CN116522455A - 一种基于应力比的异形钢管混凝土柱的承载能力评估方法 - Google Patents

一种基于应力比的异形钢管混凝土柱的承载能力评估方法 Download PDF

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CN116522455A CN202310540211.3A CN202310540211A CN116522455A CN 116522455 A CN116522455 A CN 116522455A CN 202310540211 A CN202310540211 A CN 202310540211A CN 116522455 A CN116522455 A CN 116522455A
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Abstract

本发明公开了一种基于应力比的异形钢管混凝土柱的承载能力评估方法。方法包括获得异形钢管混凝土柱的初始的应力比，然后根据应力比获得异形钢管混凝土柱的承载设计指标，接着根据承载设计指标得到异形钢管混凝土柱的塑性弯矩指标，同时获得钢管混凝土柱在不受轴力时的塑性弯矩值，处理得到精度指数，然后根据精度指数判断应力比是否均满足承载力评估要求，重复迭代直到应力比满足承载力评估要求时停止迭代，并将最后得到的应力比作为最终应力比，根据最终应力比对异形钢管混凝土柱的承载能力进行评估。本发明通过对初始应力比的迭代缩放，不断提高结果准确性，最终迭代出构件应力比结果，通过设置迭代指数起到加速迭代效率的作用。

Description

一种基于应力比的异形钢管混凝土柱的承载能力评估方法
技术领域
本发明属于结构设计领域的一种异形钢管混凝土柱承载能力评估方法，尤其涉及了一种基于应力比的异形钢管混凝土柱的承载能力评估方法。
背景技术
钢管混凝土柱通过在空钢管中填充混凝土而成，在受力过程中，钢管对其内部混凝土的约束作用使混凝土处于三向受压状态，提高了混凝土的抗压强度和变形能力；钢管内部的混凝土又可以有效地防止钢管发生局部屈曲，因此钢管混凝土柱具有优异的力学性能，具体表现为高承载力、高延性的特点。
根据截面形式的不同，钢管混凝土柱可分为圆钢管混凝土柱，方、矩形钢管混凝土柱、异形钢管混凝土柱等。在住宅建筑中，若竖向承重构件采用圆钢管混凝土柱或方、矩形钢管混凝土柱，柱截面宽度一般都会大于隔墙宽度，柱子会在房间局部形成凸角，影响建筑空间的使用。若将竖向承重构件改为异形钢管混凝土柱，则可将柱截面隐藏于建筑墙体中，避免了住宅建筑中常见的凸柱现象，提高了建筑内部空间利用率，因此异形钢管混凝土柱在住宅建筑中具有广阔的应用前景。
为确定钢管混凝土构件是否达到了极限承载力状态，需要计算相关构件的应力比来确定。应力比是指构件实际承受的内力与构件最大承载力的比值，当应力比为0.5时，意味着构件可以承受2倍当前内力；当应力比到达1时，则意味着构件已经达到了极限承载力状态。线性公式如下所示，通过将构件内力直接代入规范的线性公式中即可求解出杆件的应力比结果。
关于L形钢管混凝土柱和T形钢管混凝土柱的强度及稳定计算，规范《隐式钢管混凝土结构技术规程》(T/CECS951:2021)给出了相关计算方法。在T/CECS951:2021规范中，L形钢管混凝土柱双轴拉弯和压弯的承载力计算公式由4段分段公式所组成，T形钢管混凝土柱拉弯和压弯的承载力计算公式由2段分段公式所组成。然而，如果想得到构件的实际应力比，则需要额外进行迭代计算才能得到最终的应力比结果，现有技术缺少一种通过迭代计算得到真实应力比的设计方法，因此无法用真实应力比快速判断异形钢管混凝土柱的承载能力。
发明内容
为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种基于应力比的异形钢管混凝土柱的承载能力评估方法。通过该方法的迭代计算可以与现有规范相结合，最终得到异形钢管混凝土柱的应力比结果。
本发明的技术方案如下，包括以下步骤：
步骤(1)首先采用以下公式处理得到异形钢管混凝土柱初始的应力比为DCR0：
式中：
N表示构件所受的轴力；
Nu表示构件受压时的截面受压承载力和构件受拉时的截面受拉承力；
Mx、My分别表示构件绕形心轴x、y轴作用的弯矩；
