混凝土结构各种的破坏形态

混凝土结构的各种破坏模式1.摘要：钢筋混凝土因其承载力高而被广泛应用于建筑结构中。然而，在不同的承载体系中，混凝土构件的破坏模式是不同的。在此基础上，研究混凝土各种破坏模式的过程，有助于我们有效加固钢筋，避免混凝土脆性破坏，防止工程事故的发生。2.关键词：混凝土破坏模式裂缝3.简介：钢筋混凝土构件根据不同的力学性能可分为以下几种正截面破坏类型。斜截面破坏；扭转损伤。钢筋混凝土构件的破坏一般分为三个阶段：裂缝的产生阶段、裂缝的发展和扩展阶段、裂缝的不断发展和混凝土的破碎。3.1钢筋混凝土构件的破坏过程构件的弯曲破坏过程分为三个阶段：第一阶段，由于加载开始时梁高测量的小弯矩和小纤维应变，混凝土未开裂，钢筋未受力。这一阶段的特点是：1)混凝土没有开裂；2)受压区混凝土的应力模式为直线。混凝土在受压区的应力模式在前期为直线，后期为曲线。3)弯矩和截面曲率基本上是线性的。该阶段可用作计算构件抗裂性的基础。在第二阶段，弯矩继续增加，最下面的混凝土达到其拉伸极限值，混凝土开裂。此外，随着弯矩的增加，裂缝迅速扩展，下部受拉区的混凝土逐渐退出工作，钢筋应力逐渐增大，裂缝继续扩展。因此，当裂缝出现时，梁的扰动程度和截面曲率突然增大，裂缝截面的中性轴上移，受压区混凝土的塑性变形特征越来越明显。总之，第二阶段是裂缝的出现。在发展阶段，中梁有缝工作，其受力特点是：1)在裂缝段，受拉区的大部分混凝土退出工作，拉力主要由纵向受拉钢筋承担，但钢筋不屈服；2)受压区的混凝土发生了塑性变形，但这还不够。压力图只有上升段的曲线；3)弯矩和截面曲率为曲线，截面曲率和扰动的增长加快。该阶段是在正常使用极限状态阶段检查变形和裂纹扩展宽度的基础。在第三阶段，由于弯矩的不断增加，钢筋会屈服，梁的截面曲率和干扰程度也会突然增加，裂缝宽度会沿梁高方向扩大，中性轴会上移。混凝土的塑性变形会越来越明显。当压应力达到混凝土的抗压强度时，混凝土将被压碎。同时，受拉钢筋的拉应力将刚好达到其抗拉强度极限，钢筋将屈服。因此，这一阶段的特点是：1)纵向受拉钢筋屈服，屈服，拉力保持不变；2)由于混凝土向外移动和受压区的压力作用点导致内力臂增加，弯矩略有增加。3)当压缩区边缘的混凝土达到其极限压缩应变时，混凝土将被压碎，截面将被破坏。该阶段将用作计算抗弯承载力的基础。3.2钢筋混凝土构件的正截面破坏模式3.2.1减少钢筋损伤由于布置在钢筋混凝土构件中的受拉钢筋的面积小于最小配筋率，钢筋的应力在受拉区域中混凝土开裂的时刻达到其屈服强度和受拉屈服。因此，一旦出现裂缝，混凝土构件将立即被破坏，而不会经历上述破坏过程和任何明显的迹象。因此，属于脆性破坏，在工程中应避免。3.2.2损坏当配筋率超过最大配筋率时，就会发生过度加固破坏。由于大量的钢筋，钢筋不能在应力过程中始终屈服。相反，由于混凝土受压区的高度不够，当荷载继续增加时，混凝土受压区的混凝土由于混凝土承载能力不足而首先被压碎，导致构件在没有任何警告的情况下突然倒塌。这是一个过度强化的失败。3.3混凝土构件斜截面的破坏形式3.3.1倾斜压力故障所谓斜压破坏是指当剪跨比较小时，由于混凝土抗剪承载力较弱，通常发生在腹板较薄或剪跨比较小时。