1.一种约束混凝土组合柱在轴压作用下承载力的计算方法,其特征在于:所述组合柱包括多边形钢管和波纹板,且所述多边形钢管内浇筑混凝土;相邻两个所述多边形钢管之间通过波纹板相连,所述多边形钢管与所述波纹板焊接形成异形多腔体,且在所述异形多腔体内部浇筑混凝土形成大腔核心混凝土,所述约束混凝土组合柱在轴压作用下的承载力根据多边形钢管内混凝土的承载力、多边形钢管的承载力以及异形多腔体内大腔核心混凝土的承载力共同确定,其中,所述异形多腔体内大腔核心混凝土承载力的计算方法为:对异形多腔体进行剥离后,将异形多腔体的异形截面等效为方形截面,并推导方形截面的等效约束应力和平均横向约束应力,其计算方法为:
2 2
Ac2=4D(L2‑h/2)+D+2(L1‑L2)
D=B‑2L1
2
Aec=Ac2‑2D/3
ke=Aec/Ac2
ξ=(fycpAycp+fyAs)/(fcAc1+fcAc2)其中:f′r为异形多腔体等效转换后的方形截面的有效平均横向约束应力,ke为核心混凝土经过强弱约束区划分后的有效约束系数,fr为异形多腔体等效转换后的方形截面的平均横向约束应力, 为等效转换后方形截面的等效约束应力,teq为等效后方形截面的厚度,Beq为等效转换后的方形截面边长,Ac2为异形多腔体大腔核心混凝土的面积,As为多边形钢管的面积,Aec为等效后方形截面的面积,D为等效后方形截面的宽度,B为组合柱截面的宽度,L1为多边形钢管外截面的长度,L2为多边形钢管内截面的长度,β为径宽比,ξ为套箍系数,fycpAycp为波纹钢板的名义承载力,fy为多边形钢管的抗压/抗拉强度设计值,fyAs为钢管的名义承载力,(fcAc1+fcAc2)为混凝土的名义承载力,fycp为波纹板抗压或抗拉强度设计值;
Ac1为多边形钢管内的混凝土的面积;
根据所述等效约束应力和所述平均横向约束应力计算异形多腔体内大腔核心混凝土轴压承载力,其方法为:N3=Ac2fcc2
其中:f′r为异形多腔体等效转换后的方形截面的有效平均横向约束应力,fcc2为异形多腔体大腔内混凝土的抗压强度设计值,fc为混凝土的抗压强度标准值,N3为异形多腔体内大腔核心混凝土轴压承载力。
2.根据权利要求1所述的约束混凝土组合柱在轴压作用下承载力的计算方法,其特征在于:所述多边形钢管内混凝土的承载力的计算方法为:fcc1=fc
N1=α1Ac1fcc1
其中:Ac1为多边形钢管内的混凝土的面积,ts为多边形钢管壁厚,L1为多边形钢管外截面的长度,L2为多边形钢管内截面的长度,fcc1为多边形钢管内混凝土的抗压强度设计值,fc为混凝土的抗压强度标准值,N1为多边形钢管内混凝土的轴压承载力,α1为多边形钢管内填充混凝土抗压强度套箍增强系数。
3.根据权利要求2所述的约束混凝土组合柱在轴压作用下承载力的计算方法,其特征在于:根据峰值荷载下多边形钢管内混凝土平均应力,α1=1.10。
4.根据权利要求1所述的约束混凝土组合柱在轴压作用下承载力的计算方法,其特征在于:所述多边形钢管的承载力的计算方法为:D=B‑2L1
2
As=4Dtc+4ts(2L1‑ts)‑2(2L1‑ts)
N2=Asfy
其中:D为等效后方形截面的宽度,B为组合柱截面的宽度,As为多边形钢管的面积,L1为多边形钢管外截面的长度,tc为波纹侧板的厚度,ts为多边形钢管壁厚,N2为多边形钢管的承载力,fy为多边形钢管的抗压/抗拉强度设计值。
5.根据权利要求1所述的约束混凝土组合柱在轴压作用下承载力的计算方法,其特征在于:所述约束混凝土组合柱在轴压作用下的承载力根据多边形钢管内混凝土的承载力、多边形钢管的承载力以及异形多腔体内大腔核心混凝土的承载力的和共同确定,其计算方法为:Nu=N1+N2+N3
其中:Nu为约束混凝土组合柱在轴压作用下承载力,N1为多边形钢管内混凝土的轴压承载力,N2为多边形钢管的承载力,N3为异形多腔体内大腔核心混凝土轴压承载力。
6.根据权利要求1或2或4所述的约束混凝土组合柱在轴压作用下承载力的计算方法,其特征在于:L1的取值范围为50mm‑90mm。
7.根据权利要求1或2或4所述的约束混凝土组合柱在轴压作用下承载力的计算方法,其特征在于:L2的取值范围为25mm‑45mm。
8.根据权利要求1或4所述的约束混凝土组合柱在轴压作用下承载力的计算方法,其特征在于:B的取值范围为200mm‑500mm。