Mux、Muy分别表示构件分别绕x、y轴的截面受弯承载力；
所述的异形钢管混凝土柱为L形钢管混凝土柱或T形钢管混凝土柱；
步骤(2)、然后根据应力比获得异形钢管混凝土柱的承载设计指标；
所述的承载设计指标包括轴力指标Ni、X向弯矩指标Mx,i、Y向弯矩指标My,i和轴压比指标pi；
步骤(3)、接着根据承载设计指标得到异形钢管混凝土柱分别绕x轴和y轴的塑性弯矩指标，同时获得异形钢管混凝土柱在不受轴力时的塑性弯矩值；
步骤(4)、首先根据步骤(3)中的塑性弯矩指标和塑性弯矩值处理得到精度指数，然后根据精度指数判断应力比是否均满足承载力评估要求，若满足承载力评估要求，则将该应力比作为最终应力比，若不满足要求，则重新设置新的应力比，返回步骤(2)并按照步骤(2)-步骤(4)的顺序重新判断应力比是否满足承载力评估要求，直到应力比满足承载力评估要求时停止迭代，并将最后得到的应力比作为最终应力比；
步骤(5)、根据最终应力比对异形钢管混凝土柱的承载能力进行评估：若异形钢管混凝土柱的最终应力比不大于1，则异形钢管混凝土柱的承载能力满足受力要求；若异形钢管混凝土柱的最终应力比大于1，则异形钢管混凝土柱的承载能力不满足受力需求。
所述的步骤(2)具体步骤为：
根据应力比DCRi采用以下公式获得第i次迭代时异形钢管混凝土柱的轴力指标为Ni、X向弯矩指标为Mx,i、Y向弯矩指标为My,i和轴压比指标为pi：
其中，下标i表示迭代次数，迭代次数初始值取i＝0。
第0次迭代时将初始的应力比DCR0代入上式中获得初始的轴力指标N0、X向弯矩指标Mx,0、Y向弯矩指标My,0和轴压比指标p0；
所述的步骤(3)具体步骤为：
步骤3.1)当所述的异形钢管混凝土柱为L形钢管混凝土柱时，第i次迭代时L形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩指标和绕y轴的塑性弯矩指标按照以下方式获得：
根据T/CECS951:2021规范直接获得当轴力指标为Ni、L形钢管混凝土柱的翼缘侧混凝土受压，且塑性中性轴平行于x轴时，L形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩指标为Mux1,i，绕y轴的塑性弯矩指标为Muy1,i；
根据规范直接获得当轴力指标为Ni、L形钢管混凝土柱的腹板侧混凝土受压，且塑性中性轴平行于y轴时，L形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩指标为Mux2,i，绕y轴的塑性弯矩指标为Muy2,i；
根据规范直接获得当轴力指标为Ni、L形钢管混凝土柱的翼缘侧混凝土受拉，且塑性中性轴平行于y轴时，L形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩指标为Mux3,i，绕y轴的塑性弯矩指标为Muy3,i；
根据规范直接获得当轴力指标为Ni、L形钢管混凝土柱的腹板侧混凝土受拉，且塑性中性轴平行于y轴时，L形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩指标为Mux4,i，绕y轴的塑性弯矩指标为Muy4,i；
步骤3.2)当所述的异形钢管混凝土柱为L形钢管混凝土柱时，L形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩值和绕y轴的塑性弯矩值按照以下方式获得：
根据T/CECS951:2021规范直接获得当轴力N为0、L形钢管混凝土柱的翼缘侧混凝土受压，且塑性中性轴平行于x轴时，L形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩值为Mux1，绕y轴的塑性弯矩值为Muy1；
根据规范直接获得当轴力N为0、L形钢管混凝土柱的腹板侧混凝土受压，且塑性中性轴平行于y轴时，L形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩值为Mux2，绕y轴的塑性弯矩值为Muy2；
根据规范直接获得当轴力N为0、L形钢管混凝土柱的翼缘侧混凝土受拉，且塑性中性轴平行于x轴时，L形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩值为Mux3，绕y轴的塑性弯矩值为Muy3；
