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作者：nvslch 哈尔滨 高级工程师
楔子
“尽信书不如无书！”这句话的本意是：不读死书，不落窠臼，理解其本质含义，善于独立思考并学以致用！
针对工程设计，我引用这句话是想说，对待规范、软件都要理解其背后的力学概念，不能拘泥于死背条文，机械执行，万变不离其宗，理解核心本质原理，可以一生二、二生三，从而衍生万物。
一、问题的发现
这一段时间在接触简单的钢结构设计，基本上都是构件级别的，可以说从头学起吧。设计一个小刚架，自己根据GB51022-2015手算了一下，发现与PKPM自动计算结果有较大出入，下面我尝试对发现的一个问题做个小总结，供大家参考借鉴。
问题是关于几何构造方面——门式刚架的钢柱计算长度，不涉及材料和荷载取值，按照相应规范条文来复核的话，应该得到一致的结论。
二、设计的理论依据
先列出门刚规范条文
门刚规范
截图列出门刚规范相应条文，附录A.0.1~A.0.3（A.0.8条，坡度为1/7.2<1/5，不考虑轴力影响）。
A.0.1 小端铰接的变截面门式刚架柱有侧移弹性屈曲临界荷载及计算长度系数可按下列公式计算：
式中：μ——变截面柱换算成以大端截面为准的等截面柱的计算长度系数；
I0——立柱小端截面的惯性矩(mm4)；
I1——立柱大端截面惯性矩(mm4)；
H——楔形变截面柱的高度(mm)；
Kz——梁对柱子的转动约束(N·mm)；
ic1——柱的线刚度(N·mm)，ic1＝EI1／H。
A.0.2 确定刚架梁对刚架柱的转动约束，应符合下列规定：
1 在梁的两端都与柱子刚接时，假设梁的变形形式使得反弯点出现在梁的跨中，取出半跨梁，远端铰支，在近端施加弯矩(M)，求出近端的转角(θ)，应由下式计算转动约束：
2 当刚架梁远端简支，或刚架梁的远端是摇摆柱时，本规范第A.0.3条中的s应为全跨的梁长；
3 刚架梁近端与柱子简支，转动约束应为0。
A.0.3 楔形变截面梁对刚架柱的转动约束，应按刚架梁变截面情况分别按下列公式计算：
1 刚架梁为一段变截面(图A.0.3-1)：
式中：I0——变截面梁跨中小端截面的惯性矩(mm4)；
I1——变截面梁檐口大端截面的惯性矩(mm4)；
s——变截面梁的斜长(mm)。
再看看静力手册规定：
静力手册
可以看出，规范附录A的算法与静力计算手册完全一致的，梁跨度考虑为中间铰接罢了。
三、计算过程
基本参数如下，单跨门刚结构，梁柱均采用焊接等工字型截面，Q235B级钢材。
钢柱H200*180*6*8，钢梁H240*150*6*8，跨度10.1m，檐口高2.35m，中间起坡0.7m。均为中对中，未考虑柱梁的边距和下移。
打字太累，直接上图：
采用PMPM-STS-5.1.2版计算结果：
手算和3D3S-14.1.9版结果：
如果将表格中将梁的长度输入2549mm，结果如下：
与PKPM计算结果一致。
四、结论
经手算结合3D3S验证后，得出结论——pkpm以节点长度来代替梁跨度，造成梁跨度取值错误（表格中将梁的长度输入2549mm可验证）。门规A.0.2条同位移法原理，软件编制人错误理解了半跨梁的含义。造成梁对柱的约束过强，柱的计算长度变小，稳定设计有误。
仅针对等截面梁柱进行了对比，在STS中进行其它截面和约束条件时是否有误未做进一步验证。故此，设计采用STS软件设计门刚时，应复核柱的计算长度是否正确。
勘察设计大师、规范主编
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