春水本水工钢结构资料偏心受压构件破坏形态及其特征如何.DOC

06春水本水工钢结构 资料 5．偏心受压构件破坏形态及其特征如何？ 答：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。 6．何谓“界限破坏”？如何根据界限相对受压区高度判别大小偏心受压破坏？ 答：大偏心受压破坏形态与小偏心受压破坏形态之间存在着一种界限破坏状态，其主要特征是在受拉钢筋应力达到屈服强度的同时，受压区混凝土达到极限压应变被压碎，称之为“界限破坏”。 按平截面假定，可以推出受拉钢筋达到屈服与压区混凝土达到极限压应变同时发生时的界限相对受压区高度的计算公式 当≤时，属于大偏心受压破坏； 当＞时，属于小偏心受压破坏。 7．非对称配筋非对称配筋和为未知数，构件截面的混凝土相对受压区高度将无法计算，因此，无法利用判别截面类型，实际设计时可根据偏心距大小来判别。 (1) 当＞0.3h0时，可按大偏心受压构件设计； (2) 当≤0.3h0时，可按小偏心受压构件设计。 但应注意这是设计采用的初判条件，最后尚应用当≤时为大偏心受压，当＞时为小偏心受压进行核准。l0/h≤8的矩形截面短柱，可不考虑纵向弯曲的影响，取=1；对于l0/h＞30的细长柱，其破坏已从材料破坏转变为失稳破坏，因此不能再按材料破坏的研究其承载力问题。、代入大偏心受压构件基本公式中，可得 当时，为大偏心受压构件； 当时，为小偏心受压构件。 9．何谓Nu—Mu相关曲线？Nu—Mu相关曲线有何特点？通常考虑哪些组合作为最不利组合？ 答：偏心受压构件的截面承载力不仅取决于截面尺寸和材料强度等级，而且还取决于内力M和N的相对大小。和弯矩是相互关联的，亦即给定轴力N时，有唯一对应的弯矩M，或者说构件可以在不同的N和M组合下达到极限状态。在进行构件截面配筋时，往往要考虑多种内力组合，研究N和M的对应关系可以判断出哪些内力组合对截面起控制作用，从而选择最危险的内力组合进行配筋设计。 Nu—Mu相关曲线反映了钢筋混凝土受压构件在压力和弯矩共同作用下正截面承载力的规律，具有以下特点： （1）当弯矩为零时，轴向承载力Nu达到最大，即为轴心受压承载力N0，对应图5-20中的C点；当轴力为零时，构件为纯弯曲时的承载力Mu，对应图5-20中的A点。 （2）曲线上任意一点的坐标（Nu、Mu）代表此截面在该内力组合下恰好达到承载能力极限状态。如果作用于截面上的内力（、）坐标位于图5-20中曲线的内侧（如d点），说明该点对应的内力作用下未达到承载力极限状态，是安全的。若位于曲线外侧（如e点），则表明截面在该点对应的内力作用下承截力不足。 （3）大偏心受压时，Nu随Mu的增大而增大，亦即值相同，则愈大愈安全，愈小愈危险。小偏心受压时，Nu随Mu的增大而减小，亦即值相同，愈大愈危险，愈小愈安全。 （4）如果截面尺寸和材料强度保持不变，Nu—Mu相关曲线随配筋率的增高而向外侧增大。 （5