， 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 N《0，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4！80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(≤C50)取】 α ＝《2.0；《对高强混凝土—(C50～C80)！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》 5：0010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 】θsc≤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？1，0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 ADE 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！ B：C (图《11)？直线 AB 与【。 N 轴的交—点，为钢管混凝土柱的】轴心受压承载力 φ！lN：0直线 BC 与】 M 轴的交点【为钢管混凝土—柱的纯？弯承载？力， M：0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】＝Ne0和由试验】确定的 M》0＝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《(38？)和(40)—如令(40》)、(41)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34《0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 5【0017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 ！。5，001？。7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 《50017和国【外的一些《结构设？计规：范例如美国 AC】I 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1《4b）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 》