偏心受压柱的受力和破坏特征分析

根据正截面的受力特点和截面破坏特征不同，偏心受压构件可划分为大偏心受压构件（又称受拉破坏）和小偏心受压构件（又称受压破坏）两类。

图3-10　大偏心受压破坏

1.大偏心受压破坏

试验研究表明，当轴向力的偏心距较大时，截面部分受拉、部分受压（图3-10）。若受拉区配置的受拉钢筋适量，则试件在受力后，首先在受拉区出现横向裂缝。随着荷载增加，裂缝将不断开展延伸，受拉钢筋应力首先达到受拉屈服强度。此时受拉应变的发展大于受压应变，中和轴向受压区边缘移动，使混凝土受压区很快缩小，受压区应变很快增加，最后混凝土压应变达到极限压应变而被压碎，构件破坏。构件破坏时受压钢筋应力也达到其受压屈服强度，因为这种破坏一般发生在轴向力偏心距较大的场合，因此称为大偏心受压破坏。

它的破坏特征是受拉钢筋应力先达到屈服强度，然后受压区混凝土被压碎，受压钢筋也达到屈服强度，与双筋受弯构件的适筋破坏相类似。大偏心受压破坏具有明显的预兆，属于塑性破坏。

2.小偏心受压破坏(www.xing528.com)

如图3-11所示，小偏心受压破坏包括以下3种情况。

（1）当偏心距很小时，截面全部受压[图3-11（b）]。一般是靠近轴向力一侧的压应力较大，当荷载增大后，这一侧的混凝土先被压碎，受压钢筋达到受压屈服强度。而另一侧的混凝土和钢筋应力较小，在构件破坏时均不会达到抗压设计强度。

（2）当偏心距稍大时，截面大部分受压小部分受拉[图3-11（c）]。但由于受拉钢筋靠近中和轴，应力很小，受压应变的发展大于受拉应变的发展，破坏先发生在受压一侧。破坏时受压一侧混凝土的应变达到极限压应变，受压钢筋屈服，破坏时无明显预兆。混凝土强度等级越高，破坏越带突然性。破坏时在受拉区一侧可能出现一些裂缝，也可能没有裂缝，受拉钢筋应力达不到屈服强度。

（3）当偏心距较大，且受拉钢筋配置过多时，构件受荷后中和轴位于截面高度中部，截面部分受压部分受拉[图3-11（d）]。受拉区裂缝出现较早，但由于配筋率较高，受拉钢筋中应力增长缓慢，受拉钢筋应变很小，破坏是由于受压区混凝土达到其抗压强度，受压钢筋屈服，而受拉钢筋应力此时未达到屈服强度。这种破坏性质与超筋梁类似，在设计中应予以避免。

图3-11　小偏心受压破坏

上述3种情况，尽管破坏时的应力状态有所不同，但破坏特征都是靠近轴向力一侧的受压混凝土应变先达到极限应变、受压钢筋屈服而被压坏，远离轴向力一侧的纵向钢筋不屈服，所以称为受压破坏。前两种破坏发生于轴向力偏心距较小的情况，因此也称为小偏心受压破坏。该类破坏性质属于脆性破坏。