵州,贵阳,550003;贵州大学土木建筑工程学院,贵州,贵阳,550003;贵州大学土木建筑工程学院,贵州,贵阳,550003
【正文语种】中文
【中图分类】TU3
【相关文献】
1.影响钢框架柱计算长度系数的因素 [J], 刁云云;刘坚;黄襄云
2.考虑非规则梁影响的钢框架柱计算长度 [J], 黄政华;张其林;周丽霞
3.梁削弱式节点连接的侧移钢框架柱计算长度系数 [J], 王万祯;冯翔;许继祥
4.基于非全柱失稳模型的钢框架柱计算长度系数 [J], 陈以一;传光红
5.无侧移半刚接钢框架柱考虑剪切变形影响的计算长度系数研究 [J], 王燕;刘慧;郁有升
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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 2.55和2.92 ，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1.36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=2.55*4.8米（层高）=12.24米上段柱计算长度=2.92*4.2米（层高）=12.264米二维门刚计算结果：1.36*（4.8+4.2）=12.24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。
影响钢框架柱计算长度系数的因素
得到右柱的支持， 它的计算长度相应减小， 尸的临界 值将有所提高， 则左柱的计算长度相应减小。另外，
右柱要对左柱提供约束 ， 它的任务加重， 计算长度系 数大于规范给出的数值， 其结果是两根相同的柱在 不同荷载作用下同时失稳。
相等， 取为００２ １即： 。 ． ［， 对于失稳时有侧移的框 ０６
架， 几何缺陷取为初始倾斜率 （ ｌ）也可用假想 图 ａ， 荷载 ００２ ．０ Ｐ作用于柱顶（ ｌ ）对于失稳时无侧 图 ｂ；
２ １ 初始几何缺 陷的影响 ．
在钢结构 的设计 中， 稳定性是 一个 突 出问题 。
如果这个问题处理得不好 ， 将会造成不必要的损失。 目前设计钢框架结构时 ， 一般并不计算框架本身的 整体稳定性 ， 而是计算柱子的稳定性 ， 将框架稳 即： 定问题简化为确定柱子计算长度的问题。而框架柱 的稳定承载力设计计算公式直接取决于它的计算长 度。传统的做法就是确定框架柱 的计算长度系数。 由于该方法是对单个构件进行设计， ， 因此 在概念上 简单明了， 在设计过程中， 又便于根据实际情况对局 部构件截面进行调整； 同时， 在长期的使用过程中， 对计算长度系数法表现出来 的种种不足之处 ， 也进 行不断的修正和完善。因此 ， 目前钢框架稳定设 在 计中， 计算长度系数法仍具有很大的使用价值。但 是， 现有的计算长度系数公式都是在一定 的假设条 件下推导出来的， 没有充分考虑影响框架柱的计算 长度系数因素 ， 而实际上， 框架在一定程度上不可避
Ｓｅｌ ｎｔ ｃｉ ． ０ （ ） Ｖｏ． ｏ ８ ｔ Ｃ ｓ ｕ ｔ ｎ ２ ６ ， ｌ １ ｅ ｏ ｒ ｏ ０ ６ ２ ，Ｎ ． ９
科研 开发