根据规范直接获得当轴力N为0、L形钢管混凝土柱的腹板侧混凝土受拉，且塑性中性轴平行于y轴时，L形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩值为Mux4，绕y轴的塑性弯矩值为Muy4；
步骤3.3)当所述的异形钢管混凝土柱为T形钢管混凝土柱时，第i次迭代时T形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩指标和绕y轴的塑性弯矩指标按照以下方式获得：
根据T/CECS951:2021规范直接获得当轴力指标为Ni、T形钢管混凝土柱的翼缘肢受压，且塑性中性轴平行于x轴时，T形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩指标为Mux1,i；
根据规范直接获得当轴力指标为Ni、T形钢管混凝土柱的左翼缘受压，且塑性中性轴平行于y轴时，T形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩指标为Mux2,i；
根据规范直接获得当轴力指标为Ni、T形钢管混凝土柱的左翼缘受压，且塑性中性轴平行于y轴时，T形钢管混凝土柱绕y轴的塑性弯矩指标为Muy2,i；
根据规范直接获得当轴力指标为Ni、T形钢管混凝土柱的翼缘肢受拉，且塑性中性轴平行于x轴时，T形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩指标为Mux3,i；
步骤3.4)当所述的异形钢管混凝土柱为T形钢管混凝土柱时，T形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩值和绕y轴的塑性弯矩值按照以下方式获得：
根据T/CECS951:2021规范直接获得当轴力N为0、T形钢管混凝土柱的翼缘肢受压，且塑性中性轴平行于x轴时，T形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩值为Mux1；
根据规范直接获得当轴力N为0、T形钢管混凝土柱的左翼缘受压，且塑性中性轴平行于y轴时，T形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩值为Mux2；
根据规范直接获得当轴力N为0、T形钢管混凝土柱的左翼缘受压，且塑性中性轴平行于y轴时，T形钢管混凝土柱绕y轴的塑性弯矩值为Muy2；
根据规范直接获得当轴力N为0、T形钢管混凝土柱的翼缘肢受拉，且塑性中性轴平行于x轴时，T形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩值为Mux3。
所述的步骤(4)具体步骤为：
步骤4.1)当所述的异形钢管混凝土柱为L形钢管混凝土柱时，第i次迭代时的精度指数ACCi采用以下公式处理得到，公式具体为T/CECS951:2021规范中的分段双轴拉弯和压弯承载力公式：
(1)当塑性弯矩指标满足Mx,i＜Mux2,i，Muy3,i＜My,i时：
(2)当塑性弯矩指标满足Mux4,i＜Mx,i，My,i＜Muy1,i时：
(3)当塑性弯矩指标满足Mux2,i≤Mx,i，Muy1,i≤My,i，且不满足Mx,i≤Mux4,i，My,i≤Muy3,i时：
(4)当塑性弯矩指标满足Mx,i≤Mux4,i，My,i≤Muy3,i，且不满足Mux2,i≤Mx,i，Muy1,i≤My,i时：
(5)当塑性弯矩指标满足Mux2,i≤Mx,i，Muy1,i≤My,i时，且同时满足Mx,i≤Mux4,i，My,i≤Muy3,i时：
ACCi＝max(ACCm,i，ACCn,i)
其中，max()表示取大函数；
由图4中的封闭曲线可知，2、4区域处于独立区域，而1、3区域会存在重合部分。因此，当实际落点处于1、3的重合区域时，1、3区域计算出较大的精度指数将最终的精度指数。
步骤4.2)当所述的异形钢管混凝土柱为T形钢管混凝土柱时，第i次迭代时的精度指数ACCi采用以下公式处理得到，公式具体为T/CECS951:2021规范中的分段双轴拉弯和压弯承载力公式：
