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6.4 【钢管混凝土格—构柱承载力计算
!
6.】4.3 有—。关缀件剪力的规【定是:按照钢结构设计【。规,范GB 5》0017套用的由】于钢管混凝土为组合!材,料,故将钢结构设计规范!中的应?力表达改为广义应】力即改为极限承载】力表达
【
,
6.4.5 【 格构柱的整—体承载能力》随长细比《和偏:心率的增长而—下降的?规律一?如单:肢柱那样《。采用双系数》乘积公式表达
!
,。
,
6:.4.6 本规】范的格构《柱压弯强度计算【反映:了,钢管混凝土》柱肢的抗压强度【与抗拉强度不相等】这一重要特点
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【根据格构柱》在弯矩?。。作用下的应变状态】可将柱肢区》分为拉区柱肢—和压区柱肢其轴心受!压短:柱承:载力:分别记为 N0【。t 和 N0c图】15中?格构柱的整体轴【压承载力记为 【N0可按下》列公式?。计算
!。
【 ,。 定义格《构柱截面不对称系数! γ=N0c/N0!t对称截面》 ,γ=1
】
》压力重?心轴至拉区柱肢重心!的距离为
【。
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?
,
!压力:重心:轴至压区柱肢重心】的距离为
!
!
,
?图15 格构柱计算!简图
】 《 设拉区柱肢的【轴,拉承载力(》不考虑混凝土的抗】拉强度)为
【
》
— 则当轴拉力!。作用于?格构柱的压力—重心且各柱肢—达到极?限,拉力 ?Nst 时的整【体轴拉?承,。载力将?为 Ns《并令
?
?
《
【 称之为柱肢—的压:拉强度比
】
,
由于钢管!混,。。。凝土构?件的轴压承载力【和轴拉承载力不相等!格构柱在《轴压:力 :N 和弯《矩 M? 联:合作用下的破坏形】态将有?以压区柱肢抗—压承载力控制的压坏!型和以拉区柱肢【钢管抗拉承》载力:控制的拉坏型两【种显:然以压区柱肢抗压】承载力控制》的格构柱的极限弯矩!为
?
【
,
,。
: 以拉【区柱肢抗拉承载【力,控制:的格构柱的极—限弯矩为
》
:
【
— 在 M-N【 坐标系中格构柱】压坏型的屈服条件】为如图16所示通】过 A(01)和 !D,(,10)两点》的,。Ⅰ-Ⅰ直线
【
》
?
】图,16 钢管混凝土格!构,柱的 M-》。N 相关曲线
!
格!构柱拉坏型的屈服】条件:为图:。中通过 E(—0,1/η》),和 C(1》/γη,0)—。两点的 Ⅱ-—Ⅱ 直线
!
】 》从而格构柱的 M】-N ?相关曲线即如图中的! ABC 》折线B 点为拉区】和压:区同:。时,发生:破坏的平衡破坏【点
《
考虑!。到 M?=Ne0《。并将:式(47)代入(】49)得
—
!
— 根据定义φ—e=N/N0于是】由式:(52)得》压坏型的折减系数为!
!
《。 , 此》即本规范《公式(?6.:4.6-1》)
:
!同样:将 M=Ne—0 和式(48【)代入(50)得】
,
!
: , 又—由,式(:46:。)得 N《s,=,N0/η将》其代:入上式得
—
,
?
:
?
: 同—。样,根据:。定义φe=》N/N0由式(【56)得拉坏型【的折:。减系数为
!
,
!。 令式《(53)和式(【57)的 》。φe 相等即得到对!应于平衡破坏点的】界限偏心率为
【
,
!
— 考虑?到 :N0t=Acf【。c(1+αθt)N!。st=Asf—s可得
!
?
》 : , 其中
【。
,。
《 由此可见》。。界限偏心《。率 :e0/a《c 和拉坏型折减】系数公式(57)均!是拉肢套箍系—数 :θt ?的函数为简》化计算经分》析比较后《。直接以 《γ=1、θt=1】和 α=2作为【一般情况的代表【从而得 η=3【 和界限偏心率将】 ,η=3?。代入式(57)即】得本规范《公式(6.4.6】-2)?
6.4!.7 《遵循钢结构设计规范!GB 50017】的原则认《为,格,构柱承载能力随长细!比增:大而降?。低的:规,。律与实腹《柱的规?律相同亦即与—单肢钢管混凝土柱】的规律相同
!
近【。似的:取钢:管混凝土《圆形:截面积的回转半【径为 r=D/【4于是长细比 λ !可表达为
—
?
:
【 由此—可得L0/》D=λ/4
!
,
? 将其《代,入本规?范第6?.,1.:4条单肢柱》的 φl 公—式(6.《1.4-1》)得出
】
—。
《 将上式中的长!细 λ 《以,格构:柱的换算长细—比 :λ* 置《换即得本规》范公式(6.—4.7 《2):本规范?中有关换算长细比】。 λ:* 的公式均—全部引自钢结—。构设计?规范GB 5001!7,
6【.4.8~6—.4.1《0 格构柱等效计!。算长度的计算—公式完全仿照单【肢柱的公式导得对】于,有侧移框架柱和悬臂!柱以: e0/a》c=1亦即以界限偏!心率:(e0?/ac=2》)的:0.:5倍作为选用 k !值公式的分界线这是!参照单肢柱的分界】线 e0《/rc=0.8大】致,相当于界限偏心【率(e0《/rc=《1.5?5)的0.5倍这】样一个规律定出的
!
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