【技術周刊】門式剛架柱的計算長度係數
YJK盧飛 盈建科 1周前
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計算依據
對於結構底層，程序默認是剛性連接。
勾選門剛柱計算長度係數「執行門規GB51022-201附錄A」時，此時平面內計算長度按照《門剛規範》GB51022-2015附錄A實現。
不勾選「執行門規GB51022-2015附錄A」時則按舊門剛規程計算。
按照門剛規範GB51022-2015附錄A剛架柱的計算長度係數多種情況與柱軸力有關，設計結果可較為方便的讀取柱上下段軸力。
程序在「構件設計信息」中勾選執行門規GB51022附錄A.0.8時自動判斷單層多跨房屋按A.0.8-2公式計算門剛柱長度係數。
不勾選執行門規GB51022附錄A.0.8時，程序對於單層多跨房屋按A.0.3計算門剛柱長係數。
注:對於門剛附錄A,程序默認柱底是剛接，如果需要設置鉸接，需要在前處理中設置柱底鉸接。
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門剛柱計算長度係數計算
根據門式剛架技術規範2015版附錄A計算門剛柱的計算長度係數，以三段變截面梁為例，YJK門剛柱計算長度係數手核計算過程如下：
i11=40156807882 i2=40156807882 i31=97146428818
R1=2.581252527 R3=0.384553232
R10.2=1.20883242 R10.44=1.517768089 R10.712=1.964370086
R30.712=0.506394527
K11,1=1.45629E+11 K12,1=3.65692E+11 K22,1=2.36648E+11
K22,3=1.47583E+11
s 2+ s 3=16240 s = s 1+ s 2+ s 3=24360
1/K11,1=6.86679E-12 1/K12,1=2.73454E-12 1/K22,1=4.22568E-12
1/K22,3=6.77584E-12
(s3/s)=0.33333 (s3/s)=0.11111
(s1/s)=0.33333 1-(s1/s)=0.66667 [1-(s1/s)]=0.44444
1/3i2=8.30079E-12 1/6i2=4.1504E-12
s2=593409600 2s3(s2+s3)/s=0.44444
1/Kz=1.96E-11 Kz=51020515873
ic1=55157291040 I1/I0=6.057527017
(I1/I0) 0.29=1.686031384 K=0.259929949
(I1/I0) 0.145=1.298472712
=4.075
程序中構件信息的計算長度係數：
手核與程序輸出是一致的。
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門剛柱長細比計算：
確定軸壓穩定係數的時候按照變截面柱大端。
對於長細比，按門剛變截面柱大端：
柱大端截面：H900x350x12x20
Ix=3346922752mm4Iy=143040512mm4 A=24320mm2
ix=sqrt(3346922752/24320)=371mm iy=sqrt(143040512/24320)=76.7mm
Rmdx=λx=μH/ i=3.87x4700/371=49
Rmdy=λy=μH/ i=1.0x4700/76.7=61.3
長細比限值是按門剛規程3.4.2條受壓構件限值，如下圖：
手核與程序輸出一致。
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常見問題
1） 對於門剛柱有時程序輸出計算長度係數過大，輸出的計算長度係數為6？
答：①柱識別為搖擺柱了，根據門剛規範附錄A.0.6,框架柱對於附有搖擺柱的無支撐框架柱的計算長度係數應乘以增大係數η ，計算出的μ大於6，輸出為6了。需要定義為抗風柱，上下端鉸接。
②模型柱底為剛接，門剛規範2015附錄A計算單層門式剛架廠房時公式適用於柱腳鉸接的公式，沒有柱腳剛接的公式，程序對於單層廠房柱長係數並不區分柱底鉸接還是剛接，均按門剛規範附錄A計算。
對於門剛剛接時，可以參照鋼結構設計標準2017計算，選擇鋼結構設計標準，計算出柱長係數，然後在計算長度-柱計算長度係數修改一下柱平面內長度係數，再到參數中改為門剛規範計算就可以了。
2）YJK程序對門剛柱給出的默認平面外計算長度係數CY=6.0有誤？且手動調整計算長度係數（在1.0~6.0之間）後，結果不相應變化？
答：程序默認門剛柱平面外計算長度為不大於1.0，大於1按1計算，故調整門剛柱面外長度係數大於1結果不變，小於1會變化。
3）門剛柱面外F3計算的結果，其取的內力為什麼比面內強度和面內穩定計算時取的內力小？正負號都一樣，取大值肯定要不利些，為什麼取小？
答：程序是取同一組合的N1與M1計算，且取所有組合最不利組合按門剛規範7.1.5-1公式驗算，N1與M1大並不一定左側值就大，應取所有組合包絡設計。另門剛柱平面外計算長度係數默認按1計算。
影響參數： kσ: