CN112084696A - 基于轴向承载力的设计格构式钢骨混凝土柱的方法 - Google Patents

基于轴向承载力的设计格构式钢骨混凝土柱的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于轴向承载力的设计格构式钢骨混凝土柱的方法，属于土木工程的结构设计领域。本发明提供了基于轴向承载力的设计格构式钢骨混凝土柱的方法，使用此方法设计格构式钢骨混凝土柱时，仅需先通过公式计算得到格构式钢骨混凝土柱的轴向承载力NLSRC，再根据计算得到的轴向承载力NLSRC调整格构式钢骨混凝土柱的缀板尺寸、钢筋直径、柱截面尺寸或混凝土等级等的尺寸即可。

Description

基于轴向承载力的设计格构式钢骨混凝土柱的方法
技术领域
本发明涉及基于轴向承载力的设计格构式钢骨混凝土柱的方法，属于土木工程的结构设计领域。
背景技术
格构式钢骨混凝土柱是建筑物的竖向受力构件。如图1～2所示，格构式钢骨混凝土柱包含混凝土1，位于混凝土内部的钢筋骨架2，以及位于钢筋骨架内部的钢骨架3，钢筋骨架2为由纵筋4、箍筋5和拉筋8围成的方形钢筋骨架，钢骨架3包含四块L型钢6，相邻两块L型钢6之间连接有若干缀板7，使得四块L型钢6可围成一个上下敞口的立方体，拉筋8位于上下相邻两块缀板7之间，且拉筋8的两端与箍筋5相连。
在格构式钢骨混凝土柱中，由L型钢与缀板焊接形成钢骨架，能够为核心混凝土提供较强的约束作用；外部钢筋混凝土能够在一定程度上避免或延缓钢骨架的局部屈曲，使得其材料性能充分发挥；钢筋骨架在减缓外部钢筋混凝土开裂的同时能进一步增强钢骨架的约束作用，有利于进一步提升组合梁的抗弯性能。因此，格构式钢骨混凝土柱的性能较常规钢骨混凝土柱有明显的提升，格构式钢骨混凝土柱在建筑领域的应用也越来越广泛，根据实际应用场景对格构式钢骨混凝土柱进行施工和设计在建筑领域也越来越重要。
对于混凝土柱而言，其轴向承载力是施工和设计的基础。目前，混凝土柱轴向承载力的获得方法主要有试验加载法、数值模拟法和公式计算法三种，其中，由于试验加载法的成本较高，并且，由于数值模拟法的过程较繁琐和复杂，十分耗费时间，因此，公式计算法在实际应用中更具优势。
现阶段，用于获得常规钢骨混凝土柱轴向承载力的公式计算法已经较成熟，例如规范JGJ138-2016、ACI318-05及Eurocode4-2004的计算方法等，但是，由于格构式钢骨混凝土柱的结构不同于简单的钢管混凝土，故上述混凝土强度均采用非约束混凝土的轴心抗压强度，未考虑钢筋骨架与钢骨架对混凝土横向约束作用的针对常规钢骨混凝土柱的计算方法都不能准确地计算其轴向承载力。因此，急需找到一种可准确计算格构式钢骨混凝土柱轴向承载力的方法以设计格构式钢骨混凝土柱。
发明内容
[技术问题]
本发明要解决的技术问题是提供一种可准确计算格构式钢骨混凝土柱轴向承载力的方法以设计格构式钢骨混凝土柱。
[技术方案]
为了解决上述问题，本发明提供了基于轴向承载力的设计格构式钢骨混凝土柱的方法，所述方法包括以下步骤：
①根据公式flesb＝fyhAsh和f'le＝ke1ρv1fyh计算得到格构式钢骨混凝土柱的箍筋对外部钢筋混凝土提供的横向约束力fle和环向有效约束应力f'le；
其中，ρv1为格构式钢骨混凝土柱的箍筋的体积配箍率，计算公式为ρv1＝Ash/sb；ke1为格构式钢骨混凝土柱的箍筋对混凝土的环向有效约束系数，计算公式为
Figure BDA0002707749900000021
fyh为格构式钢骨混凝土柱的箍筋的屈服强度；w'i为格构式钢骨混凝土柱的相邻纵筋之间的净距；n为格构式钢骨混凝土柱的截面纵筋(垂直截面布置的钢筋，即箍筋和拉筋)的个数；b为格构式钢骨混凝土柱的箍筋宽度；Ash为格构式钢骨混凝土柱的一个单元体(沿柱高，即Z方向一米)内沿x或y方向箍筋的总面积；s为格构式钢骨混凝土柱的箍筋间距；s'为格构式钢骨混凝土柱的箍筋净距；ρcc为格构式钢骨混凝土柱的纵筋与受约束混凝土(纵筋内混凝土)的面积比；
②根据公式frbcsc＝fysAsb和f'r＝ke2ρv2fys计算得到格构式钢骨混凝土柱的缀板对核心混凝土提供的约束应力fr和有效约束应力f'r；
其中，ρv2为格构式钢骨混凝土柱的缀板的体积配箍率，计算公式为ρv2＝Asb/bcsc；ke2为格构式钢骨混凝土柱的缀板对核心混凝土的有效约束系数，计算公式为
Figure BDA0002707749900000022
fys为格构式钢骨混凝土柱的缀板的抗拉强度；w”i为格构式钢骨混凝土柱的相邻L型钢之间的净距；Asb为格构式钢骨混凝土柱的一个单元体(沿柱高，即Z方向一米)内沿x或y方向缀板的总面积；sc为格构式钢骨混凝土柱的缀板间距；s'c为格构式钢骨混凝土柱的缀板净距；ρ'cc为格构式钢骨混凝土柱的L型钢与核心混凝土的面积比；
③根据公式
Figure BDA0002707749900000031
计算得到格构式钢骨混凝土柱的箍筋约束混凝土(箍筋内缀板外混凝土，即图9中标出的fcc1第二层阴影部分)强度fcc1和核心混凝土强度fcc2；
其中，fc0为格构式钢骨混凝土柱的未约束混凝土(箍筋外混凝土，即图9中标出fc0第三层阴影部分)强度，按混凝土本身强度取值；fl为格构式钢骨混凝土柱的侧向有效约束应力，对于箍筋约束混凝土(箍筋内缀板外混凝土，即图9中标出的fcc1第二层阴影部分)，fl＝f'le，对于核心混凝土，fl＝f'e，f'e＝f'le+f'r；
④根据公式NLSRC＝NRC+NARC计算得到格构式钢骨混凝土柱的轴向承载力NLSRC；
其中，NRC为外包混凝土部分的轴向承载力，计算公式为NRC＝fc0Ac1+fcc1Ac2+fylAl；Ac1为格构式钢骨混凝土柱的外包混凝土(即图9标出最外层阴影部分)的截面面积；fcc1为格构式钢骨混凝土柱的箍筋约束混凝土强度；Ac2为格构式钢骨混凝土柱的箍筋约束混凝土(箍筋内缀板外混凝土，即图9中标出的fcc1第二层阴影部分)的截面面积；fyl为格构式钢骨混凝土柱的纵筋的抗压强度；Al为格构式钢骨混凝土柱的纵筋的截面总面积；NARC为格构式钢骨混凝土柱的核心混凝土部分的轴向承载力，计算公式为NARC＝fcc2Ac3+fyaAa；fcc2为格构式钢骨混凝土柱的核心混凝土强度；Ac3为格构式钢骨混凝土柱的核心混凝土的截面面积；fya为格构式钢骨混凝土柱的L型钢的抗压强度；Aa为格构式钢骨混凝土柱的L型钢的截面总面积；
⑤根据计算得到的格构式钢骨混凝土柱的轴向承载力NLSRC，当计算得到的格构式钢骨混凝土柱的抗弯承载力NLSRC不超过格构式钢骨混凝土柱的轴向极限承载力Nmax时，根据输入计算公式的数据设计格构式钢骨混凝土柱，当计算得到的格构式钢骨混凝土柱的抗弯承载力NLSRC超过格构式钢骨混凝土柱的轴向极限承载力Nmax时，调整输入计算公式的数据直至计算得到的承载力不超过格构式钢骨混凝土柱的轴向极限承载力Nmax，并以此数据设计格构式钢骨混凝土柱。
