钢管混凝土受压承载力

§4.2钢管混凝土的基本力学特性一、受压承载力1．短柱的试验研究OA段：弹性阶段AB段：弹塑性阶段B点：钢管开始屈服BC段：塑性更明显C点：达极限状态

二、轴心受压短柱的极限分析受压承载力计算方法：极限平衡理论计算法《钢管混凝土结构设计与施工规程》CECS28：90采用。把钢管混凝土看成是一组组合材料，通过大量试验研究，得到考虑了混凝土强度提高后的的组合抗压强度设计值。《钢-混凝土组合结构设计规程》DL/T5085-1999采用。把钢管混凝土短柱看做钢管和核心混凝土两种组件组成的结构体系，计算简图如下图所示。钢管混凝土短柱的承载力可由极限平衡理论求得，做如下假定：①结构变形很小，可以不考虑受力过程中几何尺寸的变化；②结构在材料破坏前不会失稳（短柱）；③荷载为单调递增；④钢材屈服、混凝土达到极限压应变后均为理想塑性，保持屈服应变不变；在极限状态下，钢管的应力状态为纵向受压、环向受拉的双向受力状态，并沿管的壁厚均匀分布。在外荷载作用下，钢管应力和核心混凝土的应力处于平衡状态。求解轴压短柱承载力利用以下条件。钢材的屈服条件（可采用VonMises屈服条件）：式中：—钢材在单轴下的屈服强度下限混凝土的屈服条件式中：—混凝土的轴心抗压强度；—混凝土周边收到的侧向压力；—有侧压力时核心混凝土的抗压强度。由式中：—核心混凝土截面面积—钢管截面面积（因管壁较薄）由环向力平衡条件得：联立上述四个方程，可求得其中，，称为套箍系数。因而，荷载N是侧压力p的函数。为求得极限荷载，可由极值条件建立第五个方程：一般设计时已经确定套箍系数，则可由上式求得相应于的值。最后，可得极限承载力表达式为:其中系数：同时，钢管的纵向应力最大值和钢管的环向应力最大值为经分析，系数可以简化为：，其计算误差不超过1.5%。于是，单肢钢管混凝土受压极限承载力可用下式计算：工程设计中还可简化为：套箍系数宜控制在0.3~3.0之间。——是为了防止混凝土强度等级过高时，钢管的套箍能力不足而引起混凝土脆性破坏。——是为了防止因混凝土强度等级过低而使结构在使用荷载下产生塑性变形。

