常见结构设计问题辨析(专题篇上部)
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• 底层柱段：（H1+H2+H3+H4）÷H1×C =（6+5+5+5.5）÷6=3.58 • 二层和三层柱段：（H1+H2+H3+H4）÷H2×C =（6+5+5+5.5）
÷5=4.3 • 四层柱段：（H1+H2+H3+H4）÷H4×C =（6+5+5+5.5）÷5.5=3.91
1.跃层柱计算长度系数确定
其余各层柱
底层柱 其余各层柱
L0 1.0H 1.25H
1.25H 1.5H
注：表中H为底层柱从基础顶面到一层楼盖顶层的高度； 其余各层柱为上下两层楼盖顶层之间的高度。
1.跃层柱计算长度系数确定
目前规范提到的计算长度系数考虑到上下楼盖可以作为柱的有 效侧向支撑情况，当跃层柱一侧或者两侧没有足够的支撑刚度 时，该如何计算它的计算长度系数呢？ 有两种考虑方式： • 一是将柱中间侧向支撑不足位置忽略，取侧向支撑较强的高
0% 176%
Y向差异
0% 148%
59
54
1Baidu Nhomakorabea9% 163%
1.跃层柱计算长度系数确定
1、从上表可以看出，根据屈曲分析反算计算长度系数得到的配 筋最大，非刚性楼板假定条件下柱配筋次之。
2、在跃层柱刚性楼板假定条件下，得到的计算长度系数值与非 跃层柱的是一致的（考虑楼板的侧向支撑影响），该种条件下 得到的计算长度系数是失真的，配筋结果很可能偏小。
跃层柱特点： • 结构局部楼板开大洞，部分柱子周边没有楼层梁，柱子长度
变长。跃层柱容易发生失稳，在一定条件下需考虑构件挠度 对轴力作用的效应（p-δ效应），而这分析过程中，正确计算 跃层柱的计算长度系数是关键点。
1.跃层柱计算长度系数确定
规范对混凝土柱计算长度系数条文
楼盖类型
现浇楼盖 装配式楼盖
柱的类别 底层柱
• 则每柱段从下至上计算长度系数分别为
• 底层柱段：（H1+H2+H3+H4）÷H1×C=（6+5+5+5.5）÷6×1.056=3.78
• 二层和三层柱段：（H1+H2+H3+H4）÷H2×C =（6+5+5+5.5） ÷5×1.056=4.54
• 四层柱段：（H1+H2+H3+H4）÷H4×C =（6+5+5+5.5）÷5.5×1.056=4.13
1.跃层柱计算长度系数确定
跃层柱计算长度确定 方法一：SATWE自动计算其跃层柱计算长度系数值 • 在刚性楼板假定的情况下，跃层柱子从下至上计算长度系数
分别为1.0，1.25,1.25，1.25（该结果明显不对）。
1.跃层柱计算长度系数确定
跃层柱计算长度确定
• 在非刚性楼板假定的情况下，Z1、Z2的一到四层柱看作一根柱子，由于 其为底层柱，所以，计算长度系数为1.0（即总计算长度为21.5m）每柱 段从下至上计算长度系数分别为
PKPM常见问题汇总
用M/Vh0计算剪跨比
深圳建研建筑科技有限公司
V2.2版常见问题汇总 (上部结构专题篇）
专题篇
1.跃层柱计算长度系数确定 2.性能设计 3.嵌固端和M值理解 4.剪力滞后问题分析 5.框支框架结构的倾覆力矩 6.连梁超限问题处理 7.位移角问题处理 8.混合周期处理
1.跃层柱计算长度系数确定
1.跃层柱计算长度系数确定
1.跃层柱计算长度系数确定
1.跃层柱计算长度系数确定
第八阶屈曲模态图
1.跃层柱计算长度系数确定
从屈曲分析的结果及屈曲模态图可以看出，在第八阶模态出现跃层柱局部屈 曲，其屈曲因子Kcr=38.67。
• D+L屈曲分析工况的初始Z1、Z2轴力分别为4941KN、4846KN（压力），则 受力最小柱子屈曲时的临界荷载分别为Ncr1=38.67*4941=191068KN， Ncr2=38.67*4846=187395KN，将Ncr代入上式得到柱子的计算长度分别为 L1=3.14× 3.25 × 10000000 ÷ 12 ÷ 191068 1/2= 22.25m,L2= L1=3.14× 3.25 × 10000000 ÷ 12 ÷ 187385 1/2=22.69m。可统一取其总计算长度 为22.7m，系数为22.7÷21.5=1.056。