在本发明的一种实施方式中，所述格构式钢骨混凝土柱包含混凝土1，位于混凝土内部的钢筋骨架2，以及位于钢筋骨架内部的钢骨架3；所述钢筋骨架2为由纵筋4、箍筋5和拉筋8围成的方形钢筋骨架；所述钢骨架3包含四块L型钢6，相邻两块L型钢6之间连接有若干缀板7，使得四块L型钢6可围成一个上下敞口的立方体。
在本发明的一种实施方式中，所述拉筋8位于上下相邻两块缀板7之间，且所述拉筋8的两端与箍筋5相连。
在本发明的一种实施方式中，所述拉筋8垂直或平行于缀板7。
在本发明的一种实施方式中，上下相邻两个拉筋8之间互相垂直。
在本发明的一种实施方式中，所述纵筋4有八根，其中四根纵筋4分别位于钢筋骨架2的四角，其余四根纵筋4分别位于钢筋骨架2的四条边的中点。
在本发明的一种实施方式中，所述拉筋8连接于箍筋5和位于钢筋骨架2的四条边的中点的纵筋4的相交处。
在本发明的一种实施方式中，所述缀板7为直钢板。
在本发明的一种实施方式中，所述混凝土1为C35混凝土。
本发明还提供了上述方法在设计格构式钢骨混凝土柱中的应用。
[有益效果]
本发明提供了基于轴向承载力的设计格构式钢骨混凝土柱的方法，使用此方法设计格构式钢骨混凝土柱时，仅需先通过公式计算得到格构式钢骨混凝土柱的轴向承载力NLSRC，再根据计算得到的轴向承载力NLSRC调整格构式钢骨混凝土柱的缀板尺寸、钢筋直径、柱截面尺寸或混凝土等级等的尺寸即可。
附图说明
图1：格构式钢骨混凝土柱的横截面示意图。
图2：格构式钢骨混凝土柱的结构示意图。
图3：试件加载期间竖向位移情况的监测位点。
图4：试件变形情况的测量位点。
图5：格构式钢骨混凝土柱的混凝土的结构示意图。
图6～9：格构式钢骨混凝土柱各部分的约束应力平衡关系示意图。
图10：格构式钢骨混凝土柱和钢管混凝土柱的结构示意图。
图1～2中，混凝土1、钢筋骨架2、钢骨架3、纵筋4、箍筋5、L型钢6、缀板7、拉筋8。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：
下述实施例中设计的检测方法如下：
轴向承载力的检测方法：采用拟静力加载试验，柱头和柱脚均采用平面铰连接方式，初期采用荷载控制加载方式，预加载200kN，检查加载设备及各测点工作情况，确定柱子受载状态是否正常，之后每级加载200kN，每级持荷不少于3min。极限荷载之后采用位移控制进行逐级加载，每级增量2mm，当试件出现明显变形时改为缓慢连续加载，直至承载力为峰值荷载的70％时停止加载。如图3所示，柱顶布置一个竖向位移计，柱底两个相反面上各布置一个位移计，以监测试件加载期间竖向位移情况。如图4所示，在各试件1/2柱高位置贴置环向和纵向混凝土应变片，对于C1试件，在浇筑混凝土之前于钢管外表面贴置钢应变片；对于C2～C4试件，在L型钢上贴置轴向应变片并在缀板上贴置环向应变片，以准确测量跨中混凝土以及内部钢骨(钢管)的变形情况。
实施例1：基于轴向承载力的设计格构式钢骨混凝土柱的方法
如图5所示，格构式钢骨混凝土柱可被视为核心混凝土和外部钢筋混凝土的叠加。在压力作用下，格构式钢骨混凝土柱的混凝土均处于三轴受力状态，其各部分的约束应力平衡关系如图6～9所示。
基于上述分析，获得基于轴向承载力的设计格构式钢骨混凝土柱的方法，包括以下步骤：
①根据公式flesb＝fyhAsh和f'le＝ke1ρv1fyh计算得到格构式钢骨混凝土柱的箍筋对外部钢筋混凝土提供的横向约束力fle和环向有效约束应力f'le；
其中，ρv1为格构式钢骨混凝土柱的箍筋的体积配箍率，计算公式为ρv1＝Ash/sb；ke1为格构式钢骨混凝土柱的箍筋对混凝土的环向有效约束系数，计算公式为