步降低切线模量法。单元模型的直接缺陷法， 就是 在结构分析时直接在单元模型中引人一个确定的缺 陷值 ， 这就意味着构件的初始状态不再是直线 ， 而是 有一个初始跨中挠度或端部的初始倾斜角。等效名 义荷载法， 就是在结构分析时采用名义侧向荷载施 加到结构每层上 ， 来近似表示几何缺陷对结构的影 响。框架的几何缺陷可以由作用在柱顶的重力荷载 的百分比表示 ， 如图 １ 所示的悬臂柱就说 明了等效 名义荷载法 的基本思想。由几何缺陷引起 的弯矩 Ｍ 等效于作用在柱底部的Ｐ ／０ （ ｌ） 由等效 Ｌ ０ 图 ａ ， ５ 名义荷载引起的 Ｍ 等效于ａ Ｌ（ ｌ ） Ｐ 图 ｂ 。这里的 ａ 是等效名义荷载的系数， 为使图 ｌ 和图 ｌ 中的 Ｍ ａ ｂ
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+η s*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：η s> 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<1/3 或梁注线刚度相差较大的情况下，采用7.3.11-2 条计算的 lo 对计算结果就很大的影响了，而且是偏于不安全的，所以在这种情况下就要求采用7.3.11-3 计算。
建议都采用 7.3.11-3 计算。
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。
钢结构计算长度的取值概述
钢结构计算长度的取值概述钢结构最主要的破坏常常不是强度问题，而是失稳。
所以构件的稳定性计算显得尤为重要。
我国的计算构件稳定性的方法可以简单的概括为：计算长度法+一阶分析。
计算长度法是对整体稳定计算的简化，用构件的稳定来保证结构的稳定。
假设结构中某一构件失稳了，但结构却不一定失稳，计算长度法是先保证每个构件都是稳定的，从而保证结构的稳定。
是不是有点偏安全了？呵呵。
这里不讨论受弯构件的计算长度，也不讨论桁架类杆件的计算长度。
原因：1）、受弯构件（梁）在受压区基本上都会有楼板，一般不会产生侧向失稳，除非梁截面高度特别大；2）、桁架类杆件的计算长度规范有明确规定，直接可以查到。
需要做推导的是受压杆件的计算长度取值。
我国规范推导计算长度系数的模型是两横一竖模型（左右上下各一根梁，上中下各一根柱）。
这也是同我国的结构设计理论相适应的。
在绝大部分情况下能够保证结构的安全使用。
《钢结构设计规范》把柱构件分为三类，即1——无侧移框架柱；2——有侧移框架柱；3——阶柱。
附录P134~145分别给出了柱子的计算长度系数的取值。
这些数据的来源可以看P224的条文，他必须是建立在多条前提假设的情况下，实际上并非所有假设都很理想。
所以在计算长度系数表格下面的注解力有一系列的情况取值。
要特别注意。
对于等截面框架柱，规范规定以K1、K2来确定计算长度系数。
K值得取得：即在“两横一竖模型”下，经过两次计算。
第一次，K等于柱端横梁线刚度之和与柱线刚度的比值；第二次，第二次，根据横梁远端的连接节点情况，或固或铰，分别乘以系数。
这些在表下方注1里有描述。
这些足以说明在结构设计时，对杆件的选择和节点的设计对于计算结果的准确性是十分的重要的，一旦设计部符合我们取值时的假设，则计算结果也将是错误的。
很多人对钢结构的计算长度取值感到很迷惘，我感觉只要在设计时依据我们的取值假设，小心设计，结构的安全性是有把握控制好的。
加油！加油。
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２ １ 初始几何缺 陷的影响 ．