(1)当塑性弯矩指标满足Mx,i≥Mux2,i时：
(2)当塑性弯矩指标满足Mx,i＜Mux2,i时：
步骤4.3)根据精度指数判断第i次迭代时的应力比是否均满足承载力评估要求：
若|ACCi-1|≤TOL，其中TOL为预设的容差，表明第i次迭代时的DCRi满足承载力评估要求，将第i次迭代时的应力比作为最终应力比；
i＞1时，若|ACCi-1|＞TOL，且ACCi-1≤1、ACCi≥1、同时满足时，表明该次迭代应力比和前次迭代应力比的平均值满足承载力评估要求，将的值作为最终应力比；
i＞1时，若|ACCi-1|＞TOL，且ACCi-1≥1、ACCi≤1、同时满足时，表明该次迭代应力比和前次迭代应力比的平均值满足承载力评估要求，将的值作为最终应力比；
否则(即上述条件均不满足)，则表明第i次迭代的DCRi不满足承载力评估要求，重新设置新的应力比，返回步骤(2)并按照步骤(2)-步骤(4)的顺序进入下一次迭代，重新判断应力比是否满足承载力评估要求，直到应力比满足承载力评估要求时停止迭代，并将最后得到的应力比作为最终应力比。
所述的步骤4.3)中若第i次迭代时的DCRi不满足承载力评估要求，则重新设置新的应力比，进入第i+1次迭代，具体步骤为：
根据第i次迭代时的DCRi按照以下方式设置第i+1次迭代的应力比DCRi+1：
其中，n为加速指数；
当所述的异形钢管混凝土柱为L形钢管混凝土柱时，上式中的加速指数n按照以下方式设置：
(1)当塑性弯矩指标满足Mx,i＜Mux2,i，Muy3,i＜My,i时：
若
则
若
则
(2)当塑性弯矩指标满足Mux4,i＜Mx,i，My,i＜Muy1,i时：
若
则
若
则
(3)当塑性弯矩指标满足Mux2,i≤Mx,i，Muy1,i≤My,i，且不满足Mx,i≤Mux4,i，My,i≤Muy3,i时：
若
则
若
则
(4)当塑性弯矩指标满足Mx,i≤Mux4,i，My,i≤Muy3,i，且不满足Mux2,i≤Mx,i，Muy1,i≤My,i时：
若
则
若
则
(5)当塑性弯矩指标满足Mux2,i≤Mx,i，Muy1,i≤My,i时，且同时满足Mx,i≤Mux4,i，My,i≤Muy3,i时：
若ACCm,i≥ACCn,i，加速指数n按照以下方式设置：
若
则
若
则
若ACCm,i＜ACCn,i，加速指数n按照以下方式设置：
若
则
若
则
其中，max()表示取大函数；
当所述的异形钢管混凝土柱为T形钢管混凝土柱时，上式中的加速指数n按照以下方式设置：
(1)当塑性弯矩指标满足Mx,i≥Mux2,i时：
若
则
若
则
(2)当塑性弯矩指标满足Mx,i＜Mux2,i时：
若
则
若
则n＝max(和)；
其中，max()表示取大函数。
所述的异形钢管混凝土柱主要是由若干个矩形钢管拼接后内部浇筑混凝土而成，承受双轴压弯或拉弯荷载，主要针对于常见的L形及T形钢管混凝土柱。
关于L形钢管混凝土柱和T形钢管混凝土柱的强度及稳定计算，规范《隐式钢管混凝土结构技术规程》(T/CECS951:2021)给出了相关计算方法。在T/CECS951:2021规范中，L形钢管混凝土柱双轴拉弯和压弯的承载力计算公式由4段分段公式所组成，所形成的柱截面双轴弯矩相关封闭曲线如图4所示；T形钢管混凝土柱拉弯和压弯的承载力计算公式由2段分段公式所组成，所形成的柱截面双轴弯矩相关封闭曲线如图5所示。本发明在现有公式的基础上利用迭代计算的方法得到更为准确的应力比。并通过设置迭代指数，实现快速完成迭代。本发明可广泛应用于采用L形或T形钢管混凝土柱的各种建筑。
本发明的技术原理：
1、以线性公式得到的计算结果作为初始应力比迭代值，这将有效提高迭代效率和准确性。
2、通过对初始内力的迭代缩放，不断提高结果准确性。最终迭代出构件应力比结果。
3、通过确定迭代指数，可以根据上一次的迭代结果实时更新。在起到加速迭代效率作用的同时，也避免了迭代发散问题的发生。
4、由于异形柱存在分段公式，因为每次迭代时都会根据内力的缩放情况得到新的分段曲线和落点区域，从而得到更新后的迭代结果。
本发明的有益效果为：
1、将规范的计算结果迭代转换为线性几何意义下的应力比结果。
2、使用该迭代算法后，内力被进行缩放后可满足公式计算要求。最终，可以直接计算得到杆件的实际应力比结果。