Figure BDA0002707749900000051
fyh为格构式钢骨混凝土柱的箍筋的屈服强度；w'i为格构式钢骨混凝土柱的相邻纵筋之间的净距；n为格构式钢骨混凝土柱的截面纵筋(垂直截面布置的钢筋，即箍筋和拉筋)的个数；b为格构式钢骨混凝土柱的箍筋宽度；Ash为格构式钢骨混凝土柱的一个单元体(沿柱高，即Z方向一米)内沿x或y方向箍筋的总面积；s为格构式钢骨混凝土柱的箍筋间距；s'为格构式钢骨混凝土柱的箍筋净距；ρcc为格构式钢骨混凝土柱的纵筋与受约束混凝土(纵筋内混凝土)的面积比；
②根据公式frbcsc＝fysAsb和f'r＝ke2ρv2fys计算得到格构式钢骨混凝土柱的缀板对核心混凝土提供的约束应力fr和有效约束应力f'r；
其中，ρv2为格构式钢骨混凝土柱的缀板的体积配箍率，计算公式为ρv2＝Asb/bcsc；ke2为格构式钢骨混凝土柱的缀板对核心混凝土的有效约束系数，计算公式为
Figure BDA0002707749900000061
fys为格构式钢骨混凝土柱的缀板的抗拉强度；w”i为格构式钢骨混凝土柱的相邻L型钢之间的净距；Asb为格构式钢骨混凝土柱的一个单元体(沿柱高，即Z方向一米)内沿x或y方向缀板的总面积；sc为格构式钢骨混凝土柱的缀板间距；s'c为格构式钢骨混凝土柱的缀板净距；ρ'cc为格构式钢骨混凝土柱的L型钢与核心混凝土的面积比；
③根据公式
Figure BDA0002707749900000062
计算得到格构式钢骨混凝土柱的箍筋约束混凝土(箍筋内缀板外混凝土，即图9中标出的fcc1第二层阴影部分)强度fcc1和核心混凝土强度fcc2；
其中，fc0为格构式钢骨混凝土柱的未约束混凝土(箍筋外混凝土，即图9中标出fc0第三层阴影部分)强度，按混凝土本身强度取值；fl为格构式钢骨混凝土柱的侧向有效约束应力，对于箍筋约束混凝土(箍筋内缀板外混凝土，即图9中标出的fcc1第二层阴影部分)，fl＝f'le，对于核心混凝土，fl＝f'e，f'e＝f'le+f'r；
④根据公式NLSRC＝NRC+NARC计算得到格构式钢骨混凝土柱的轴向承载力NLSRC；
其中，NRC为外包混凝土部分的轴向承载力，计算公式为NRC＝fc0Ac1+fcc1Ac2+fylAl；Ac1为格构式钢骨混凝土柱的外包混凝土(即图9标出最外层阴影部分)的截面面积；fcc1为格构式钢骨混凝土柱的箍筋约束混凝土强度；Ac2为格构式钢骨混凝土柱的箍筋约束混凝土(箍筋内缀板外混凝土，即图9中标出的fcc1第二层阴影部分)的截面面积；fyl为格构式钢骨混凝土柱的纵筋的抗压强度；Al为格构式钢骨混凝土柱的纵筋的截面总面积；NARC为格构式钢骨混凝土柱的核心混凝土部分的轴向承载力，计算公式为NARC＝fcc2Ac3+fyaAa；fcc2为格构式钢骨混凝土柱的核心混凝土强度；Ac3为格构式钢骨混凝土柱的核心混凝土的截面面积；fya为格构式钢骨混凝土柱的L型钢的抗压强度；Aa为格构式钢骨混凝土柱的L型钢的截面总面积；
⑤根据计算得到的格构式钢骨混凝土柱的轴向承载力NLSRC，当计算得到的格构式钢骨混凝土柱的抗弯承载力NLSRC不超过格构式钢骨混凝土柱的轴向极限承载力Nmax时，根据输入计算公式的数据设计格构式钢骨混凝土柱，当计算得到的格构式钢骨混凝土柱的抗弯承载力NLSRC超过格构式钢骨混凝土柱的轴向极限承载力Nmax时，调整输入计算公式的数据直至计算得到的承载力不超过格构式钢骨混凝土柱的轴向极限承载力Nmax，并以此数据设计格构式钢骨混凝土柱。