3、可以采用将跃层柱看做一根柱子，再按照规范方法去确定其 计算长度系数。在有条件或者对构件计算长度系数值没有把握 的情况下，可以采用Buckling分析构件失稳的结果反算其计算 长度系数值。
1.跃层柱计算长度系数确定
• 延伸： • Buckling分析除了可以通过失稳模态反推构件计算系数之外
，还可以确定建筑结构整体稳定性，通过查阅特征值算法得 到屈曲因子来判断结构整体稳定性情况。
1.跃层柱计算长度系数确定
1.跃层柱计算长度系数确定
对Z1底端考虑三种情况柱计算长度系数值修正后，进行双偏压承载力配筋计算
计算长度系数 条件来源
刚性楼板假定 非刚性楼板假
定 屈曲分析
计算长度系数
1.0 3.58
3.78
X向单侧配 筋（cm2）
33 58
Y向单侧配筋 （cm2） 33 49
X向差异
度作为H考虑。
1.跃层柱计算长度系数确定
• 二是考虑跃层柱在临界荷载状态下屈曲，由欧拉临界荷载公 式反算该构件的计算长度计算
式中Ncr——临界荷载 E——材料弹性模量 I——截面惯性矩 L——杆件的实际长度
1.跃层柱计算长度系数确定
案例分析：
某8度（0.1g）5层框架结构，首层有两根跃四层柱子（层高分别为6m、5m 、5m、5.5m）,截面为1000mm×1000mm，柱砼强度等级为C40，通过分 层建模（跃层柱分为四段），V2.2版 SATWE及PMSAP软件分析其计算长度 及相应的构件配筋，并了解跃层柱的屈曲模态。
方法二：构件屈曲分析确定计算长度系数; V2.2版PMSAP软件可以各阶屈曲模态，进行Buckling分析，计 算中选取恒载（D）+活载(L)作为屈曲分析每步加载值，对整体 结构进行线性屈曲分析。 分析步骤如下： 对跃层柱进行线性屈曲分析得到结构的各阶屈曲模态，屈曲临 界荷载系数；然后检查各阶段屈曲模态形状，确定该构件发生 局部屈曲时的临界荷载系数，得到该构件的屈曲临界荷载Ncr； 最后由欧拉临界荷载公式反算该构件的计算长度计算。
稳定特征值大于10，可以认为通过稳定验算 稳定特征值大于20，可以认为无须考虑二阶效应
÷5=4.3 • 四层柱段：（H1+H2+H3+H4）÷H4×C =（6+5+5+5.5）÷5.5=3.91
1.跃层柱计算长度系数确定
其余各层柱
底层柱 其余各层柱
L0 1.0H 1.25H
1.25H 1.5H
注：表中H为底层柱从基础顶面到一层楼盖顶层的高度； 其余各层柱为上下两层楼盖顶层之间的高度。
1.跃层柱计算长度系数确定
目前规范提到的计算长度系数考虑到上下楼盖可以作为柱的有 效侧向支撑情况，当跃层柱一侧或者两侧没有足够的支撑刚度 时，该如何计算它的计算长度系数呢？ 有两种考虑方式： • 一是将柱中间侧向支撑不足位置忽略，取侧向支撑较强的高
0% 176%
Y向差异
0% 148%
59
54
1Baidu Nhomakorabea9% 163%
1.跃层柱计算长度系数确定
1、从上表可以看出，根据屈曲分析反算计算长度系数得到的配 筋最大，非刚性楼板假定条件下柱配筋次之。
2、在跃层柱刚性楼板假定条件下，得到的计算长度系数值与非 跃层柱的是一致的（考虑楼板的侧向支撑影响），该种条件下 得到的计算长度系数是失真的，配筋结果很可能偏小。
跃层柱特点： • 结构局部楼板开大洞，部分柱子周边没有楼层梁，柱子长度
变长。跃层柱容易发生失稳，在一定条件下需考虑构件挠度 对轴力作用的效应（p-δ效应），而这分析过程中，正确计算 跃层柱的计算长度系数是关键点。
1.跃层柱计算长度系数确定
规范对混凝土柱计算长度系数条文
楼盖类型
现浇楼盖 装配式楼盖
柱的类别 底层柱
• 则每柱段从下至上计算长度系数分别为
• 底层柱段：（H1+H2+H3+H4）÷H1×C=（6+5+5+5.5）÷6×1.056=3.78
• 二层和三层柱段：（H1+H2+H3+H4）÷H2×C =（6+5+5+5.5） ÷5×1.056=4.54
