： 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(≤C】50)取《。 α ？＝2：.0；对高强混【凝土(C50～C】。80)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 】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36【0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)【φ，。lφe≤《φ0：的限：。制条件？ ？ 《 《 图1？0 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： 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11？ M-？N，。 相关曲线 —    》 ？     以 【M＝Ne0和—由试验确《定，的 M0《＝，0.3N0r—c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】 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：3，40：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1《2 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 50【017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】0017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 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14？a，。）；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！.3rcN》0与压弯《。。段衔接 》