实施例2：基于轴向承载力的设计格构式钢骨混凝土柱的方法的应用
使用拟静力加载试验、实施例1的方法以及Abaqus程序(有限元模拟)分别进行轴向承载力NLSRC的计算，轴向承载力NLSRC计算的对象实验为格构式钢骨混凝土柱和钢管混凝土柱；
其中，如图1～2、10所示，格构式钢骨混凝土柱包含混凝土1，位于混凝土内部的钢筋骨架2，以及位于钢筋骨架内部的钢骨架3；钢筋骨架2为由纵筋4、箍筋5和拉筋8围成的方形钢筋骨架；钢骨架3包含四块L型钢6，相邻两块L型钢6之间连接有若干缀板7，使得四块L型钢6可围成一个上下敞口的立方体；拉筋8位于上下相邻两块缀板7之间，且所述拉筋8的两端与箍筋5相连；拉筋8垂直或平行于缀板7；上下相邻两个拉筋8之间互相垂直；纵筋4有八根，其中四根纵筋4分别位于钢筋骨架2的四角，其余四根纵筋4分别位于钢筋骨架2的四条边的中点；拉筋8连接于箍筋5和位于钢筋骨架2的四条边的中点的纵筋4的相交处；缀板7为直钢板；混凝土1为C35混凝土；
如图10所示，钢管混凝土柱包含混凝土，以及位于混凝土内部的钢骨架；钢骨架为由四根钢管和四块钢板围成的方形钢骨架；混凝土为C35混凝土；
格构式钢骨混凝土柱和钢管混凝土柱均受轴压作用，编号分别为C1、C2、C3、C3，柱柱高均为3630mm，截面尺寸均为300mm×300mm，为避免柱端发生局部破坏，在试件的两端用钢帽加以约束，钢帽的截面尺寸为320mm×320mm×10mm，具体参数见表1。
计算结果如下(具体可见表2)：
格构式钢骨混凝土柱的混凝土为C35混凝土，实测立方体抗压强度平均值为26.9Mpa，换算得混凝土轴心抗压强度21.3Mpa；型钢及钢筋均采用低碳钢，实测屈服强度标准值分别为357Mpa、318MPa；L型钢截面尺寸为L-70×70×5，横截面面积为675mm2；缀板的尺寸为100×90×5，间距为200mm；纵筋横截面积为78.5mm2；箍筋横截面面积为28.3mm2，相邻两根箍筋之间的间距s＝150mm。
使用拟静力加载试验检测得到的格构式钢骨混凝土柱在轴压作用下的极限承载力试验值为4088kN，用Abaqus程序(有限元模拟)计算出的格构式钢骨混凝土柱在轴压作用下的极限承载力模拟值为4276kN，说明大型仿真程序Abaqus的结果是可靠的；使用实施例1的方法计算得到的格构式钢骨混凝土柱的轴向承载力NLSRC为4007kN，与使用拟静力加载试验和Abaqus程序(有限元模拟)计算得到的结果相差不大，误差仅为2.0％和4.5％。可见，按照实施例1的方法能够获得格构式钢骨混凝土柱的轴向承载力，在施工的过程中，当轴向作用力不大于4007kN时，则能防止新型格构式钢骨混凝土柱过载。
使用拟静力加载试验检测得到的钢管混凝土柱C1在轴压作用下的极限承载力试验值为4048kN。
表1格构式钢骨混凝土柱和钢管混凝土柱的具体参数
Figure BDA0002707749900000081
注：横向钢筋是指箍筋和拉筋。
实施例2～实施例5
实施例2～实施例5仅改变了混凝土强度等级，其余数据和实施例1一致，用实施例1的方法和Abaqus有限元软件计算出的轴向承载力NLSRC如表2所示。
实施例6～实施例9
实施例6～实施例9仅改变了钢材强度，其余数据和实施例1一致，用实施例1的方法和Abaqus有限元软件计算出的轴向承载力NLSRC如表2所示。
实施例10～实施例13