三、受压承载力的影响系数影响钢管混凝土承载力的主要因素：构件长细比偏心率柱子两端弯矩的比值柱两端的约束条件采用短柱承载力乘以修正系数采用修正计算长度的方法

四、具体计算方法（1）轴心受压柱①承载力计算轴心受压圆钢管混凝土柱的轴向压力设计值，应满足如下要求：当管内混凝土等级大于等于C50，且套箍系数时，应按下式计算：式中：—钢管混凝土短柱的轴心受压承载力设计值；—分别为钢管混凝土的套箍系数和含钢率；—与混凝土强度等级有关的系数，按下表取值；—分别为钢管内填混凝土和钢管的截面面积；—分别为钢管和混凝土的抗压强度设计值；—轴心受压柱考虑构件长细比影响的受压承载力折减系数混凝土等级C50C55C60C65C70C75C802.001.951.901.851.801.751.701.001.111.231.381.561.782.04②的计算考虑长细比对轴心受压圆钢管混凝土柱承载力的折减系数，按下列公式计算：A、当时，取B、当（2促）偏曲心受盾压柱①承邻载力指计算偏心季受压领圆钢锁管混皮凝土狸柱的委轴向避压力分设计警值，督应满竹足如姜下要聚求：式中抛：—钢唉管混梨凝土烧短柱棒（l0/D妹≤4)轴遍心受盾压承久载力扮设计岔值；—考才虑长挤细比习影响峰的承秀载力棵折减反系数桶；—考龙虑偏态心率挖影响挑的承鹊载力绳折减腾系数谅；同时该要求式中监：—轴满心受稍压长坐柱或娱中长微柱承辫载力脚的折片减系缓数。②的计雕算圆钢割管混宰凝土较柱考躺虑偏旺心率止影响陪的承晶载力其折减储系数疲，分别椅按下改列情凶况考气虑：A、槽当残时块，按去小偏馆压考饭虑B、泻当奏时茅，按汽大偏侵压考掌虑式中逆：—柱令上、关下端窃较大互弯矩微一端辜轴向杜力对品柱截敢面形字心的赞偏心币矩；—钢菠管的鸭内半批径；—柱呆上、揭下端查弯矩翼设计蛙值两捧者中枪的较特大值坛；—对类应于絮柱的末轴压苗力设绪计值盗。③的计割算偏心僚受压蚕圆钢被管混短凝土贡柱考畏虑长好细比油影响插的承周载力马折减系数浅，溜按下斑式计腐算：A、那当(短妥柱)B、走当(长谅柱)式中型：—柱遭的等缎效计驻算长无度；—柱举的等寺效计恳算长倘度系时数。④的计贯算K是考虽虑柱限身弯蜡矩分哥布梯常度影叼响的冶等效槐长度梦系数倾，应宗根据肾柱的类型置按下基列方浆法计胸算。柱的邻弯矩碎图大洋致有历三种万类型椒，如耻下图碎所示努。现跟令且三角暗形：对顶轻三角独形：梯韵形画：Ⅰ、词轴心芝受压雹柱和果杆件Ⅱ、惕无侧淋移框侨架柱的常捡见值陕及k值有咳：Ⅲ、社有侧忌移框索Ⅳ架壳柱Ⅳ、耐悬臂贴柱当悬化臂柱角的自约由段屋有力痒偶作用零时：取较吹大值为悬栋臂柱减自由顺端的哈弯矩选与嵌呆固端绩的弯睁矩值些比值熄。当为负眯值（筛双向枕压弯杂）时显，则皆按反李弯点炭所分犹割成坟的高吃度为街的传悬臂柱时计算留。五、算钢管聪混凝滚土的怒其他砌计算症方法凉介绍1、坐轴心颠受压算构件鸡：《钢乡丰—混毛凝土牛组合玩结构矛设计央规程捏》（葬DL勇/T乓50暂85供—1酱99席9）提出攀的单邪肢钢妖管混亦凝土链轴心冶受力擦的承异载力壳计算这公式统：式中：—轴心证受压僻稳定帽系数俩，根题据钢喂材种抚类和访长细没比查雄表；—钢管赴混凝乱土截校面面朱积；—钢管圣混凝润土组剥合轴稳压强狭度设字计值钩，按危下式奴计算阿；—计巩算系打数；式中镇：—分奇别为狭混凝枪土的津轴心角受压编标准脆值和己设计也值；—钢奖材的灰强度鲁设计阳值；—钢额材的卸屈服形强度申；—构皮件截嗓面套论箍系版数设柜计值药，—构汁件截绸面含惰钢率衬，；；—钢纠管和贤混凝暴土的奥截面典面积识；采用每第一动组钢斗材的值由计算贫，采耽用第锐二、揉三组怒钢材标的值应灯按上疲式计慕算值裤乘以钢换算刻系数乘以首k1后确牙定：她对Q漫23解5和鲜Q3世45心钢，刘k1=0转.9笑6；肚对Q厌39涂0钢听，k1=0倚.9嘱4。鞠钢材停分组政可按嫁《钢据结构每设计驱规范冲》（丛GB宽50承01准7-扬20棚03溜)的有条关规瞧定确梨定。2、瓣受弯币构件糟：圆钢坝管混置凝土但抗弯脱承载逃力验仍算公浩式为汗：式中净：—计牲算构财件范茅围内健的最码大弯摇矩；—构用件截蛋面抵记抗矩值；—构云件截盈面抗嚷弯塑羞性发脚展系知数；—套怜箍系庙数标气准值扇，；；3、处压弯肾构件苗：《钢斩—混尼凝土句组合缝结构止设计这规程指》（他DL执/T谊50轮85艘—1臣99絮9）堵提出器了钢融管混鞋凝土纲压弯初构件召承载披力的村计算享方法摔。钢管哗混凝岸土构慌件的义承载乞力按阁下列竖方法朴计算鹿：①当②当钢管翼混凝巷土的绒稳定语承载赖力按津