02矩形鋼管混凝土偏心受力構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法

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1、第!"卷第#期建筑結(jié)構(gòu)$%%"年#月矩形鋼管混凝土偏心受力構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法沈祖炎黃奎生（同濟(jì)大學(xué)建筑工程系上海$%%%&$）［提要］介紹了《矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（’(’)#"&：$%%*）中承重構(gòu)件設(shè)計(jì)的部分內(nèi)容，闡述了矩形鋼管混凝土純彎、壓彎和拉彎構(gòu)件承載力計(jì)算公式和實(shí)用設(shè)計(jì)方法，并與一些試驗(yàn)研究的結(jié)果進(jìn)行了比較，表明該設(shè)計(jì)方法是合理有效、簡便實(shí)用的。［關(guān)鍵詞］矩形鋼管混凝土技術(shù)規(guī)程承載力構(gòu)件設(shè)計(jì)!"#$%&’"()*+*,-.."&(/$.012*3+"+’"45"/#*,6*&./"("7,$00"+8".(3&%903/:(""0;95"<9()*/：)+,

2、-./01-，2/1-34/56+,-3（’788,3,79’5:58(-35-,,;5-3，<7-3=5>-5:,;65?0，)+1-3+15$%%%&$，’+5-1）<5#(/3.(：’7-?,-?61@7/?A,A@,;B,653-5-!"#$%&#’()*"#&+&#’,&-%+-.),./#,/."01&,$2-%#.","3+&(("45"#,’%6/(’.),""(!/7"8"97".0（’(’)#"&：$%%*）1;,C;,6,-?,BD<+,97;A/81679871BEF1;;05-3F1C1F5?05-@,-B5-31-BF7A@5-,BF7AC;,

3、6657-7;?,-657-G5?+@,-B5-31;,5-?;7B/F,BD<+,B,653-A,?+7B679’HI<@,1A61-B@,1AEF78/A-61;,C;7E:5B,BD<+,F7AC1;567-79;,6/8?6561867A1B,@,?G,,-?+,97;A/811-B?,6?6D="1>*/+#：F7-F;,?,E9588,B;,F?1-3/81;6?,,8?/@,；?,F+-5F186C,F595F1?57-；871BEF1;;05-3F1C1F5?0；A,A@,;B,653-一、引言截面面積;，即采用凈截面計(jì)算的抗彎承載力按下6-根據(jù)矩形鋼管混

4、凝土構(gòu)件受力性能的特點(diǎn)，最能式計(jì)算：充分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)的是軸心受壓構(gòu)件。但實(shí)際結(jié)構(gòu)中單8/-:［%J";6-（$<$,<4-）=7,（,=4-）］+（!）純的軸心受壓構(gòu)件是很少的，大量存在的是偏心受力矩形鋼管混凝土純彎構(gòu)件的承載力應(yīng)滿足下式要求：構(gòu)件。研究矩形鋼管混凝土偏心受力構(gòu)件的計(jì)算理論#8!8/-（*）和設(shè)計(jì)方法就具有現(xiàn)實(shí)意義。在國內(nèi)外理論研究和工!式中：8為彎矩設(shè)計(jì)值；!為考慮有無地震作用組合程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，制定了《矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（’(’)#"&：$%%*）。以下就該規(guī)范中矩形鋼管的系數(shù)，不考慮地震作用時(shí)，!取結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)!%，混凝土純彎、壓彎和拉

5、彎受力構(gòu)件的承載力計(jì)算公式考慮地震作用時(shí)，!取承載力抗震調(diào)整系數(shù)!I(。及實(shí)用設(shè)計(jì)方法予以介紹。三、短柱壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度承載力計(jì)算二、純彎構(gòu)件的承載力計(jì)算彎矩作用在一個(gè)主平面內(nèi)的矩形鋼管混凝土壓彎在工程實(shí)踐中很少用矩形鋼管混凝土構(gòu)件作為純構(gòu)件的強(qiáng)度，可以根據(jù)極限理論進(jìn)行分析。矩形鋼管彎構(gòu)件使用，它主要被用作框架柱、拱和桁架受壓弦桿混凝土壓彎構(gòu)件在破壞時(shí)，假定鋼管沒有局部屈曲。等軸壓或壓彎構(gòu)件。但是在純彎作用下的抗彎承載力鋼管達(dá)到屈服點(diǎn)，受壓區(qū)混凝土達(dá)到極限強(qiáng)度，受拉區(qū)是分析壓彎、拉彎等偏心受力構(gòu)件的理論基礎(chǔ)，是應(yīng)首混凝土退出工作（圖#）。先解決的問題。純彎作用下，矩形鋼管混

6、凝土構(gòu)件截面抗彎承載力按下式計(jì)算：8［%J";（$<$,<4）=7,（,=4）］+（#）/:6--式中：+為鋼材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；;為鋼管截面面積；6圖#鋼管混凝土壓彎極限狀態(tài)應(yīng)力分布圖$，7分別為矩形鋼管截面垂直、平行于彎曲軸的邊長；4-為管內(nèi)混凝土受壓區(qū)高度，按下式計(jì)算：由極限理論可以推導(dǎo)出鋼管混凝土壓彎構(gòu)件的;6<$7,>38相關(guān)公式。該式為二次函數(shù)，曲線呈拋物線型4（$）-:（7<$,）+／+=*,（圖$）。為便于設(shè)計(jì)，將其簡化為兩段式折線型，得到F式中+為管內(nèi)混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。當(dāng)鋼管截面實(shí)用>38相關(guān)公式。鋼管混凝土壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度承F有削弱時(shí)，將式（#）中鋼管

7、截面面積;替換為鋼管凈載力應(yīng)滿足下式：6"!$!$""（"#!#）!"（$）"!（")）!!$!&’&$!$同時(shí)滿足：式中!為軸心拉力設(shè)計(jì)值，’為鋼管的凈截面面積。$／$"（%）&!!六、構(gòu)造要求式中：!，$分別為矩形鋼管混凝土構(gòu)件所受軸向壓矩形鋼管混凝土構(gòu)件必須滿足截面尺寸及高寬力設(shè)計(jì)值和彎矩設(shè)計(jì)值；!為矩形鋼管混凝土構(gòu)件截!比、鋼管壁寬厚比、管內(nèi)混凝土受壓的工作承擔(dān)系數(shù)等面軸心受壓承載力，按下式計(jì)算：方面的構(gòu)造要求。下面主要介紹純彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件!!%&’&"&#’#（’）中鋼管壁寬厚比的限制。矩形鋼管截面板件的應(yīng)力分參數(shù)