5.3 偏心受压构件正截面的受力性能
1.偏心受压构件的破坏形态及其特征
根据钢筋混凝土偏心受压构件正截面的受力特点与破坏特征,偏心受压构件可分为大偏心受压构件和小偏心受压构件两种类型。
(1)大偏心受压(受拉破坏)
大偏心受压构件破坏一般发生在轴向力的偏心距较大,且受拉钢筋配置不多的情况。破坏时,远离轴向力一侧的钢筋先受拉屈服,近轴向力一侧的混凝土被压碎。由于大偏心受压破坏时受拉钢筋先屈服,因此又称受拉破坏,其破坏特征与钢筋混凝土双筋截面适筋梁的破坏相似,属于延性破坏。
大偏心受压构件破坏时的截面应力分布与构件上的裂缝分布情况如图5-15所示。
(2)小偏心受压(受压破坏)
相对大偏心受压,小偏心受压的截面应力分布较为复杂,可能大部分截面受压,也可能全截面受压。取决于偏心距的大小、截面的纵向钢筋配筋率等。
①大部分截面受压,远离轴向力一侧钢筋受拉但不屈服,其截面上的应力状态如图5-16(a)所示。
②全截面受压,远离轴向力一侧钢筋受压,可能达到屈服,也可能不屈服,如图5-16(b)。
③反向偏心受压:当偏心距很小,且近轴向力一侧的钢筋配置较多时,截面的实际形心轴向配置较多钢筋一侧偏移,有可能使构件的实际偏心反向,出现反向偏心受压,如图5-16(c)。反向偏心受压使几何上远离轴向力一侧的应变大于近轴向力一侧的应变。破坏时远离轴向力一侧的混凝土首先被压碎,钢筋受压屈服。
对于小偏心受压,无论何种情况,其破坏特征都是构件截面一侧混凝土的应变达到极限压应变,混凝土被压碎,另一侧的钢筋受拉但不屈服或处于受压状态。这种破坏特征与超筋的双筋受弯构件或轴心受压构件相似,无明显的破坏预兆,属脆性破坏。
2.两类偏心受压破坏的界限
大小偏心受压破坏的界限是受拉钢筋应力达到屈服强度,同时受压区混凝土的应变达到极限压应变而被压碎。这与适筋梁与超筋梁的界限是一致的。
从截面的应变分布分析(图5-17),要保证受拉钢筋先达屈服强度,相对受压区高度必须满足ξ<ξb的条件。ξb的取值与受弯构件正截面承载能力分析的相同。尽管截面配筋率变化和偏心距变化会影响破坏形态,但只要相对受压区高度满足上述条件都为大偏心受压破坏,否则为小偏心受压破坏。

1. 大偏心受压构件的破坏特征是:( A )。
A. 远侧钢筋受拉屈服,随后近侧钢筋受压屈服,混凝土也压碎;
B. 近侧钢筋受拉屈服,随后远侧钢筋受压屈服,混凝土也压碎;
C. 近侧钢筋和混凝土应力不定,远侧钢筋受拉屈服;
D. 远侧钢筋和混凝土应力不定,近侧钢筋受拉屈服。
2. 偏心受压构件考虑P-δ效应后,内力值会发生变化,即( A )。
A. M增大,N不变;
B. M不变,N增大;
C. M增大,N减小;
D. M不变,N减小。
【作业】
1.判别大、小偏心受压破坏的条件是什么?大、小偏心受压的破坏特征分别是什么?
【拓展3】与偏心受压柱相对比,试说明肩扛圆木时人体的受力特征。

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