3、引入了实时更新的迭代指数概念。在每轮数据更新后，指数都会基于新数据进行改变而从大幅提高了迭代的效率。当初始迭代值与实际值偏差较大时，也可以大幅提高迭代效率。
4、设置多种结束循环条件，提高迭代效率。
附图说明
图1为本发明方法的步骤流程图；
图2为本发明适用的L形钢管混凝土柱结构示意图；
图3为本发明适用的T形钢管混凝土柱结构示意图；
图4为L形钢管混凝土柱截面弯矩相关关系曲线图；
图5为T形钢管混凝土柱截面弯矩相关关系曲线图；
图6为L形钢管混凝土柱截面弯矩相关关系曲线图；
图7为L形钢管混凝土柱截面弯矩相关关系曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
本发明L形钢管混凝土柱应力比迭代求解的实施例及其具体步骤如下：
L形钢管混凝土柱算例1：
如图2所示，L形钢管混凝土柱是由钢管和内部浇灌混凝土组合而成。首先，在所有工况组合下进行分析，找出L形钢管混凝土柱的最不利工况组合，基于杆件信息和最不利工况组合，得到：
采用T/CECS951:2021的L形柱弯矩设计值公式进行计算，结果为：
由于Mux4≤Mx，My≤Muy1：
公式所代表的相关曲线与内力点的相对位置关系如下图6所示，由图6可知，内力点位于相关曲线外侧，这说明在该组内力作用下，构件承载力不满足要求，应力比应在1.0以上，而由T/CECS951:2021规范公式直接计算出的值为9.91，若该数值为构件的应力比，则表示构件只能承受现有内力的1/10，明显不合理，因此需进一步通过本发明的迭代计算求解构件应力比，如图1所示。
步骤(1)首先采用以下公式处理得到异形钢管混凝土柱初始的应力比为DCR0：
步骤(2)、然后根据应力比获得异形钢管混凝土柱的承载设计指标；
步骤(3)、接着根据承载设计指标得到异形钢管混凝土柱分别绕x轴和y轴的塑性弯矩指标，同时获得异形钢管混凝土柱在不受轴力时的塑性弯矩值；
当轴力N为0时：
当轴力指标为N0时：
步骤(4)、首先根据塑性弯矩指标和塑性弯矩值处理得到精度指数，设置容差TOL为0.05，第0次迭代时：
由于|ACC0-1|＞TOL，继续进行循环迭代，最终通过16轮(第15次)迭代，得到应力比如下表1所示：
表1
由于达到迭代终止条件ACC14＝0.566≤1、ACC15＝1.595≥1且最终得到的应力比为
由上表1可知，经过16轮(第15次)迭代，DCRi的值已趋于稳定且满足设置的终止条件。由图7绘制的相关曲线和内力点的相对位置可知，缩放后的内力点刚好落在了相关曲线的边界上。说明在原内力组合下，虽然也超过了构件可承受的最大内力，但是仅仅稍微超过了构件的承载力限值并不会达到9倍之多。因此，DCR＝1.067符合相关应力比概念结果且与下图绘制的曲线情况相符，DCR＝1.067为最终基于T/CECS951:2021的公式进行迭代计算出的L形钢管混凝土柱的应力比结果。
L形钢管混凝土柱算例2：
如图2所示，L形钢管混凝土柱是由钢管和内部浇灌混凝土组合而成。首先，在所有工况组合下进行分析，找出L形钢管混凝土柱的最不利工况组合，基于杆件信息和最不利工况组合，得到：
采用T/CECS951:2021的L形柱弯矩设计值公式进行计算，结果为：
由于Mux2≤Mx，Muy1≤My：
且Mx≤Mux4，My≤Muy3：
RES＝max(RES1,RES2)＝0.586
由T/CECS951:2021规范公式直接计算出的值为0.586，再利用本发明方法进行迭代；
步骤(1)首先采用以下公式处理得到异形钢管混凝土柱初始的应力比为DCR0：
步骤(2)、然后根据应力比获得异形钢管混凝土柱的承载设计指标：
步骤(3)、接着根据承载设计指标得到异形钢管混凝土柱分别绕x轴和y轴的塑性弯矩指标，同时获得异形钢管混凝土柱在不受轴力时的塑性弯矩值；
当轴力N为0时：
当轴力指标为N0时：
步骤(4)、首先根据塑性弯矩指标和塑性弯矩值处理得到精度指数，设置容差TOL为0.05，第0次迭代时：
由于|ACC0-1|＞TOL，继续进行循环迭代，最终通过7(第6次时)轮迭代，得到应力比如下表2所示：
表2
由于达到迭代终止条件ACC5＝0.729≤1、ACC6＝2.33≥1且最终得到的应力比为
由上表可知，第6次迭代时，DCR的值已趋于稳定且满足设置的终止条件。DCR＝0.309为基于T/CECS951:2021的公式进行迭代计算出的L形钢管混凝土柱的应力比结果。根据应力比的概念，此时构件可承受1/0.309＝3.236倍当前内力。
