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！ N：0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(C5—0～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％】～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)φl—φe≤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 ：BC： ，(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 B！C 与 《M， 轴的交点为钢管混！凝土柱？的，纯弯承？载力 M《0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.】3N0rc》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【)、(？4，1)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34《0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1？3 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 5】0017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 5001！7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》.3rcN0与【压弯段衔《。接， ：