• 四层柱段：（H1+H2+H3+H4）÷H4×C =（6+5+5+5.5）÷5.5×1.056=4.13
1.跃层柱计算长度系数确定
跃层柱计算长度确定 方法一：SATWE自动计算其跃层柱计算长度系数值 • 在刚性楼板假定的情况下，跃层柱子从下至上计算长度系数
分别为1.0，1.25,1.25，1.25（该结果明显不对）。
1.跃层柱计算长度系数确定
跃层柱计算长度确定
• 在非刚性楼板假定的情况下，Z1、Z2的一到四层柱看作一根柱子，由于 其为底层柱，所以，计算长度系数为1.0（即总计算长度为21.5m）每柱 段从下至上计算长度系数分别为
PKPM常见问题汇总
用M/Vh0计算剪跨比
深圳建研建筑科技有限公司
V2.2版常见问题汇总 (上部结构专题篇）
专题篇
1.跃层柱计算长度系数确定 2.性能设计 3.嵌固端和M值理解 4.剪力滞后问题分析 5.框支框架结构的倾覆力矩 6.连梁超限问题处理 7.位移角问题处理 8.混合周期处理
1.跃层柱计算长度系数确定
1.跃层柱计算长度系数确定
1.跃层柱计算长度系数确定
1.跃层柱计算长度系数确定
第八阶屈曲模态图
1.跃层柱计算长度系数确定
从屈曲分析的结果及屈曲模态图可以看出，在第八阶模态出现跃层柱局部屈 曲，其屈曲因子Kcr=38.67。
• D+L屈曲分析工况的初始Z1、Z2轴力分别为4941KN、4846KN（压力），则 受力最小柱子屈曲时的临界荷载分别为Ncr1=38.67*4941=191068KN， Ncr2=38.67*4846=187395KN，将Ncr代入上式得到柱子的计算长度分别为 L1=3.14× 3.25 × 10000000 ÷ 12 ÷ 191068 1/2= 22.25m,L2= L1=3.14× 3.25 × 10000000 ÷ 12 ÷ 187385 1/2=22.69m。可统一取其总计算长度 为22.7m，系数为22.7÷21.5=1.056。
3、可以采用将跃层柱看做一根柱子，再按照规范方法去确定其 计算长度系数。在有条件或者对构件计算长度系数值没有把握 的情况下，可以采用Buckling分析构件失稳的结果反算其计算 长度系数值。
1.跃层柱计算长度系数确定
• 延伸： • Buckling分析除了可以通过失稳模态反推构件计算系数之外
，还可以确定建筑结构整体稳定性，通过查阅特征值算法得 到屈曲因子来判断结构整体稳定性情况。
1.跃层柱计算长度系数确定
1.跃层柱计算长度系数确定
对Z1底端考虑三种情况柱计算长度系数值修正后，进行双偏压承载力配筋计算
计算长度系数 条件来源
刚性楼板假定 非刚性楼板假
定 屈曲分析
计算长度系数
1.0 3.58
3.78
X向单侧配 筋（cm2）
33 58
Y向单侧配筋 （cm2） 33 49
X向差异
度作为H考虑。
1.跃层柱计算长度系数确定
• 二是考虑跃层柱在临界荷载状态下屈曲，由欧拉临界荷载公 式反算该构件的计算长度计算
式中Ncr——临界荷载 E——材料弹性模量 I——截面惯性矩 L——杆件的实际长度
1.跃层柱计算长度系数确定
案例分析：
某8度（0.1g）5层框架结构，首层有两根跃四层柱子（层高分别为6m、5m 、5m、5.5m）,截面为1000mm×1000mm，柱砼强度等级为C40，通过分 层建模（跃层柱分为四段），V2.2版 SATWE及PMSAP软件分析其计算长度 及相应的构件配筋，并了解跃层柱的屈曲模态。
方法二：构件屈曲分析确定计算长度系数; V2.2版PMSAP软件可以各阶屈曲模态，进行Buckling分析，计 算中选取恒载（D）+活载(L)作为屈曲分析每步加载值，对整体 结构进行线性屈曲分析。 分析步骤如下： 对跃层柱进行线性屈曲分析得到结构的各阶屈曲模态，屈曲临 界荷载系数；然后检查各阶段屈曲模态形状，确定该构件发生 局部屈曲时的临界荷载系数，得到该构件的屈曲临界荷载Ncr； 最后由欧拉临界荷载公式反算该构件的计算长度计算。
稳定特征值大于10，可以认为通过稳定验算 稳定特征值大于20，可以认为无须考虑二阶效应