实施例二：
本发明T形钢管混凝土柱应力比迭代求解的实施例及其具体步骤如下：
如图3所示，T形钢管混凝土柱是由钢管和内部浇灌混凝土组合而成，。首先，在所有工况组合下进行分析，找出T形钢管混凝土柱的最不利工况组合，基于杆件信息和最不利工况组合，得到：
采用T/CECS951:2021的T形柱弯矩设计值公式进行计算，结果为：
由于Mx≥Mux2:
由T/CECS951:2021规范公式直接计算出的值为0.251，需进一步通过本发明的迭代计算求解构件应力比。
步骤(1)首先采用以下公式处理得到异形钢管混凝土柱初始的应力比为DCR0：
步骤(2)、然后根据应力比获得T形钢管混凝土柱的承载设计指标；
步骤(3)、接着根据承载设计指标得到T形钢管混凝土柱分别绕x轴和y轴的塑性弯矩指标，同时获得T形钢管混凝土柱在不受轴力时的塑性弯矩值；
当轴力N为0时：
当轴力指标为N0时：
步骤(4)、首先根据塑性弯矩指标和塑性弯矩值处理得到精度指数，设置容差TOL为0.05，第0次迭代时：
由于|ACC0-1|＞TOL，继续进行循环迭代，最终通过6轮(第15次)迭代，得到稳定应力比如下表3所示：
表3
由上表可知，尽管在第0次迭代中，结果明显精度不够，但通过加速指数n加速迭代，迅速提高了结果的精度并经第6轮迭代即可满足设置的容差。由于|ACC5-1|＝0.032＜0.04，满足了精度要求。因此，DCR5＝0.269为最终的异形钢管混凝土柱的稳定应力比结果。根据应力比的概念，此时构件可承受1/0.269＝3.7倍当前内力。
为验证迭代计算方法的合理性，选取两个算例分别对L形及T形钢管混凝土的应力比进行了迭代求解分析。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (6)

1.一种基于应力比的异形钢管混凝土柱的承载能力评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)首先采用以下公式处理得到异形钢管混凝土柱初始的应力比为DCR0：
式中：
N表示构件所受的轴力；
Nu表示构件受压时的截面受压承载力和构件受拉时的截面受拉承力；
Mx、My分别表示构件绕形心轴x、y轴作用的弯矩；
Mux、Muy分别表示构件分别绕x、y轴的截面受弯承载力；
所述的异形钢管混凝土柱为L形钢管混凝土柱或T形钢管混凝土柱；
步骤(2)、然后根据应力比获得异形钢管混凝土柱的承载设计指标；
所述的承载设计指标包括轴力指标Ni、X向弯矩指标Mx,i、Y向弯矩指标My,i和轴压比指标pi；
步骤(3)、接着根据承载设计指标得到异形钢管混凝土柱分别绕x轴和y轴的塑性弯矩指标，同时获得异形钢管混凝土柱在不受轴力时的塑性弯矩值；
步骤(4)、首先根据步骤(3)中的塑性弯矩指标和塑性弯矩值处理得到精度指数，然后根据精度指数判断应力比是否均满足承载力评估要求，若满足承载力评估要求，则将该应力比作为最终应力比，若不满足要求，则重新设置新的应力比，返回步骤(2)并按照步骤(2)-步骤(4)的顺序重新判断应力比是否满足承载力评估要求；
步骤(5)、根据最终应力比对异形钢管混凝土柱的承载能力进行评估：若异形钢管混凝土柱的最终应力比不大于1，则异形钢管混凝土柱的承载能力满足受力要求；若异形钢管混凝土柱的最终应力比大于1，则异形钢管混凝土柱的承载能力不满足受力需求。
2.根据权利要求1所述的一种基于应力比的异形钢管混凝土柱的承载能力评估方法，其特征在于：
所述的步骤(2)具体步骤为：
根据应力比DCRi采用以下公式获得第i次迭代时的轴力指标为Ni、X向弯矩指标为Mx,i、Y向弯矩指标为My,i和轴压比指标为pi：
其中，下标i表示迭代次数，迭代次数初始值取i＝0。
3.根据权利要求1所述的一种基于应力比的异形钢管混凝土柱的承载能力评估方法，其特征在于：
所述的步骤(3)具体步骤为：
步骤3.1)当所述的异形钢管混凝土柱为L形钢管混凝土柱时，第i次迭代时绕x轴的塑性弯矩指标和绕y轴的塑性弯矩指标按照以下方式获得：
获得当轴力指标为Ni、L形钢管混凝土柱的翼缘侧混凝土受压，且塑性中性轴平行于x轴时，L形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩指标为Mux1,i，绕y轴的塑性弯矩指标为Muy1,i；