实施例10～实施例13仅改变了箍筋间距，其余数据和实施例1一致，用实施例1的方法和Abaqus有限元软件计算出的轴向承载力NLSRC如表2所示。
实施例14～实施例17
实施例14～实施例17仅改变了L型钢肢长，其余数据和实施例1一致，用实施例1的方法和Abaqus有限元软件计算出的轴向承载力NLSRC如表2所示。
实施例18～实施例21
实施例18～实施例21仅改变了钢骨厚度，其余数据和实施例1一致，用实施例1的方法和Abaqus有限元软件计算出的轴向承载力NLSRC如表2所示。
实施例22～实施例25
实施例22～实施例25仅改变了缀板间距，其余数据和实施例1一致，用实施例1的方法和Abaqus有限元软件计算出的轴向承载力NLSRC如表2所示。
如表2所示，使用实施例1的方法计算得到的格构式钢骨混凝土柱的轴向承载力与Abaqus有限元软件的模拟结果一致，其中，NLSRC/NFE的值在0.84～0.94之间，其均值μ＝0.87，方差D＝0.021，变异系数Cv＝0.023，可见，实施例1的方法能够计算得到准确的格构式钢骨混凝土柱的轴向承载力，为施工或设计过程中防止格构式钢骨混凝土柱过载提供了一种简便且准确度高的方法，节省了大量的时间成本，无需复杂的计算或者试验，即可实现此目的。
表1用实施例1的方法和Abaqus有限元软件计算得到的轴向承载力NLSRC的比较
Figure BDA0002707749900000091
Figure BDA0002707749900000101
注：NFE和NLSRC分别为使用Abaqus有限元软件和实施例1的方法计算得到的钢骨混凝土柱的轴向承载力NLSRC。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.基于轴向承载力的设计格构式钢骨混凝土柱的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
①根据公式flesb＝fyhAsh和f′le＝ke1ρv1fyh计算得到格构式钢骨混凝土柱的箍筋对外部钢筋混凝土提供的横向约束力fle和环向有效约束应力f′le；
其中，ρv1为格构式钢骨混凝土柱的箍筋的体积配箍率，计算公式为ρv1＝Ash/sb；ke1为格构式钢骨混凝土柱的箍筋对混凝土的环向有效约束系数，计算公式为
Figure FDA0002707749890000011
fyh为格构式钢骨混凝土柱的箍筋的屈服强度；w′i为格构式钢骨混凝土柱的相邻纵筋之间的净距；n为格构式钢骨混凝土柱的截面纵筋的个数；b为格构式钢骨混凝土柱的箍筋宽度；Ash为格构式钢骨混凝土柱的一个单元体内沿x或y方向箍筋的总面积；s为格构式钢骨混凝土柱的箍筋间距；s'为格构式钢骨混凝土柱的箍筋净距；ρcc为格构式钢骨混凝土柱的纵筋与受约束混凝土的面积比；
②根据公式frbcsc＝fysAsb和f′r＝ke2ρv2fys计算得到格构式钢骨混凝土柱的缀板对核心混凝土提供的约束应力fr和有效约束应力f′r；
其中，ρv2为格构式钢骨混凝土柱的缀板的体积配箍率，计算公式为ρv2＝Asb/bcsc；ke2为格构式钢骨混凝土柱的缀板对核心混凝土的有效约束系数，计算公式为
Figure FDA0002707749890000012
fys为格构式钢骨混凝土柱的缀板的抗拉强度；w″i为格构式钢骨混凝土柱的相邻L型钢之间的净距；Asb为格构式钢骨混凝土柱的一个单元体内沿x或y方向缀板的总面积；sc为格构式钢骨混凝土柱的缀板间距；s′c为格构式钢骨混凝土柱的缀板净距；ρ′cc为格构式钢骨混凝土柱的L型钢与核心混凝土的面积比；
