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 A！D，E 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(4？0)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 L？0/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 500！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 50》017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 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1《4 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＝0.3r！。cN0与压弯段衔接！ ：