此时，随着荷载的增加，梁腹出现一系列平行的斜裂缝，从荷载点到支座的混凝土就像斜短柱的受压破坏。在失效的情况下，钢筋的应力通常不能达到钢筋的屈服强度。它的抗剪强度一般高于在剪切压力下的破坏强度。3.3.2剪切和压缩破坏剪压破坏发生在以下过程中：首先，由于主拉应力达到混凝土的抗拉强度而产生裂缝；在斜裂缝的截面上，受拉区的混凝土退出工作，主拉应力由与斜裂缝相交的腹板钢筋承担。当出现临界斜裂缝(即危险截面)时，与临界斜裂缝相交的钢筋应力达到钢筋的屈服强度，在剪应力和法向应力的共同作用下，剪压区的混凝土达到极限强度并被破坏。剪压破坏从斜裂缝的出现到斜截面的破坏有一个漫长的过程。这种破坏有明显的预兆，钢筋和混凝土都能充分发挥作用。3.3.3斜拉失效当梁中没有或只有很少的腹筋且剪跨比较大时，通常会发生斜拉索破坏。失效过程是，一旦出现倾斜裂缝，它们很快发展到压缩区的边缘，倾斜电缆被分成两部分。斜拉破坏从出现斜裂缝到破坏的过程非常短暂，非常突然，没有明显的预警。它的抗剪强度一般小于在剪切压力下受损时的抗剪强度。3.3.4讨论与配筋正常截面破坏相比，上述三种破坏模式在斜压破坏、剪压破坏和斜拉索破坏时梁的变形较小，具有脆性破坏，尤其是斜拉索破坏的特点。梁破坏前的变形很小，具有明显的脆性。剪切-压缩破坏是轻微的延性破坏，而斜向和斜向压缩破坏是突然的脆性破坏。通过计算避免了剪切和压缩破坏。通过限制横截面尺寸来防止对倾斜压力的损坏。斜拉破坏受最小配箍率控制。3.4受压构件的失效模式3.4.1小偏心受压失效小偏心受压构件有两种失效形式。在3.4.1.1，当偏心距e0较大且纵向钢筋的配筋率较高时，尽管某些截面也是受拉的，但在受拉区出现裂缝后，受拉钢筋的应力增加缓慢(因为很高)。破坏是由于受压区混凝土的抗压强度被压碎。当混凝土损坏时，受压钢筋(As)达到屈服，而受拉侧钢筋的应力没有达到其屈服强度。破坏模式与超级加固梁相似。3.4.1.2偏心距e0较小，加载后截面大部分受压。中性轴靠近受拉钢筋(As)。因此，受拉钢筋的应力很小，无论配筋率如何，破坏总是由于受压钢筋的屈服(As)，受压区混凝土的抗压强度被压碎。在破坏附近，受拉区的混凝土可能有轻微的横向裂缝。3.4.1.3的偏心率很小(e00.15h0)，加载后整个截面被压缩。失效是由于压缩钢筋在轴向力附近屈服上述三种情况的共同特征是构件的破坏是由于受压区混凝土的抗压强度。无论受拉还是受压，远离轴向力一侧的钢筋通常不会屈服。其承载力主要取自受压区的混凝土和受压钢筋，故称之为受压破坏。这种损伤缺乏明显的预兆，具有脆性损伤的性质。这种破坏的条件是：偏心率小，或偏心率大但配筋率过高。在计算截面配筋时，一般应避免大偏心率和高配筋率的情况。上述情况通常称为小偏心受压。3.4.2大偏心受压当轴力n的偏心率较大且纵向钢筋的配筋率不高时，部分截面受压，部分受力后受拉。横向裂缝在混凝土拉伸区出现较早。由于配筋率较低，受拉钢筋的应力迅速增加，首先达到屈服。随着裂缝的发展，受压区的高度降低，最终受压钢筋屈服，受压区的混凝土被压碎。破坏模式与带受压钢筋的梁相似。讨论由于这种偏心受压构件的破坏是由于受拉钢筋的