获得当轴力指标为Ni、L形钢管混凝土柱的腹板侧混凝土受压，且塑性中性轴平行于y轴时，L形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩指标为Mux2,i，绕y轴的塑性弯矩指标为Muy2,i；
获得当轴力指标为Ni、L形钢管混凝土柱的翼缘侧混凝土受拉，且塑性中性轴平行于y轴时，L形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩指标为Mux3,i，绕y轴的塑性弯矩指标为Muy3,i；
获得当轴力指标为Ni、L形钢管混凝土柱的腹板侧混凝土受拉，且塑性中性轴平行于y轴时，L形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩指标为Mux4,i，绕y轴的塑性弯矩指标为Muy4,i；
步骤3.2)当所述的异形钢管混凝土柱为L形钢管混凝土柱时，L形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩值和绕y轴的塑性弯矩值按照以下方式获得：
获得当轴力N为0、L形钢管混凝土柱的翼缘侧混凝土受压，且塑性中性轴平行于x轴时，L形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩值为Mux1，绕y轴的塑性弯矩值为Muy1；
获得当轴力N为0、L形钢管混凝土柱的腹板侧混凝土受压，且塑性中性轴平行于y轴时，L形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩值为Mux2，绕y轴的塑性弯矩值为Muy2；
获得当轴力N为0、L形钢管混凝土柱的翼缘侧混凝土受拉，且塑性中性轴平行于x轴时，L形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩值为Mux3，绕y轴的塑性弯矩值为Muy3；
获得当轴力N为0、L形钢管混凝土柱的腹板侧混凝土受拉，且塑性中性轴平行于y轴时，L形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩值为Mux4，绕y轴的塑性弯矩值为Muy4；
步骤3.3)当所述的异形钢管混凝土柱为T形钢管混凝土柱时，第i次迭代时绕x轴的塑性弯矩指标和绕y轴的塑性弯矩指标按照以下方式获得：
获得当轴力指标为Ni、T形钢管混凝土柱的翼缘肢受压，且塑性中性轴平行于x轴时，T形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩指标为Mux1,i；
获得当轴力指标为Ni、T形钢管混凝土柱的左翼缘受压，且塑性中性轴平行于y轴时，T形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩指标为Mux2,i；
获得当轴力指标为Ni、T形钢管混凝土柱的左翼缘受压，且塑性中性轴平行于y轴时，T形钢管混凝土柱绕y轴的塑性弯矩指标为Muy2,i；
获得当轴力指标为Ni、T形钢管混凝土柱的翼缘肢受拉，且塑性中性轴平行于x轴时，T形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩指标为Mux3,i；
步骤3.4)当所述的异形钢管混凝土柱为T形钢管混凝土柱时，T形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩值和绕y轴的塑性弯矩值按照以下方式获得：
获得当轴力N为0、T形钢管混凝土柱的翼缘肢受压，且塑性中性轴平行于x轴时，T形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩值为Mux1；
获得当轴力N为0、T形钢管混凝土柱的左翼缘受压，且塑性中性轴平行于y轴时，T形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩值为Mux2；
获得当轴力N为0、T形钢管混凝土柱的左翼缘受压，且塑性中性轴平行于y轴时，T形钢管混凝土柱绕y轴的塑性弯矩值为Muy2；
