《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(≤【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： 500《。10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％～【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 ！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)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！1，。1 ：。。。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(3！9)并定《义 经简单》变换后即得 【 】 ：      —此即本规范公式(3！8)和？(40)如令(4】0)、？(，4，1)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 L【0/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≤2—0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 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 500】1，7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 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！4a）？；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 ！M，2 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.！3rcN《0与压弯段衔接【 ， ，