偏心受压柱的正截面破坏形态.

单元一偏心受压柱的正截面破坏形态
【学习目标】
理解偏心受压柱正截面的两种破坏形态。

【任务概况】
请思考：偏心受压破坏分为哪两种类型？两类破坏有何本质区别？
相关知识：
一、偏心受压短柱的破坏形态
试验表明，偏心受压短柱的破坏最后都是由于受压区混凝土被压碎而造成的，但是引起混凝土压碎的原因不同，其破坏特征也不相同。

据此可将偏心受压短柱的破坏分为大、小偏心受压破坏两种破坏形态。

1、大偏心受压破坏（受拉破坏）形态
发生于轴向压力的偏心距较大，且受拉钢筋的数量不太多时。

此时，靠近轴向压力N 的一侧受压，另一侧受拉。

随着荷载的增加，首先在受拉区出现短的横向裂缝，随着荷载的继续增加，裂缝不断发展和加宽，在更大压力N的作用下，形成一条明显的主裂缝。

临近破坏荷载时，受拉钢筋首先达到屈服，受拉区横向裂缝迅速开展，并向受压区延伸，使受压区高度迅速减小，混凝土压应力迅速增大，在压应力较大的混凝土受压边缘附近出现裂缝。

当受压区边缘混凝土的应变达到其极限值，受压区混凝土被压碎，构件即告破坏。

破坏时，若混凝土受压区不是过小，受压钢筋应力都可达到受压屈服强度，如图2-9所示。

由于其破坏是始于受拉钢筋先屈服，然后受压钢筋屈服，最后受压区混凝土被压碎而导致构件破坏，故又称为受拉破坏。

这种破坏的过程和特征与适筋的双筋梁类似，有明显的破坏预兆，属塑性破坏。

图2-9 大偏心受压破坏形态
2、小偏心受压破坏（受压破坏）形态
当轴向压力的偏心距较小或虽偏心距较大，但受拉钢筋数量较多时，构件将会发生小偏心受压破坏。

破坏时，靠近轴向压力一侧的混凝土先被压碎，此种破坏包括以下三种情况：
（a）（b）（c）（d）
图2-10 小偏心受压破坏形态
（1）当偏心距很小时，构件全截面受压，靠近轴向压力一侧的压应力大于另一侧。

随着荷载增大，压应力较大一侧的混凝土先被压碎，同时该侧受压钢筋也达到受压屈服强度；而另一侧的混凝土和钢筋在破坏时均未达到其相应的抗压强度，如图2-10（a）所示。

当偏心距很小，靠近轴向压力一侧的钢筋数量又过多，而另一侧钢筋数量过少时，破坏也可能发生在距离轴向压力较远的一侧，如图2-10（b）所示。

A很（2）当偏心距较小时，截面大部分受压，小部分受拉。

但由于中性轴离受拉钢筋
s 近，无论受拉钢筋数量多少，钢筋应力都很小，破坏总是发生在受压一侧。

破坏时，混凝土被压碎，受压钢筋达到屈服强度。

临近破坏时，受拉区混凝土横向裂缝开展不明显，受拉钢筋也达不到屈服强度，如图2-10（c）所示。

这种破坏的过程和特征与超筋梁类似，破坏时无明显的破坏预兆，属脆性破坏。

（3）当偏心距较大但受拉钢筋数量过多时，截面还是部分受压，部分受拉。

但由于受拉钢筋配置过多，受拉钢筋应力达到屈服强度之前，受压区混凝土已先达到极限压应变而破坏，同时受压钢筋也达到抗压屈服强度，其破坏特征与超筋梁类似，破坏时无明显的破坏预兆，属脆性破坏，如图2-10（d）所示。

以上三种破坏情况的共同特征是：构件的破坏是由于受压区混凝土被压碎而造成的。

破坏时，靠近轴向压力一侧的受压钢筋压应力一般均达到屈服强度，而另一侧的钢筋，不论是受拉还是受压，其应力均达不到屈服强度。

受拉区横向裂缝不明显，也无明显主裂缝。

纵向开裂荷载与破坏荷载很接近，压碎区段很长，破坏无明显预兆，属脆性破坏且混凝土强度等级越高，破坏越突然，故统称为受压破坏。

二、偏心受压长柱的破坏形态
试验表明，钢筋混凝土柱在承受偏心压力后会产生纵向弯曲。

对于短柱，由于纵向弯曲小，在设计时一般忽略不计。

对于长柱则不同，它会产生比较大的纵向弯曲，设计时必须予以考虑。

偏心受压长柱在纵向弯曲影响下，可能发生两种形式的破坏。

长细比很大时，构件的破坏不是由于材料引起的，而是由于构件纵向弯曲失去平衡引起的，称为“失稳破坏”，因此，工程中应尽可能避免采用细长柱，因为其破坏具有突然性，且材料强度尚未充分发挥。

当柱长细比在一定范围内时，由于柱的纵向弯曲引起了不可忽略的二阶弯矩，从而使柱的承载能力比同样截面的短柱减小，但就其破坏本质来讲，跟短柱破坏相同，属于“材料破坏”。