西安建筑科技大学精品课程：《钢与混凝土组合结构》课程电子教案（PPT教学课件）第六章 钢管混凝土柱

第六章钢管混凝土柱 6.1钢管混凝土的特点: 1承载力高 2.具有良好的塑性和抗震性能 3.施工简单,可以大大缩短工期 4钢管混凝土柱的耐火性能好于钢柱 5可安全可靠的采用高强度混凝土

第六章 钢管混凝土柱 6.1钢管混凝土的特点： 1.承载力高 2.具有良好的塑性和抗震性能 3.施工简单，可以大大缩短工期 4.钢管混凝土柱的耐火性能好于钢柱 5.可安全可靠的采用高强度混凝土

62钢管混凝土柱的工作性能 钢管混凝土作为受压构件,其受压时的工 作性能与紧箍力有很大的关系 fck 2 af 其最大值为 max fk 2 Ak 般我们把 定义为套箍指标。它是确 k 定钢管混凝土承载力的重要参数

6.2钢管混凝土柱的工作性能 钢管混凝土作为受压构件，其受压时的工 作性能与紧箍力有很大的关系。 其最大值为 一般我们把 定义为套箍指标。它是确 定钢管混凝土承载力的重要参数。 s 2 ck c ck 1 2 p A f A f  = max s y ck c ck 1 2 p A f f A f = s y c ck A f A f

1.轴心受压的钢管混凝土短柱(LD=3~3.5) 钢管混凝士短柱的一次压 缩工作曲线分为三个阶 V(=V. 段 1.1)=3-35 (1)弹性阶段oa > 10 =101 人 (2)弹塑性阶段ab 4<2<101 c(4 (3)强化阶段bc E、3000;

1. 轴心受压的钢管混凝土短柱（L/D=3~3.5） 钢管混凝土短柱的一次压 缩工作曲线分为三个阶 段: （1）弹性阶段 oa （2）弹塑性阶段 ab （3）强化阶段 bc’

λ=1.0时,核心混凝士因紧箍效应纵向承载 力的提高恰好弥补钢管因异号应力场使纵向 承载力的减小,所以出现了塑性的水平段bc。 λ>1.0时,核心混凝土承载力的提高超过了 钢管纵向承载力的减小,出现了曲线上升的 强化阶段bc λ<10时,核心混凝土承载力的提高不足以 弥补钢管纵向承载力的减小,曲线出现下降 段 λ=0.4,曲线无塑性段,呈脆性破坏

▪ λ＝1.0时，核心混凝土因紧箍效应纵向承载 力的提高恰好弥补钢管因异号应力场使纵向 承载力的减小，所以出现了塑性的水平段bc。 ▪ λ>1.0时，核心混凝土 承载力的提高超过了 钢管纵向承载力的减小， 出现了曲线上升的 强化阶段bc’。 ▪ λ<1.0时，核心混凝土承载力的提高不足以 弥补钢管纵向承载力的减小，曲线出现下降 段。 ▪ λ＝0.4，曲线无塑性段，呈脆性破坏

2.轴心受钢管压混凝土长柱 轴心受压混凝土长柱受力性能复杂,与 钢结构相似。存在强度破坏和稳定破坏。 (1)对于长细比小的短柱,破坏是由于钢管 的屈服和混凝土三向受压下的强度破坏所致。 (2)对于长细比大的长柱,其破坏是由于弹性 失稳。 (3)对于中等长度的中柱,其破坏是由于弹塑 性失稳

2. 轴心受钢管压混凝土长柱 轴心受压混凝土长柱受力性能复杂，与 钢结构相似。存在强度破坏和稳定破坏。 （1）对于长细比小的短柱，破坏是由于钢管 的屈服和混凝土三向受压下的强度破坏所致。 （2）对于长细比大的长柱，其破坏是由于弹性 失稳。 （3）对于中等长度的中柱，其破坏是由于弹塑 性失稳

