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(—≤，C5：0，。)取 α ＝2.】0；对高强》混，凝，土(C？50～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 ？。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％～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 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 φ！lN0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？＝0.3《N0：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》(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！≤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！GB ？5001《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GB 50！0，17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 》5，0017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.：。3rc？N，0与压弯段衔接【 ：