N 按本规范第5.3.10条的规定计算 g φ 5.3.12 对于空间失稳 使之更加合理 5.3 格构柱按本规范第5.2.9条的规定计算 称之为弹性稳定问题 式中 c oy 哑铃形构件和格构柱 本节中其他条文都是有关这一计算的规定 5.3.6 o 在截面上不均匀时 x 钢管混凝土格构柱对X轴和Y轴的名义长细比λ ——柱肢钢管横截面总面积和管内混凝土横截面总面积 ——钢管强度标准值 应按下列公式计算 λ o2 在管内混凝土形成强度之前 t——钢管壁厚 K 应乘以初应力度影响系数K φ o 表内中间值可采用线性内插法求得 ) s γ A 5.3.10 * 5.3.2 ——钢管混凝土格构柱的换算长细比 因此在钢管与混凝土作为组合结构共同承受荷载之前 ——计算长度 sc ρ——构件偏心率 1 c 5.3.3 ＝φφ 钢管的初应力和初应变缩短了钢管混凝土的弹性阶段 表5.3.11 o 等效梁柱的计算长度可按表5.3.2的规定计算 因此其失稳类型更接近于分支点失稳 将钢管混凝土单圆管 ≤N 按本规范第5.3.7条～第5.3.10条的规定计算 r——截面计算半径 钢管混凝土单圆管柱的名义长细比λ应按下式计算 式中 γ ——钢管混凝土单圆管偏心受压构件稳定承载力设计值(N) 按本规范公式(5.3.6)计算 N 为结构真实稳定承载力的上限 ——单根柱肢中心到虚轴y-y和x-x的距离(i＝1 * o 拱肋的面内整体稳定承载力可将其等效成梁柱进行计算 钢管混凝土柱稳定系数计算方法 (5.3.8) b 钢管混凝土单圆管偏心受压构件稳定承载力设计值N ——钢管混凝土哑钤形构件和格构柱偏心受压稳定承载力设计值(N) 根据本规范编制组的统计 40～90和40～90 5.3.11 取值应符合本规范表3.1.3的规定 因此 初应力度影响系数K ——偏心率折减系数 计入初应力影响时 单肢名义长细比λ 5.3.12 l 哑铃形构件按本规范第5.2.8条的规定计算 5.3.3 本规范中将其等效成钢管混凝土梁柱进行整体稳定承载力的计算 ——换算长细比 式中 l a 需要进行稳定计算 弹性稳定特征值不应小于4.0 通过相对长细比对三种截面形式的钢管混凝土柱均考虑了材料对稳定系数的影响 ——钢管混凝土格构柱对X轴和Y轴的名义长细比 使其提前进入弹塑性阶段 对单圆管和哑铃形柱 K——换算长细比系数 5.3.8 P 应按下列公式计算 N y λ＝l D2 N 稳定系数φ应按下列公式计算 N 表5.3.2 o σ i 拱肋的等效计算长度 研究表明 按失稳类型可分为极值点失稳和分支点失稳 λ＝4l ——格构柱柱肢节间距离 ≤N 空钢管中已产生了初应力和初应变 λ——钢管混凝土格构柱的名义长细比(λ 本规范在拱肋结构整体稳定计算中考虑了初应力的影响 e 注 λ——构件的长细比 大量研究结果表明 1 特大跨径的钢管混凝土拱 钢管混凝土格构柱的换算长细比λ 拱肋稳定计算 钢管混凝土拱桥应进行空间稳定性计算 P 本条文主要是针对空间稳定的计算 s ／i l 然后再向管内浇注混凝土 为拱轴线长度 ——钢管初应力 计算时拱肋截面整体压缩设计刚度和弯曲设计刚度应按本规范第4.3.3条的规定计算 A 钢管混凝土柱的相对长细比λ 而对截面强度影响较小 ／D μ——柔度系数 m——考虑偏心率影响的系数 徐变影响折减系数中构件名义长细比的范围应为40～120 偏心率ρ应按下列公式计算 当考虑材料为线弹性时 n λ 式中 A——柱肢截面换算面积 5.3.9 由于拱所受的面外荷载较小而面内荷载较大 对钢管混凝土轴压构件和偏心率ρ≤0.3的偏压柱 λ——钢管混凝土单圆管柱 对于钢管混凝土格构柱 ——偏心率折减系数 λ a——考虑长细比影响的系数 哑铃形拱肋和桁式拱肋可分别等效成单圆管构件 钢管混凝土拱肋的面内整体稳定承载力可将其等效成梁柱进行验算 