3.偏心受压混凝土长柱 曲线①是钢管混凝士长柱 偏心受压强度破坏时截面偏 心力N与杆中挠度的关系。工 作分两个阶段。弹性阶段OA; B 弹塑性阶段AB。 曲线②③是当钢管混凝土 长柱长细比入>12,偏心受压 构件承载力由稳定决定时的 压力N与杆中挠度的关系曲线。() 曲线的最高点是偏压构件稳 m In 定承载力的极限

3. 偏心受压混凝土长柱 曲线①是钢管混凝土长柱 偏心受压强度破坏时截面偏 心力N与杆中挠度的关系。工 作分两个阶段。弹性阶段OA； 弹塑性阶段AB。 曲线②③是当钢管混凝土 长柱长细比λ>12，偏心受压 构件承载力由稳定决定时的 压力N与杆中挠度的关系曲线。 曲线的最高点是偏压构件稳 定承载力的极限

曲线①是钢管混凝土长柱偏心受压强度破坏 时截面偏心力N与杆中挠度的关系。工作分 两个阶段。弹性阶段OA;弹塑性阶段AB。 曲线②③是当钢管混凝土长柱长细比λ>12, 偏心受压构件承载力由稳定决定时的压力N 与杆中挠度的关系曲线。曲线的最高点是偏 压构件稳定承载力的极限

▪ 曲线①是钢管混凝土长柱偏心受压强度破坏 时截面偏心力N与杆中挠度的关系。工作分 两个阶段。弹性阶段OA；弹塑性阶段AB。 ▪ 曲线②③是当钢管混凝土长柱长细比λ>12， 偏心受压构件承载力由稳定决定时的压力N 与杆中挠度的关系曲线。曲线的最高点是偏 压构件稳定承载力的极限

钢管混凝土偏心受压构件的工作性能有其本 身的特点:在接近破坏时,外荷载增量很小, 而变形发展的很快 和钢构件相比,曲线过B点后平缓的多,说明 由于有紧箍力的作用,不但提高了核心混凝 土的承载力,而且还增加了构件的延性。 影响钢管混凝土偏心受压构件承载力的两个 重要参数:长细比,偏心率

▪ 钢管混凝土偏心受压构件的工作性能有其本 身的特点：在接近破坏时，外荷载增量很小， 而变形发展的很快。 ▪ 和钢构件相比，曲线过B点后平缓的多，说明 由于有紧箍力的作用，不但提高了核心混凝 土的承载力，而且还增加了构件的延性。 ▪ 影响钢管混凝土偏心受压构件承载力的两个 重要参数：长细比，偏心率

6.4钢管混凝土柱的计算和设计 6.4.1圆钢管混凝土柱的计算和设计 圆钢管混凝土柱中的核心混凝土的紧箍效应, 受力性能比矩形钢管混凝土柱好,相比而言 承载力提高最大,也最经济。 (一)《钢一混凝土组合结构设计规程》 (DLT5085-1999)的承载力设计方法。 1.单肢轴心受压钢管混凝土构件承载力计算

▪ 6.4钢管混凝土柱的计算和设计 ▪ 6.4.1圆钢管混凝土柱的计算和设计 圆钢管混凝土柱中的核心混凝土的紧箍效应， 受力性能比矩形钢管混凝土柱好，相比而言 承载力提高最大，也最经济。 （一）《钢－混凝土组合结构设计规程》 （DL/T5085-1999）的承载力设计方法。 1.单肢轴心受压钢管混凝土构件承载力计算

N≤qf Φ一轴心受钢管压混凝土构件稳定系数。 稳定系数和混凝土的强度等级基本无关, 主要取决于钢材的强度 Asc一钢管混凝土构件截面面积; fsc组合结构强度设计值。 (1212+B50+C3) 5。~钢管混凝士构件截面的套箍系数设计值

Ф－轴心受钢管压混凝土构件稳定系数。 稳定系数和混凝土的强度等级基本无关， 主要取决于钢材的强度。 ▪ ASC －钢管混凝土构件截面面积； ▪ fSC －组合结构强度设计值。 ξ0－钢管混凝土构件截面的套箍系数设计值 ( ) 2 sc 0 0 c f B C f = + + 1.212   N f A  sc sc