根据已经做过的大量偏心受压构件的试验,可以把偏心受压构件按其破坏特征归纳为两类情况。
大偏心受压(受拉破坏)
当偏心距较大且受拉钢筋配置适量时,构件在轴向力作用下,截面部分受拉部分受压,首先受拉区出现垂直轴线的横向裂缝,随着轴向力的不断增加,受拉钢筋的应力首先达到屈服强度,钢筋屈服后的塑性变形,将使裂缝明显加宽并进一步向受压一侧延伸,从而导致受压区面积减小,受压区混凝土的压应变逐渐增大,最后混凝土压应变达到极限压应变而被压碎,构件破坏。这种破坏形态在破坏前有明显的预兆,属于延性破坏。
小偏心受压破坏(受压破坏)
当偏心距较小,或虽偏心距较大,但受拉钢筋配置数量较多时,截面大部分受压而少部分受拉。当轴向力增加到一定程度时,受拉区出现横向裂缝,构件破坏时中和轴距受拉钢筋较近,钢筋中的拉应力较小,受拉钢筋达不到屈服强度,受压区混凝土的压应变达到极限压应变,受压钢筋应力达到抗压屈服强度。
当偏心距很小时,截面全部受压。一般是靠近轴向力一侧的压应力较大,构件的破坏时该侧的混凝土先被压碎,受压钢筋应力达到屈服强度,压应力较小一侧的钢筋压应力通常达不到屈服强度。
上述小偏心受压情况,破坏时的应力状态虽有所不同,但破坏特征却相似,即构件的破坏是由受压区混凝土的压碎引起的,破坏时,压应力较大一侧的受压钢筋的压应力达到屈服强度,而另一侧的钢筋不论受拉还是受压,其应力一般都达不到屈服强度。这种破坏没有明显的预兆,属脆性破坏。
综上可知,大偏心受压与小偏心受压破坏形态的相同之处是截面的最终破坏都是受压区边缘混凝土达到其极限压应变而被压碎;不同之处在于截面受拉部分和受压部分谁先发生破坏,前者是受拉钢筋先屈服,所以又称为“受拉破坏”;此种破坏形态类似于受弯构件正截面适筋破坏。而后受压区混凝土被压碎;后者是受压区混凝土先被压碎,所以又称为“受压破坏”;此种破坏形态类似于受弯构件的正截面超筋破坏。
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知识点:偏心受压构件破坏形态及特征
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轴心受压长柱的破坏形态如何?如何考虑纵向弯曲对柱子承载力降低的影响。轴心受压长柱的破坏形态:由试验得知,长柱在轴向力作用下,不仅发生压缩变形,同时还发生纵向弯曲,产生横向挠度。在荷载不大时,长柱截面也是全截面受压,但由于发生弯曲,内凹一侧的压应力就比外凸一侧大。在破坏前横向挠度增加很快,使长柱的破坏来得比较突然。破坏时,凹侧混凝土被压碎,纵向钢筋被压弯而向外弯凸,凸侧则由受压突然变为受拉,出现水平的受拉裂缝。 考虑由于纵向弯曲对柱子承载力降低的影响:试验表明:长柱的破坏荷载小于短柱,并且柱子越长则小得越多。长柱承载力较短柱降低的程度通常用稳定系数 来表示。是长柱承载力与短柱承载力的比值,即φ=N
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