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【。～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G—B， 50010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360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％～50】％）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？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 Nu 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)φlφ—e≤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 φlN0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1！1 M？-，N， 相：关曲线  》。   ？    】 以 ？M＝Ne0和由试】验确定的《 M0？＝0.3N0r【。c代入方《程(3？8)和(3》。9)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 φe！ 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】G，B 50《01：7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G！B 5001—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G？B ：50017和国外】的一些结构设计规范！例如美国《 ACI《 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1！4， 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 M】u＝0.《3rcN0与压【弯段衔接《 ：