局部受压的破坏特征

百科 2024-11-09 00:00 福建

一、局部受压破坏现象

局部受压是结构中常见的一种受力形式，如桥和支柱都直接承受局部荷载，或通过垫板传来上部梁板的荷载；拱架和刚架的铰接点以及后张法预应力混凝土在张拉锚具下的局部承压等。

局部承压时，在局部受压面上产生较大的纵向(z向)压应力，从局部受压面向下，该压应力逐渐扩散到整个截面上，最终变成均匀受压，这个局部受压区段的长度约等于构件截面的高度h。

在此区段上，由于纵向压力产生横向变形受到约束和逐渐扩散，还发生横向应力σy。纵向应力σx和横向应力。y的分布如图6.6.1所示。在靠近局部受压面附近，oy为横向压应力，再向下则转为横向拉应力。并且此拉应力就会使混凝土在局部承压时，发生纵向裂缝而导致劈裂破坏。

二、破坏规律

局部受压的破坏形态与构件截面面积A_c和局部受压面积A_l的相对大小(比值)有关。当A_c/A_l较小(一般小于9)时，在横向拉应力。达到混凝土的抗拉强度后就会出现纵向裂缝。随着荷载的增加，纵向裂缝发展到承压板附近，最后在承压板下冲压出一锥状楔形体。试件被劈裂而破坏。当A_c/A_l较大(一般在9~36之间)时，试件一发生纵向裂缝就马上突然失去承载力，裂缝从顶面向下发展，承压板外围混凝土被劈裂成数块。当A_c/A_l很大(一般大于36)时，就会在试件整体破坏之前，承压板下的混凝土已被局部压陷破坏。

在实际工程中，以劈裂破坏的情况居多。试验证明，混凝土在局部承压时的抗压强度远高于全截面受压时的轴心抗压强度，其提高的程度随面积比A_c/A_l的增加而加大。这是由于局部受压区的外围混凝土，形成一个“套箍”，发挥了“套箍”的约束作用，使局部受压区混凝土处于三向受压状态，从而提高了混凝土的纵向抗压强度。

三、受压强度提高系数

混凝土的局部受压强度与轴心抗压强度的比值，称为混凝土局部受压时的强度提高系数β_l，β_l值随A_b/A_l的(A_b为局部受压时的计算底面积)的增大而加大，但不是正比关系而接近于平方根的曲线关系。根据试验统计结果，规范采用了的关系式。

混凝土局部受压强度除了A_b/A_l的因素外，还与局部受压区在构件截面中的相对位置有关。当承压区处于截面的中央部位，四周均有“套箍”约束时，混凝土局部受压强度为最大；当承压区处于截面的边角部位，一边或二边为临空时，则更容易发生半个形体的剪切破坏，局部受压承载力就接近于单轴受压承载力。这在β_l值中就反应在计算底面积A_b的取值上。

四、提高局压承载力的措施

防止发生局部受压破坏的主要措施是：

1、设置具有足够刚度的钢垫板，以扩大局部受压面积。

2、提高混凝土强度等级。

3、配置间接钢筋(方格网间接钢筋或螺旋形间接钢筋)，用来承担横向拉应力σ_y，限制纵向裂缝的开展，增强“套箍”的约束作用。

参考文献：

1、《混凝土结构设计规范理解与应用》徐有邻

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzkxMjY5MjQ2MA==&mid=2247486903&idx=1&sn=0c1a683b04d4cc16dfef54698ee696dd

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