哑铃形柱的名义长细比 这就是钢管混凝土拱桥中拱肋钢管的初应力问题 按本规范第5.2.5条的规定计算 单圆管 5.3.4 y ——初应力度影响系数 N ——钢管混凝土格构柱单肢名义长细比 拱作为以受压为主的结构 5.3 A 钢管拱肋要承受自重与管内混凝土的自重荷载 本规范参考国内外大量的规范与钢管混凝土拱桥的研究结果 I 和λ 计算方法较为简单 o2 A 等效梁柱的两端作用力可取拱跨L／4截面处的弯矩与轴力 N 钢管混凝土拱肋中的初应力随截面的变化而变化 * 一般还应进行考虑非线性的极值点稳定计算 D——钢管外径 式中 l 1 应按表5.3.11的规定取值 所以 式中 K 5085-1999第6.2.6条制订 y 应按下列公式计算 (5.3.4-1) i 将其外推至长细比为40的情况是可行的 按牟规范公式(5.2.2-2)计算的截面轴心抗压强度设计值N 分支点失稳可以通过特征值求解求得 x o ——换算长细比修正系数 (5.3.7) 5.3.11 钢管混凝土哑铃形柱的名义长细比A应按下式计算 (5.3.3-1) 而现行行业标准《钢-混凝土组合结构设计规程》DL／T 由于弹性失稳没有考虑材料非线性和几何大变形问题 同一截面中不同点的初应力值也不同 c 取截面平均应力 sc 应按下列公式计算 o2 ——钢管混凝土格构柱对Y轴 表中名义长细比λ应撩本规范第5.3.7条～第5.3.9条的规定计算 按本规范公式(5.3.9-1)或(5.3.9-2)计算 由于其内力是取1／4跨截面处的内力 本条参考现行行业标准《钢-混凝土组合结构设计规程》DL／T S 取平均值计算 一般情况下单圆管 钢管混凝土偏心受压构件稳定承载力采用了偏心率折减系数与稳定系数相乘的计算方法 x 按0.36拱轴线弧长折减计算长度 e o2 5.3.2 式中 材料非线性或几何大变形或双重非线性对结构的整体稳定影响较大 c ox 对稳定极限承载力有较大的影响 ——一个节间内各斜腹杆面积之和 b 哑铃形柱按公式(5.3.11-2)计算 便于工程应用 应按下列公式计算 简称初应力问题 ——单根柱肢的组合截面惯性矩 5.3.5～5.3.10 o 钢管混凝土拱的面内稳定以极值点失稳为主 所以初应力应取1／4跨截面处的初应力 所以 5085-1999第6.2.6条的应用范围为50～120 按本规范公式(5.3.1l-1)计算 或λ 截面轴心抗压强度设计值N 徐变折减系数k o ' λ 5.3.1 o 拱肋等效成钢管混凝土梁柱计算时 单圆管拱肋 注 钢管混凝土拱肋的施工顺序是先安装空钢管拱肋 λ o 拱肋稳定计算 2)(图5.3.9) 5.3.5 因此要求有较大的稳定系数(弹性失稳的荷载与设计荷载之比值) 规定弹性稳定系数不应小于4.0 D2 5.3.1 应乘以混凝土徐变折减系数k 拱的稳定问题按失稳方向可分为面内失稳与面外(空间)失稳 f 分别按本规范第5.3.7条和第5.3.8条的规定计算 D2 e 应按下列公式计算 e 钢管混凝土哑铃形构件和格构柱偏心受压稳定承载力设计值N 本规范表5.3.11中名义长细比的应用范围取为40～120 λ P 有弯矩荷载时 徐变折减系数k (5.3.3-2) β——钢管初应力度 y 式中 A 分析表明 d 式中 格构柱按公式(5.3.11-3)计算 5.3.7 ＝φφ s o2 按本规范第5.3.5条的规定计算 ——相对长细比 换算长细比采用了将有关系数相乘的形式 其承受永久荷载引起的轴压力占全部轴压力的30％及以上时 ——一个节间内各平腹杆面积之和 钢管混凝土拱稳定承载力计算中 n N φ——稳定系数 哑铃形和桁拱的名义长细比范围分别为60～120 5.3.4 而在拱肋强度计算中没有考虑此影响 ——单根柱肢的组合截面面积 (5.3.4-2) 哑铃形和格构柱的稳定系数统一起来 X轴的计算长度