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对于钢筋混凝土柱，结构工程师都知道需要限制轴压比。轴压比较大的钢筋混凝土柱屈服后的变形能力小，达到最大承载力后荷载下降较快，滞回曲线的捏拢现象严重些，耗能能力（滞回环的面积）不如轴压比小的钢筋混凝土柱（图1）。因此我国的设计规范，为了实现钢筋混凝土柱大偏心受压破坏，使钢筋混凝土柱具有较好的延性和耗能能力，采取的措施之一就是限制钢筋混凝土柱的轴压比。

图1轴压比不同的钢筋混凝土框架柱在往复水平力作用下的滞回曲线（清华大学）

a）轴压比n=0 b）轴压比n=0.267

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那么，钢柱是否需要限制轴压比呢？们先来看看规范的规定（图2、图3）。

图2《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99-2015框筒钢柱轴压比的规定

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图3《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99-2015“强柱弱梁”的规定

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在实际工程中，特别是采用框筒结构时，“强柱弱梁”验算公式（7.3.3-1）、（7.3.3-2）往往难以普遍满足，若为此加大柱截面，使工程的用钢量增加较多，是很不经济的。此时允许改按式 (7.3.4) 验算柱的轴压比。日本一般规定柱的轴压比不大于0.6时，不要求控制强柱弱梁，上世纪八十年代末，日本在北京京城大厦和京广中心的高层钢结构设计中，规定柱的轴压比不大于0.67 ，不要求控制强柱弱梁。因为日本无抗震承载力抗震调整系数,参考日本轴压比不大于0.6不要求控制强柱弱梁得到：

与结构的延性设计综合考虑，《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99-2015第7.3.4条偏于安全的规定系数：一、二、三级时取0.75，四级时取0.80。

根据规范的意图，支撑斜杆相连的节点未验算“强柱弱梁”，设计中均应按照式 (7.3.4) 验算柱的轴压比。下面以笔者设计的中国石油乌鲁木齐大厦第8层某支撑节点(支撑节点见图4)为例，比较“强柱弱梁”验算和柱轴压比验算，钢柱截面经济性的差别。PKPM2010（V3.1.4）输出钢柱内力见图5。

图5PKPM输出钢柱内力

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X方向钢梁全塑性抵抗矩/钢柱全塑性抵抗矩=3608.57/4036.41=0.89，与软件输出结果1.22不符！

Y方向钢梁全塑性抵抗矩/钢柱全塑性抵抗矩=4572.62/4036.41=1.13，与软件输出结果1.42不符！

提醒读者注意，PKPM软件输出的钢柱“强柱弱梁”的结果有误。根据手算结果，Y方向“强柱弱梁”验算不满足规范要求，需要调整柱截面。将柱截面调整为□500×500×60，重新验算“强柱弱梁”（假定柱轴力不变）。

钢柱塑性截面模量：

X方向钢梁全塑性抵抗矩/钢柱全塑性抵抗矩=3608.57/4826.39=0.75，Y方向钢梁全塑性抵抗矩/钢柱全塑性抵抗矩=4572.62/4826.39=0.95，满足“强柱弱梁”的验算！

对本例题计算结果见表1。由表1可以看出：若要满足“强柱弱梁”的要求，需要增大柱截面，增加型钢重量为7.86%。但是根据规范规定，与支撑相连的柱不需要验算“强柱弱梁”，则可以节省钢材用量。

综合以上分析，规范规定框筒钢柱轴压比小于0.75和0.80，其实质是为了节省钢材的用量。但是规范在“强柱弱梁”验算以及框筒钢柱轴压比的规定上，显得有些逻辑混乱。正确的理解应该是：

（1）对于与支撑相连的节点，如果钢柱轴压比小于0.75（一、二、三级抗震等级）、0.8（四级抗震等级），则可以不验算“强柱弱梁”；

（2）为节省钢材，与支撑相连的钢柱应满足轴压比小于0.75（一、二、三级抗震等级）、0.8（四级抗震等级）；

（3）限制与支撑相连钢柱轴压比，就是为了避免满足“强柱弱梁”而增大钢柱截面、浪费钢材；

（4）轴压比的限值不仅是规范中的框筒钢柱，而应该是所有与支撑相连的钢柱;

（5）不与支撑相连的钢柱，不需要限制轴压比。