6 — 实心？圆形钢管混》凝土：。。构，件承载力设计 【 ！6.1？  单肢柱轴—心受力承载力计算】。 6！.1.1、6—。.1.2《。  本？。章对钢？管混凝土柱承载【力的：计，算采：用基于实验的—极，限平衡理《论其主要特点是【  【   1  —不以柱的某一临界】截面作为考察—。对象而以整长的钢】。管混凝土柱》即所谓单元》柱作为考《察对象视《之为结构体系的基】本元件？   】 ， 2  应用极【限平：衡理论？。中的广义应力和【广义应变概》念在：。试验观？察，的基：础上直接探讨单元】柱，在轴力 《N 和柱端弯矩 M！ 这两个《广义应力共同作用下！的广义屈服条—。件 ：   【  这样做的好处】是可：。。无需确知组》成材料（《钢管和核心混凝土】）的本构关》系；可避免探求钢】管，混凝土临界截面在非！均匀应变下的应力分！布，图和对？之进行积分等繁难程！序；：可，绕过探求附加—挠，度和二阶《力矩对临界截—面极限强《度的影响《（即所谓 P-△】 效应）这一从理论！上和实验上都难于尽！善，处理的问题》。；同时可以》较，方便地？统一描述钢管—混凝土柱《的(a)材料强度破！。坏(b？)失稳破坏（包括弹！性失：稳，和非弹？性失稳）《和(c)变》形过大（例如挠度超！过杆：件跨长的1/50）！而不适于继续承载等！。。三种：破坏形态从而可【。直接在实验观察的】基础上建立起简【。明实用？的承载力计算公【式和：。设计方法影响—钢管混？凝土柱？极限承载《能力：。的主要因素》诸如(？a)钢管对核心【混凝土？的套箍强化(b)柱！的长细比(c)荷载！偏，心率(d《。。)，柱端约束条件（转动！和侧移）和》(e)沿柱》。身的弯矩分布梯度等！。在计算中都》可作出恰当的考【虑轴压柱和偏压柱】、，短拄和长柱》都统一表达在整套】计算公？式中手算即》可完：成，无需图表辅助十分便！捷 》     将【。。长径：比 L/D≤4的钢！管混凝土柱定—义为短柱可忽—略其：受压极限状态—。的压：曲效应（即》 P-△效》应）影响其轴心受】压的破坏荷载—（最大荷载）记为】 N0是《钢管：混凝土柱承载—。力计算的基础 【 ？     短【柱轴心受压极—限承载力《 N0 的计算公】。式(6.《1.2？-2)和(6.1】.2-3)系在【总结国内外约48】0个：试验资料的基础上】用极：。限，平衡法导得的公【式(6.1》.2-2)中的 】α 系数《的取值主要与—混凝土？强度等级有》关经大量试》验资：料归纳分析》并考虑到计算—的，简便α 系》数，的取值较原规范有所！调整对普《通混凝土(≤C5】0)取 α ＝2】.0；对《高强：混凝土？(C50～C8【。0)取 α》＝，1.8(图8、图】9)试验结果和理】论分：析表明该《公式对？于(a)钢管—与核心混凝》土同时受载(—b)仅核心混—凝土直接受载(【c)钢管在弹性【极限内预先受载【然后再与核心—。混凝土共同受载等加！载方：式，均，话用 ？ ？ ：  图】8 钢管混凝—土短柱极限强度实】测值与？理论值？。的比较 】 【图9 钢管高强混】凝土轴压短柱极限强！度实测值《与理论？值的：比较 】    《 公：。式(6.1.2-2！)和(6.1.2】-，3)右端的》系数0.9是参照】新颁国？家，标准混凝土结构【设计：规范GB 50【010为《提高包括螺旋箍筋柱！在，内的各种钢》筋混凝土受压构【件，的安全度而引入的】。附，加系数 《 ，     公！式(6.1.—2-1)的双—系数乘积规律是根】据一系列试验结【果确定的经用国【内外：大量试验《结果（？约3：60个）复》。核，证明：该公式与《试验：结果符合良好在【压弯柱的承载力计算！中采用？该公式后可避—免求解 M-—。N ：相关方程《从而使计算大为简】化用双系数表达【的承载？力变化规律也更【为，直观 ？    】 值：得强调指出套箍【效应使钢管混凝土】柱的承载力较普通钢！筋混：凝土柱有《大幅度提高（可【达，30％～5》0％）相应地在使】用荷：载下的材料使用应力！也有同样幅》度的提高经试验观察！和理论分析证明在本！规范规定的套箍系数！ θ：sc≤？3和本规范所设置的！安，。全度水平内钢管混】凝土柱在使用荷【载下仍然处》于弹性工作阶段符合！极限状？态设：。计原则的基本要求不！会影响其《使用质量 》 ？。  ？  ： 图：10为？相同长？度的：标准单元柱与非【。标准单元柱的 【M-N 相关曲【线的比较可以看【出当偏？心，率小于某一数—值以后（《图中E点所对应者）！非标准单元柱的极】。限承载能《力， N：u 将会高于标【准单元？。柱在：。轴心受压时的极限】承，载能力；当偏心【率，更，小以致？趋近于零时非标准单！