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？/5：0）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】480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(C》50～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 AD】E 曲线由于 A】DE 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)φl—φe≤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 A《B 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1！3）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≤2》0，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 5】00：。17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 500—17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【1，4，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14《b）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 M—u＝0？.3rcN0与压弯！段衔接 》