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[分享]门式刚架梁柱的面外计算长度问题
来源：从钢结构到装配式钢结构建筑
门式刚架梁柱的面外计算长度取法，是个认识上矛盾突出的问题。颁布不久的《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》（GB 51022-2015）（简称“新门规”，前一版的CECS门刚规程，则简称“旧门规”）有关规定，似乎更是搅混了原本已经平静的那潭水。
关于斜梁，条文规定：
条文说明：
而对于钢柱没有特别说明。对于抗风柱，规定如下：
新门规把原本工程界广泛存在的（当然其并不合理，一直都有争议），隅撑间隔布置，计算长度取隅撑间距的做法彻底否定了。
事实上，新门规条文说明的这个说法来自童根树老师的《钢结构的平面外稳定》，原因在于，钢梁的下翼缘受压，是靠隅撑顶住檩条，由檩条的抗弯刚度支撑的。因此，对于钢梁的弯扭失稳而言，这个支撑是一种弹性支座，而非绝对可靠的固定支撑。按照稳定理论，面外计算长度就取决于这个弹性支座的弹簧刚度和梁翼缘的相对大小。下图是童根树老师著作中的稳定分析理论模型，屋面梁简化为由侧向分布的弹簧支座支撑。
由该公式，可以得到梁的稳定承载力，并可按等稳定承载力原则，倒推得到梁的平面外计算长度。书中的实例显示，计算长度大致是檩条间距（也即隅撑间距，算例中每根檩条均设置了隅撑）的2倍。
因此，新门规的规定，事实上把原本暧昧不清的这个问题明确了。如何执行，摆在工程师面前，有两条路可以选择：1、按照有可靠支撑的系杆间距来确定面外计算长度；2、如果心有不甘，还想充分考虑隅撑的效果，那么，按照童根树老师的这个公式，去计算吧，规范只是说2倍以上，可没说取2倍就行。
说到这儿，有一点必须说明，童根树老师公式的推导，有几个假设，要充分认识。假设如下：
其中的第一个假设，檩条只发生弯曲，意味着，檩条在屋面平面内，是刚性的，只考虑了其在屋面外的弯曲。檩条在屋面平面内保持刚性，隐含了考虑屋面板蒙皮因素维系面内刚性的假定。
说到这儿，肯定有人要反对，不是新门规、旧门规都说不考虑蒙皮吗？事实上，对这个问题的理解广泛存在误区。
新门规的说法如下：
老门规的说法如下（规范中同时给出了应力蒙皮效应成立的条件）。
新旧门规关于蒙皮的规定，都是在结构计算的条文部分，即应力蒙皮效应。本质上说，是说那层皮是否参与结构受力，像剪力墙一样。事实上，一般没人去考虑这个结构受力上的因素，结构都按框架在计算。但是，所谓的蒙皮效应，隐藏在后面还有一层意思，就是那层皮对檩条的约束。如果没有那层皮拉着檩条形成屋面墙面的整体平面，光有隅撑有啥用？每根檩条都是面内可变的，如同下图的机构。那么，梁的上翼缘受压，面外计算长度也根本不是檩条间距。于是可以发现，童根树老师的公式，实际上也是建立在这个蒙皮对檩条约束形成蒙皮形成面内刚性层的基础上。
因此，蒙皮对框架受力的影响不考虑，但是他对形成刚性面维持体系稳定的因素，是需要考虑的，或者有条件考虑，这是一个隐含在门规中没有直接说明的问题，否则，门刚体系都不成立。近期网上出现过批驳新钢规的一些文字，似乎就存在对上述问题理解上的偏差。
事实上，上述问题，是门刚的一个显著特点，因为门刚是低矮房屋，梁柱一般都是薄柔构件，维系稳定需要的刚度要并不高。为啥新旧门规都要限定门刚适用范围，也是处于这些因素的考虑。一旦超出适用范围，好多问题会从量变到质变，不再成立。
在这个问题上，墙面和屋面的常规做法所导致的结果也不同。墙面板一般由自攻钉固定，蒙皮效果好；而屋面板，如果是活动的连接，效果就没那么好。当然对于门刚中用得很普遍的角驰板和360度锁边板，个人认为实际上还是有一些整体性的。这些因素、这些问题，需要工程师有所了解，有所认识，对具体问题作出判断。
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