， ， 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 N【0 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(≤C！5，。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 500！1，0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％～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 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 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)？φlφe《≤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11 M-N】 相关曲线》。     】     —以 M＝《Ne0？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(38)》和(40)如令(4！0)、(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≤2—0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： 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 50！017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 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.】3rcN0》与压：弯段：。衔接 《