在钢结构实际工程项目的设计中，设计人员常常会产生关于长细比取值和验算的困惑。今天童老师就专门针对框架柱长细比的问题来给大家做一期详细的答疑和讲解。
在一阶分析设计法中，纯框架柱的计算长度系数是按照有侧移屈曲的模式取的，其值大于1；在二阶分析设计法中，框架柱的计算长度系数取1，甚至可以按照无侧移屈曲模式来取值；不同的分析方法导致产生了不同的长细比。
而钢结构设计中需要对长细比进行验算，我们应该采用哪个长细比呢？
童老师：
答案很简单：一阶分析采用一阶分析的长细比，二阶分析采用二阶分析的长细比。如此一来，二阶分析的长细比就容易满足长细比限值要求。
之所以可以这样，要从对长细比进行限制的目的来分析。拉杆限制长细比的目的是避免运输过程中的损坏、使用过程中的下垂变形和有振动厂房时拉杆自身的振动。压杆限制长细比的目的则是保证最低的承载力、避免压力作用下压杆鼓曲变形过大。在纯框架的二阶分析设计法中，框架已经被施加了假想水平力，保证最低的侧向承载力的问题已经得到考虑，因此只需要保证框架柱本身的无侧移屈曲的承载力不要太低就可以了，所以可以采用计算长度系数1来计算长细比，并进行长细比的验算。
内力采用一阶分析，但是采用了考虑柱与柱相互作用的修正的计算长度系数的设计法，即《钢结构设计标准》GB50017-2017的(8.3.1-3)式，或《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB51022-2015的附录A.0.8的公式，这种情况下如何验算长细比呢？
童老师：
考虑同层各柱相互作用的修正计算长度系数有这样的特点：轴压力小的，计算长度系数大，截面抗弯刚度大的，计算长度系数大。因此对这种因为计算方法原因出现的长细比超出规范限值的情况，可以不予以关注。即仍以传统的计算长度系数计算的长细比为标准进行验算。
常遇地震组合下的验算采用二阶分析时，组合中仍要包含0.5倍假想荷载。通过二阶分析，地震作用和假想荷载产生的侧移对应的二阶弯矩包含在了框架柱的弯矩中，框架柱截面必须更大才能满足要求。因此长细比仍然可按照二阶分析设计法取。在双重结构的情况下二阶效应传递给了刚度较大的子结构，对子结构提出了更高的承载力需求，确保能够对框架提供侧向支持，因此框架柱计算长度可以取1。但是普通小震的二阶分析，能否覆盖设防烈度下的二阶效应呢？
童老师：
设防烈度下二阶效应的弹塑性放大系数是：刚性结构的1.0增加到0.75秒左右的1+3.4θ，再逐步下降到长周期结构（3秒以上）的1+2θ，与周期有关，这里θ是结构整体侧移的弹性二阶效应系数。
因此，普通小震的二阶分析，不能覆盖设防烈度下的二阶效应。
这个结论不仅对二阶分析成立，对一阶分析设计法也成立：即一阶分析设计法的计算长度系数（它是隐式地考虑二阶效应的一种方法），不能覆盖设防烈度下的弹塑性二阶效应。
所以这个问题需要更高层面的解决方式：将地震力的取值与二阶效应联系起来。
在我国，可以放心的是：我国钢结构的地震力已经是美国的2.8倍，欧洲的1.8倍-2.2倍，足以覆盖较大的动力弹塑性二阶效应。
因此，地震组合工况，仍然可以大胆地采用非地震组合工况的设计方法。
在采用弹塑性推覆分析或弹塑性动力分析作为补充手段的情况下，这些比弹性二阶效应大的弹塑性二阶效应已经自动地包含其中，则在前一步的弹性设计中，按照普通二阶分析设计法，取计算长度取为1.0设计和验算。
注：本文是《钢结构与钢－混凝土组合结构设计的方法》1.13节的提炼，该书由国家科学技术学术著作出版基金资助，建筑工业出版社2022年6月出版，第2次印。
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