问题讨论6：柱及计算长度问题.doc

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。 钢筋混凝土结构柱的计算长度 单层排架结构柱的计算长度 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。 有桥式吊车的房屋柱 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。 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。 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。 多层框架柱的计算长度 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。 《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于有侧移和无侧移的二阶效应之间，采用有侧移的参数确定框架柱的计算长度已经偏于安全，没有必要再加大计算长度，因此也可不用此选项。 对于多层框架中的越层柱，其计算长度系数应该修正，计算长度的计算规则见1.3 。 越层柱计算长度的计算规则 越层柱的计算长度，应该是越层柱的总高与规范规定的计算长度系数的乘积。在人工计算时，这是一个很容易解决的问题。 在SATWE中，如果越层柱跨越了三层，实际上该柱已被沿高度方向分成了三段，每段柱的高度隐含为各层的层高。此时，程序中隐含柱的计算长度为该段柱隐含的层高与计算长度系数的乘积。举例来说，某柱跨越三层，层高Hi依次为3.8m、4m、5.5m ，柱的总高H = 3.8 + 4 + 5.5 = 13.3 m 。当规范规定的计算长度系数为1.25时，该越层柱的计算长度应为1.25×13.3 = 16.625 m 。如果在程序中不修改计算长度系数，则对于越层柱的各段，程序隐含的计算长度分别为 4.75m、 5m、6.875m 。显然不合要求，而且偏于不安全。 解决方案：将规范规定的计算长度系数乘以总高与本段柱隐含层高的比值，得出应修改的计算长度系数。 仍以上例为准，各段的修改计算长度系数及对应的柱计算长度如下： 段高(m) 各段的修改计算长度系数 对应的柱计算长度(m) 3.8 1.25×13.3／3.8 = 4.375 4.375×3.8 = 16.625 4 1.25×13.3／4 = 4.15625 4.15625×4 = 16.625 5.5 1.25×13.3／5.5 = 3.0227 3.0227×5.5 = 16.625 可以看出，对于同一根柱的三个不同段高3.8m、4m、5.5m ，在输入三个不同的修改后的计算长度系数4.375 、4.15625 、3.0227之后，程序计算后将得到同一个柱的计算长度值16.625m 。按照这里给出的解决方案可以得到设计人员要求的结果。 分段柱修正计算长度系数的几个应