在钢结构 的设计 中， 稳定性是 一个 突 出问题 。
如果这个问题处理得不好 ， 将会造成不必要的损失。 目前设计钢框架结构时 ， 一般并不计算框架本身的 整体稳定性 ， 而是计算柱子的稳定性 ， 将框架稳 即： 定问题简化为确定柱子计算长度的问题。而框架柱 的稳定承载力设计计算公式直接取决于它的计算长 度。传统的做法就是确定框架柱 的计算长度系数。 由于该方法是对单个构件进行设计， ， 因此 在概念上 简单明了， 在设计过程中， 又便于根据实际情况对局 部构件截面进行调整； 同时， 在长期的使用过程中， 对计算长度系数法表现出来 的种种不足之处 ， 也进 行不断的修正和完善。因此 ， 目前钢框架稳定设 在 计中， 计算长度系数法仍具有很大的使用价值。但 是， 现有的计算长度系数公式都是在一定 的假设条 件下推导出来的， 没有充分考虑影响框架柱的计算 长度系数因素 ， 而实际上， 框架在一定程度上不可避
移的框架〔， ７ 可取柱的初始矢度为 Ｌ ００也可用 １ ／ ０， １
位于柱高度中央的等效名义荷载 ００４ ．０Ｐ代替（ 图 ２ 。进一步降低切线模量法是在结构分析时， ） 未考 虑几何缺陷对结构性能的影响而进一步降低材料切 线模量的方法。该法相对于直接缺陷法和等效名义 荷载法的优势在于不需要确定几何缺陷的方 向， 应 用 比较方便。
钢结构 ２０ 年第 ６期第 ２ 卷总第 ８ 期 ０６ １ ９
刁云云， 影响钢框架柱计算长度系数的因素 等：
的变形模式与屈曲前变形相差很大， 因此， 影响很
小。
２３ 节点连接刚度的影响 ．
在传统的设计和分析中， 为了简化结构设计分 析过程 ， 通常将钢结构梁柱节点的连接假定为理想 铰接或完全刚接。理想铰接意味着梁柱不能传递弯 矩， 完全刚接则认为框架在受荷变形后， 梁柱夹角保 持不变。随着钢结构节点连接形式的增多， 试验结 果证明， 在荷载作用下， 有些节点连接不能单纯归类 为刚性连接或理想铰接， 而应称为半刚性连接。由 于半刚性连接韧性好、 耗能能力强、 抗震性能好、 节 点用钢量少、 施工技术简单 ， 在我国工业与民用建筑 中得到了广泛的应用。梁与柱的半刚性连接通常采 用外伸式／ 平齐式端板连接 、 腹板单角钢／ 单板连接 、 腹板双角钢连接 、 矮端板连接、 顶底角钢连接 、 腹板
弯矩， 且梁不承受轴力【。但实际结构中一般都是 “ ］
少 ，、５ ＝ ‘ 。
少
Ｍ＝ 尸 ａ 乙ｂFra bibliotek直接缺陷法模型； 一 ｂ 几何缺陷的等效名义荷载 有侧移框架柱的等效名义荷载法的几何缺陷模型
０１ ． 川２Ｐ
梁上作用有荷载， 从而会使梁和柱都受弯， 由此而引 起的支座反力会使梁受压。除此之外 ， 结构还时常 承受水平荷载使柱弯曲和侧向移动。如果将作用在 梁跨度上的荷载集中到梁端 ， 忽略了框架屈曲前变 形和梁的轴线压力 ， 会对荷载的临界值造成一定的 误差。有资料表明， 分布于梁上的荷载对单跨框架 对称失稳时的影响比较大 ， 而对反对称失稳时的影
００ ２Ｐ ．０
图 ｚ 无侧移框架柱的几何缺陷的名义荷载法
２２ 荷载条件的影响 ．
２２１ 不对称荷载的影响［９ ．． ［］ ８ ，
《 钢结构设计规范》 Ｇ ５ ０７一２ ０ ） （ Ｂ １ ０ ０３ 在条文 说 明中对单层或多层框架给出的计算 长度系数采用
１１０ 。框架无侧移失稳时临界荷载值相对于荷载 ／ ．７ 集中于柱顶时减少很多的原因是由于框架对称失稳 的变形模式与屈曲前变形十分接近， 而反对称失稳
尸 尸
八 。４ 。 尸 －
图 ３ 非对称荷载作用模型
２２２ 作用在梁跨度上的荷载的影响 ．． 在框架柱计算长度系数推导中， 假定框架只在 梁柱连接点承受竖向轴向荷载 ， 因而柱失稳前没有
得到右柱的支持， 它的计算长度相应减小， 尸的临界 值将有所提高， 则左柱的计算长度相应减小。另外，
右柱要对左柱提供约束 ， 它的任务加重， 计算长度系 数大于规范给出的数值， 其结果是两根相同的柱在 不同荷载作用下同时失稳。
相等， 取为００２ １即： 。 ． ［， 对于失稳时有侧移的框 ０６
架， 几何缺陷取为初始倾斜率 （ ｌ）也可用假想 图 ａ， 荷载 ００２ ．０ Ｐ作用于柱顶（ ｌ ）对于失稳时无侧 图 ｂ；
学者已经推导了一些框架柱的计算长度 系数公式， 但一般是在一定的假设条件下推导 出来的， 没有充分考虑影响 框架柱的计算长度 系数因素。通过综述这些因素的影响， 为今后提 出更精确的计算长度 系数方法提供参考。
关键词 框架柱 计算长度 系数 因素
Ｆ ＡＣＴＯＲＳ Ｆ ＣＴＩ ＡＦ Ｅ ＮＧ Ｆ ＣＴＩ ＥＦ Ｅ ＶＥ ＮＧＴＨ ＬＥ ＣＯＥＦ Ｉ Ｅ Ｆ ＣＩ ＮＴ Ｓ ＯＦ ＴＥＥＬ ＲＡＭ Ｅ ＯＬ Ｆ Ｃ ＵＭ ＮＳ
Ｓｅｌ ｎｔ ｃｉ ． ０ （ ） Ｖｏ． ｏ ８ ｔ Ｃ ｓ ｕ ｔ ｎ ２ ６ ， ｌ １ ｅ ｏ ｒ ｏ ０ ６ ２ ，Ｎ ． ９
科研 开发
步降低切线模量法。单元模型的直接缺陷法， 就是 在结构分析时直接在单元模型中引人一个确定的缺 陷值 ， 这就意味着构件的初始状态不再是直线 ， 而是 有一个初始跨中挠度或端部的初始倾斜角。等效名 义荷载法， 就是在结构分析时采用名义侧向荷载施 加到结构每层上 ， 来近似表示几何缺陷对结构的影 响。框架的几何缺陷可以由作用在柱顶的重力荷载 的百分比表示 ， 如图 １ 所示的悬臂柱就说 明了等效 名义荷载法 的基本思想。由几何缺陷引起 的弯矩 Ｍ 等效于作用在柱底部的Ｐ ／０ （ ｌ） 由等效 Ｌ ０ 图 ａ ， ５ 名义荷载引起的 Ｍ 等效于ａ Ｌ（ ｌ ） Ｐ 图 ｂ 。这里的 ａ 是等效名义荷载的系数， 为使图 ｌ 和图 ｌ 中的 Ｍ ａ ｂ
单元模型的直接缺陷法 ；） ２ 等效名义荷载法；） ３进一
第一作者 ： 刁云云 女 １８ 年 ８ ９０ 月出生 Ｅ ａ ： ８０ １Ｃ ６ｃｍ ｍ ｉｄｙ０ ８９ １ ． ｌ ｙ ２ ｏ 收稿 日期 ：０ ６－ ６一１ ２ ０ －０ ３ 硕 七研究生
免地与这些假设条件不一致［。对简单对称框架 ‘ 〕
刁云云， ： 等 影响钢框架柱计算长度 系数的因素
・ 综
述・
影响钢框架柱计算长度 系数 的因素
刁云云 刘 坚 黄襄云
（ 广州大学 广州 ５００ ） １４５
摘 要 计算长度 系数法避免 了对结构做整体屈曲分析 ， 因此得到广泛应用。钢框架柱的计算长度 系数与 多因素 有关， 体现在初始几何缺陷、 荷载条件、 节点连接刚度、 支撑刚度、 层间相互作用和二阶效应等方面。国内外的许 多
０１ 尸 ． 川４
响 不大〔］ 所以， ‘。 “ 对于单跨框架反对称失稳时， 就
可以忽略其梁上荷载的弯矩影响。但是 ， 如果框架 顶部有水平支撑防止侧移 ， 会使框架对称失稳， 因而 要考虑梁上荷载的弯矩影响。有资料分析了一个弹 性无侧移框架 ， 荷载均匀分布于梁上时， 其临界值只 有荷载集中于柱顶时的１５７ ， ／ ． 而同一框架在有侧 ８ 移失稳时， 其临界荷载值 是荷 载集 中于柱顶时 的