矩形截面纯扭构件的破坏形态以下四种类型: (1)少筋破坏 当抗扭钢筋数量过少时,裂缝首先出现在截面长边中点处,并迅速沿45°方向向邻近两个短边的面上发展,在第四个面上出现裂缝后(压区很小),构件立即破坏。破坏形态如图7-3(a),其破坏类似于受弯构件的少筋梁,破坏时扭转角较小(图7-4曲线1),属于脆性破坏,构件受扭极限承载力取决于混凝土抗拉强度和截面尺寸,设计中应予避免。该类破坏模型是计算混凝土开裂扭矩的试验依据,并可按此求得抗扭钢筋数量的最小值。
矩形截面纯扭构件的破坏形态以下四种类型:
(1)少筋破坏
当抗扭钢筋数量过少时,裂缝首先出现在截面长边中点处,并迅速沿45°方向向邻近两个短边的面上发展,在第四个面上出现裂缝后(压区很小),构件立即破坏。破坏形态如图7-3(a),其破坏类似于受弯构件的少筋梁,破坏时扭转角较小(图7-4曲线1),属于脆性破坏,构件受扭极限承载力取决于混凝土抗拉强度和截面尺寸,设计中应予避免。该类破坏模型是计算混凝土开裂扭矩的试验依据,并可按此求得抗扭钢筋数量的最小值。
图7-3 受扭构件破坏形态
图7-4 扭矩—扭转角关系曲线1—抗扭钢筋过少;2—抗扭钢筋适量;3—抗扭钢筋过多
(2)适筋破坏
当抗扭钢筋数量适中时,破坏形态如图7-3(b)。混凝土开裂并退出工作,由其承担的拉力转给钢筋,钢筋的应力突增,但没有达到屈服,使构件在破坏前形成多条裂缝。当通过主裂缝处的纵筋和箍筋达到屈服强度后,第四个面上的受压区混凝土被压碎而破坏。适筋破坏扭转角较大(图7-4曲线2),属于延性破坏,该类破坏模型是建立构件受扭承载力设计方法的试验依据。
(3)超筋破坏
当抗扭钢筋数量过多,构件破坏时抗扭纵筋和箍筋均未达到屈服,破坏是由某相邻两条45°螺旋缝间混凝土被压碎引起的。破坏形态见图7-3(c),构件破坏时螺旋裂缝条数多而细,扭转角较小(图7-4曲线3),属于超筋脆性破坏,构件承载力主要取决于截面尺寸及混凝土抗压强度。这类破坏称为完全超筋破坏,在设计中应避免。该类破坏模型是计算抗扭钢筋数量最大值的试验依据。
(4)部分超筋破坏
当抗扭纵筋和抗扭箍筋数量比例不当,致使混凝土压碎时,箍筋或纵筋两者之一不能达到屈服点,这种破坏属于部分超筋破坏。虽然结构在破坏时有一定延性,设计可用,但不经济。
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