钢管混凝土构件计算.ppt

第三部分 钢管混凝土结构 Concrete Filled Steel Tubular Structure 钢管混凝土构件计算 §11-1 轴心受力构件的强度计算 式中：K——钢管抗拉强度提高系数 （11-2） ψ——空心率， ；对于实心钢管混凝土柱有rci=0 ，ψ=0，在此情况下，K=1.1 rco 、rci——核心混凝土的外半径和内径； As——钢管的截面面积， As=π(ro2 –rco2) （11-3） ro——钢管外半径； f——钢管材料的抗拉强度设计值 二、轴心受压构件 钢管混凝土柱的抗压强度与其长细比有关。当钢管混凝土短柱承压时，其承载力按下式计算： （11-4） 式中：fsc——组合抗压强度设计值，按表10-2（或表10-5、表10-9）取用，系数B、C按公式（10-2）计算 。对于空心钢管混凝土柱按下式计算： （11-5） ζo——套箍系数，ζo=αf/fc； α——含钢率，按下式计算： （11-6） Asc——构件截面总面积，由下式确定： （11-7） t——钢管壁厚； fc——混凝土抗压强度设计值 §11-2 轴心受压构件的稳定计算 在实际工程中，钢管混凝土柱和拱圈的长细比都很大。在多数情况下，钢管混凝土轴心受压构件的承载力是由稳定控制的。因此说稳定问题对钢管混凝土轴压构件是非常重要的。 关于稳定的计算方法也有很多，各有优缺点和适用范围。在此仅介绍用组合模量确定单柱临界力和格构式柱的稳定计算方法。 钢管混凝土构件的长细比 钢管混凝土构件的长细比是一个重要的计算参数，尤其对于具有较大长细比构件的稳定性分析。 钢管混凝土构件的截面面积和截面惯性矩可由下列公式求出： 截面回转半径为： 构件长细比为： 对于实心钢管混凝土柱，空心率ψ=0，即有： （11-8） 式中：l——构件的计算长度； D——钢管的外径，D=2ro 一、单管混凝土轴心受压构件的稳定 1、临界力的确定 在前两章中我们已经利用合成法求出了钢管混凝土作为一种组合材料的组合强度和组合模量，因而可以直接应用欧拉公式求出构件的临界力。 在弹性阶段： （11-9a） 在弹塑性阶段： （11-9b） 相应的临界应力为： （11-10） 2、界限长细比(分两个界限值介绍) 二、格构式柱的稳定问题 当轴心受压柱的长度较大时，或对于荷载偏心较大的压弯构件，为了节约材料，宜采用格构式截面，将弯矩转化为轴向力。采用的格构式截面有双肢，三肢和四肢等几种，参见图11-1。 格构式构件由柱肢和缀材组成。 穿过柱肢的轴称为实轴，穿过缀材平面的轴称为虚轴。 图11-1中只有（a）中的x轴为实轴，其余均为虚轴。 柱肢用缀材连接（与钢结构相类似），缀材分为缀板和缀条，又称为平腹杆和斜腹杆。缀材常用空心钢管制成。 采用平腹杆体系时，平腹杆应与柱肢刚性连接，形成多层框架体系。 采用斜腹杆时，认为腹杆与柱肢铰接，组成桁架体系， 见图11-2。 比较公式（11-20）和（11-10）可知，格构式钢管凝土轴心受压构件的稳定计算，亦可套用公式（11-19）进行。但需由公式（11-21）求出换算长细比λoy，并以此查表求出稳定设计安全系数。 以下给出常用的各种格构形式的换算长细比的计算公式。 1、双肢平腹杆柱