5.2 格构式钢管混凝土构件在单一受力状态下承载力计算
5.2.2 格构式柱由柱肢和腹杆组成。腹杆分缀板和缀条,又称缀板和缀条。确定格构式柱在轴心压力作用下的稳定承载力时,应考虑腹杆产生变形的影响。因此,临界应力应按下式计算:
式中:λ0y——考虑腹杆变形的换算长细比;
μ——换算长细比系数,决定于腹杆变形产生的单位剪切角;
γ1——单位剪力作用下,格构式柱产生的剪切角变形。
5.2.3 格构式钢管混凝土构件的换算长细比
双肢、三肢和四肢格构式柱,在单位剪力作用下,可导出单位剪切角 γ1,由式(35)得换算长细比系数,再由式(36)即可得换算长细比。不同的柱子截面和不同的腹杆体系, γ1不同。对于双肢柱有时采用缀板,有时采用缀条,因而列出了分别采用缀板和缀条时的换算长细比公式。对于三肢和四肢柱,一般都采用缀条体系,因此,只列出了采用缀条时的换算长细比公式。对于三肢柱截面的宽度与高度之比不得大于2.2的规定,是防止整体平面外失稳。
5.2.4 格构式柱除应验算整体稳定承载力外,尚应验算单肢稳定。本条规定的单肢不需验算稳定的条件是采用了《钢结构设计规范》GB 50017中的规定。
对于三肢和四肢柱,其组成的双肢在平面外的稳定验算,就是双肢柱的稳定。按双肢柱稳定公式验算。三肢柱中的单肢,平面外的稳定性很差,应依靠平面外的支撑和构件来减少其计算长度来保证。对于单跨房屋,采用三肢柱时,其单肢应套入墙内,以保证其平面外的稳定。
5.2.5 公式(5.2.5-1)为格构柱的受剪承载力公式,对应于此公式的破坏模式为各单肢的受剪破坏。但对于有斜腹杆的桁架式格构柱,其剪力主要由斜腹杆承担,其受剪承载力由斜腹杆的拉压承载力决定,而非各竖向单肢的受剪承载力控制。对于只有水平缀板的格构柱,有两种破坏模式,一种为单肢受剪破坏,即本公式的情况;而另一种为缀板在剪力作用下的弯剪破坏。其整体受剪承载力由两种破坏模式中的较小受剪承载力控制。虽然第5.2.6条中给出了缀材设计中的剪力值,但其仅为限制格构柱的单肢失稳破坏的剪力值;当外部有水平剪力时,缀材剪力应整体计算。
公式(5.2.5 2)中,格构柱的受扭承载力由各单肢的受扭承载力叠加各柱肢绕格构式截面形心的受扭承载力而得到。但在格构柱的整体受扭过程中,对于桁架式格构柱,可能是腹杆的拉压破坏控制,且在格构式柱中,结构体系整体受扭,各单肢的扭矩很小。即使是缀板式格构柱,缀板的破坏也可能先于各分肢。
5.2.6 轴心受压钢管混凝土柱所受的剪力 V,采用了《钢结构设计规范》GB 50017中的规定。