元柱的极限承载能】力，必然又趋近于—标准单元柱轴—心受压时的极—限承载能力其 M-！。N， ，相关：曲，。线是：一条有峰值点 【D 的 ADE【 曲线由于 AD】。E， 所代？表，的，承载能力的提高【是以有弯矩 —M 的同时存在为】前提：。的是不？稳定的一《旦弯矩消失或—减弱：就会引起承载—能力的突然》下降为避《免这种？危险：特规定了《在任何情况下都【应遵：守式：(，6.1？。。.2-5《)φ：lφe≤φ0的限制！。条件：。 ？ — 图10 相同！长度的标准单元柱】与，非标准单元柱的 】M，-N 相关》曲线 】6.1？.3  由》极限平衡理论—可知钢管混凝—土标准单元》柱在轴力 N 和】端弯矩 M —共同作用下的—广义屈服条》件在 M-N 直】角坐标系《中可：。以足够精确地简【化为两条直线 AB！ ，和 BC (图1】。1)直线 AB【 与： N 轴的交—点为：。。钢管混？凝土：柱的轴心受压—承载力 φl—N0直线 BC【 与 ？M 轴的交》点，为钢管混凝土柱的纯！弯承载力 M0根据！大量试验资料可建立！该二条直线的—方程式为 》 【 》 ： 图11 【M-N 相》关曲线 《 ，   【     以 M】＝Ne？0和由试验确定的】。 M0＝0.—3N0？rc代入方程(【38)？和(：39：。)并定义 》经简单变换》后即：得 ？ ：  ！     此即本规！范公：式(3？8)：和(4？0，)如令(40)、】(4：1)二式的 —φ，e 相等即》得界限偏《心率  《。 6.1】.4  本规范公】式(：6.1.4》-1)是总结国内外！大量试验结果（【约340个）—。得出的经验公式对于！普通混凝土在 【L0/D≤50【的范围内对于—高强混凝土在 【L0/D≤20的】范，。围内该公《式，的计算值与试验实测！值均符合良好（图】12、图13—），从现有的试验数据】看钢管径《厚比 D《/t：钢材品种以及混凝土！强度等级或套箍【。系，数，等的变化对 φl ！值的影响无明显规】律，其，变化幅度都在试【验结：果的离散程度以【内故公式《中对这些《因素都？不予考虑为合理地】发挥：钢管混凝土》抗压承载能》力的优势本规—范对柱？。的，长径比作了》 L/D≤20【的限制？ 《 — 图？12 长细比对【轴心受压柱承载能力！的影响 【。 — 图13 考虑】长细比影响的折减】系数试验值与计算曲！线比较（高强混凝】土） 》 6.1.5】、6.1.6 【 本条的等》效计算长度考—虑了柱端《约束条件（转动和】侧移）和沿柱—身弯矩分布梯度【等因素对柱》承载力的《影响 】    柱端约束】条件：的影响借引入“计算！长度”的办法予以】考虑与国家标准钢】结构设计规范GB ！50017》所采用的《办法完全《相同其中有侧移框】架和无侧《移，框架的判定标准按】现行国家《标准钢结构设计【规范GB《 50017采【用 【    为考—虑沿柱身《弯矩分布梯度的影】响在实用《。上可采用等效—标准单元柱的办法】予以考虑即将各种】一次弯？矩分布图不为矩【形的两端铰支柱【。以及悬臂柱》等非标准柱转换为具！有，相同承载力》的一次弯矩分布图呈！矩形的等效标准【柱我国钢结构设【计规：范GB 5001】7和国外的一些结】构设计？规范例如美》国 A？CI 混凝土结【构规范采《用的是等效弯—矩法即将非标准【柱的：较大端弯矩予—以缩减？取等效弯矩系数 】。c≤1相应的柱长保！。持不变（图14a）！；本规？范采：用的则？是等效长度法即将非！标准柱的长度予以缩！减取等效长》度系数 k≤1相】应的柱端较大—弯矩 ？M2： 保持不《。变（：图14b）》。两种处理办法—的效果应该》是相同的本规范采】用等效长度法在【概，念上更？为，直观：对，于在：实，验，。中观察到《的双：曲压弯下的》。零，挠度点漂移现—象更易于解》释 《  《 ： 图14 】非标准？单元柱的两》种等效转换法 】      ！本条所列的》。等效长度系数—公式是根《据专门的试验—结果建立的经—验公式 【 ：6.：1，.7  本条采用】的拱的等效》计算：长度的计算方法乃中！外有：关规范所通用—这里忽略沿拱身弯】矩分布图《对拱整体刚度的【影响：是，偏于安全的 【 《6.1.8  虽】然钢管混凝土—柱的优势在抗压只宜！作受压构件》但在：个别：特殊工况下钢管混凝！土柱也可《能有处于受拉—状态的时候》为验：算这种工况下的【。安全性本规范—规定了钢管混—凝土柱轴《心受拉？（轴心受拉和—偏心受拉）承载能力！的计算？方法在受拉区采用】了直线？。形状的？ N-M《 ，相关方程其轴—。心受拉承载力仅考虑！钢管的作用受弯【承载力取 》Mu＝0.3r【cN0与压弯段【衔接 《