获得当轴力N为0、T形钢管混凝土柱的翼缘肢受拉，且塑性中性轴平行于x轴时，T形钢管混凝土柱绕x轴的塑性弯矩值为Mux3。
4.根据权利要求1所述的一种基于应力比的异形钢管混凝土柱的承载能力评估方法，其特征在于：
所述的步骤(4)具体步骤为：
步骤4.1)当所述的异形钢管混凝土柱为L形钢管混凝土柱时，第i次迭代时的精度指数ACCi采用以下公式处理得到：
(1)当塑性弯矩指标满足Mx,i＜Mux2,i，Muy3,i＜My,i时：
(2)当塑性弯矩指标满足Mux4,i＜Mx,i，My,i＜Muy1,i时：
(3)当塑性弯矩指标满足Mux2,i≤Mx,i，Muy1,i≤My,i，且不满足Mx,i≤Mux4,i，My,i≤Muy3,i时：
(4)当塑性弯矩指标满足Mx,i≤Mux4,i，My,i≤Muy3,i，且不满足Mux2,≤iM，Muy1,i≤My,i时：
(5)当塑性弯矩指标满足Mux2,i≤Mx,i，Muy1,i≤My,i时，且同时满足Mx,i≤Mux4,i，My,i≤Muy3,i时：
ACCi＝max(ACCm,i，ACCn,i)
其中，max()表示取大函数；
步骤4.2)当所述的异形钢管混凝土柱为T形钢管混凝土柱时，第i次迭代时的精度指数ACCi采用以下公式处理得到：
(1)当塑性弯矩指标满足Mx,i≥Mux2,i时：
(2)当塑性弯矩指标满足Mx,i＜Mux2,i时：
步骤4.3)根据精度指数判断第i次迭代时的应力比是否均满足承载力评估要求：
若|ACCi-1|≤TOL，其中TOL为预设的容差，表明第i次迭代时的DCRi满足承载力评估要求，将第i次迭代时的应力比作为最终应力比；
若|ACCi-1|＞TOL，且ACC1-i≤1、ACCi≥1、同时满足时，表明该次迭代应力比和前次迭代应力比的平均值满足承载力评估要求，将的值作为最终应力比；
若|ACCi-1|＞TOL，且ACCi-1≥1、ACCi≤1、同时满足时，表明该次迭代应力比和前次迭代应力比的平均值满足承载力评估要求，将的值作为最终应力比；
否则，则表明第i次迭代的DCRi不满足承载力评估要求，重新设置新的应力比，返回步骤(2)并按照步骤(2)-步骤(4)的顺序进入下一次迭代，重新判断应力比是否满足承载力评估要求。
5.根据权利要求4所述的一种基于应力比的异形钢管混凝土柱的承载能力评估方法，其特征在于：
所述的步骤4.3)中若第i次迭代时的DCRi不满足承载力评估要求，则重新设置新的应力比，进入第i+1次迭代，具体步骤为：
根据第i次迭代时的DCRi按照以下方式设置第i+1次迭代的应力比DCRi+1：
其中，n为加速指数；
当所述的异形钢管混凝土柱为L形钢管混凝土柱时，上式中的加速指数n按照以下方式设置：
(1)当塑性弯矩指标满足Mx,i＜Mux2,i，Muy3,i＜My,i时：
若
则
若
则
(2)当塑性弯矩指标满足Mux4,i＜Mx,i，My,i＜Muy1,i时：
若
则
若
则
(3)当塑性弯矩指标满足Mux2,i≤Mx,i，Muy1,i≤My,i，且不满足Mx,i≤Mux4,i，My,i≤Muy3,i时：
若
则
若
则
(4)当塑性弯矩指标满足Mx,i≤Mux4,i，My,i≤Muy3,i，且不满足Mux2,i≤Mx,i，Muy1,i≤My,i时：
若
则
若
则
(5)当塑性弯矩指标满足Mux2,i≤Mx,i，Muy1,i≤My,i时，且同时满足Mx,i≤Mux4,i，My,i≤Muy3,i时：
若ACCm,i≥ACCn,i，加速指数n按照以下方式设置：
若
则
若
则
若ACCm,i＜ACCn,i，加速指数n按照以下方式设置：
若
则
若
则
其中，max()表示取大函数；
当所述的异形钢管混凝土柱为T形钢管混凝土柱时，上式中的加速指数n按照以下方式设置：
(1)当塑性弯矩指标满足Mx,i≥Mux2,i时：
若
则
若
则
(2)当塑性弯矩指标满足Mx,i＜Mux2,i时：
若
则
若
则
其中，max()表示取大函数。
6.根据权利要求1所述的一种基于应力比的异形钢管混凝土柱的承载能力评估方法，其特征在于：
所述的异形钢管混凝土柱主要是由若干个矩形钢管拼接后内部浇筑混凝土而成。
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