③根据公式
Figure FDA0002707749890000013
计算得到格构式钢骨混凝土柱的箍筋约束混凝土强度fcc1和核心混凝土强度fcc2；
其中，fc0为格构式钢骨混凝土柱的未约束混凝土强度；fl为格构式钢骨混凝土柱的侧向有效约束应力，对于箍筋约束混凝土，fl＝f′le，对于核心混凝土，fl＝f′e，f′e＝f′le+f′r；
④根据公式NLSRC＝NRC+NARC计算得到格构式钢骨混凝土柱的轴向承载力NLSRC；
其中，NRC为外包混凝土部分的轴向承载力，计算公式为NRC＝fc0Ac1+fcc1Ac2+fylAl；Ac1为格构式钢骨混凝土柱的外包混凝土的截面面积；fcc1为格构式钢骨混凝土柱的箍筋约束混凝土强度；Ac2为格构式钢骨混凝土柱的箍筋约束混凝土的截面面积；fyl为格构式钢骨混凝土柱的纵筋的抗压强度；Al为格构式钢骨混凝土柱的纵筋的截面总面积；NARC为格构式钢骨混凝土柱的核心混凝土部分的轴向承载力，计算公式为NARC＝fcc2Ac3+fyaAa；fcc2为格构式钢骨混凝土柱的核心混凝土强度；Ac3为格构式钢骨混凝土柱的核心混凝土的截面面积；fya为格构式钢骨混凝土柱的L型钢的抗压强度；Aa为格构式钢骨混凝土柱的L型钢的截面总面积；
⑤根据计算得到的格构式钢骨混凝土柱的轴向承载力NLSRC，当计算得到的格构式钢骨混凝土柱的抗弯承载力NLSRC不超过格构式钢骨混凝土柱的轴向极限承载力Nmax时，根据输入计算公式的数据设计格构式钢骨混凝土柱，当计算得到的格构式钢骨混凝土柱的抗弯承载力NLSRC超过格构式钢骨混凝土柱的轴向极限承载力Nmax时，调整输入计算公式的数据直至计算得到的承载力不超过格构式钢骨混凝土柱的轴向极限承载力Nmax，并以此数据设计格构式钢骨混凝土柱。
2.如权利要求1所述的基于轴向承载力的设计格构式钢骨混凝土柱的方法，其特征在于，所述格构式钢骨混凝土柱包含混凝土，位于混凝土内部的钢筋骨架，以及位于钢筋骨架内部的钢骨架；所述钢筋骨架为由纵筋、箍筋和拉筋围成的方形钢筋骨架；所述钢骨架包含四块L型钢，相邻两块L型钢之间连接有若干缀板，使得四块L型钢可围成一个上下敞口的立方体。
3.如权利要求1或2所述的基于轴向承载力的设计格构式钢骨混凝土柱的方法，其特征在于，所述拉筋位于上下相邻两块缀板之间，且所述拉筋的两端与箍筋相连。
4.如权利要求3所述的基于轴向承载力的设计格构式钢骨混凝土柱的方法，其特征在于，所述拉筋垂直或平行于缀板。
5.如权利要求3或4所述的基于轴向承载力的设计格构式钢骨混凝土柱的方法，其特征在于，上下相邻两个拉筋之间互相垂直。
6.如权利要求3～5任一所述的基于轴向承载力的设计格构式钢骨混凝土柱的方法，其特征在于，所述纵筋有八根，其中四根纵筋分别位于钢筋骨架的四角，其余四根纵筋分别位于钢筋骨架的四条边的中点。
7.如权利要求6所述的基于轴向承载力的设计格构式钢骨混凝土柱的方法，其特征在于，所述拉筋连接于箍筋和位于钢筋骨架的四条边的中点的纵筋的相交处。
8.如权利要求1～7所述的基于轴向承载力的设计格构式钢骨混凝土柱的方法，其特征在于，所述缀板为直钢板。
9.如权利要求1～8所述的基于轴向承载力的设计格构式钢骨混凝土柱的方法，其特征在于，所述混凝土为C35混凝土。
10.权利要求1～9任一所述的方法在设计格构式钢骨混凝土柱中的应用。
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