柱子的破坏形态主要有:
1、弯曲破坏:通常发生在柱顶或柱底截面。破坏时压区混凝土压碎、主筋压屈。受拉钢筋有时能达到屈服,有时则达不到屈服。
2、剪切受压破坏:在荷载作用下,水平弯曲裂缝向斜向发展,形成斜裂缝。当箍筋配置较多时,斜裂缝不会迅速开展,而是剪压区混凝土在弯、剪的共同作用下压碎。
3、剪切受拉破坏:当剪跨比较小且配箍率较低时,在主筋受拉屈服后,随着反复荷载的作用,会产生一条较宽大的斜裂缝,导致箍筋屈服、柱子剪坏。
4、剪切斜拉破坏:一般发生在短柱中。斜裂缝往往沿柱子对角出现,箍筋达到屈服甚至被拉断,柱子被剪坏
5、粘结开裂破坏:粘结破坏有两种类型,一是由于钢筋锚固不足被拔出而破坏;另一种是在柱子弯曲裂缝或剪切裂缝出现后,在反复荷载作用下,沿主筋出现粘结裂缝,使混凝土沿主筋酥裂脱落导致柱子破坏。
以上破坏形式不同,其对应的极限变形能力也不一样。比较而言,剪切斜拉破坏和剪切受拉破坏属于脆性破坏,设计中应该避免;粘结破坏延性较差,也应当避免;弯曲破坏和剪切受压破坏属于延性破坏,其延性受到许多因素的影响。 在实际工程中,柱子的破坏常常是几种破坏形态的综合反映。只是有时某一种破坏形态表现的突出一些。
剪力墙的破坏形态主要有:
1、剪切滑移破坏:发生于剪力墙刚度骤变部位,也常在施工缝处出现,该破坏脆性很大,在设计中应避免。
2、压屈破坏:发生于高墙。水平往复荷载作用下,受压区钢筋在受拉区钢筋屈服之前被压屈,混凝土压碎,最终导致结构破坏,该破坏脆性很大,多发生于轴压比较大的情况。
3、斜压破坏:发生于低矮墙(高宽比小于1),在水平力往复作用下,墙体上出现斜向对角裂缝或交叉斜裂缝,这些斜裂缝把墙体分成若干斜压小柱体,随着荷载的增大,混凝土被压碎并成块剥落,箍筋外鼓或崩断,构件发生剪切斜压破坏,该破坏具有明显的脆性破坏特征,延性及耗能能力较差。
4、弯曲破坏:发生于高墙(高宽比大于2),剪力墙变形以弯曲变形为主,在水平力往复作用下,首先在墙体受拉区出现水平弯曲裂缝,裂缝不断发展延伸至混凝土受压区,受压区高度因此逐渐减小,最后受拉钢筋屈服,伴随着受压区边缘混凝土压碎,保护层剥落,墙体产生较多交叉斜裂缝,结构破坏。该破坏的耗能能力和延性良好。
5、剪压破坏:发生于中高剪力墙(高宽比介于1~2) ,水平力往复作用下,首先在墙体下部产生水平弯曲裂缝,随着荷载的增加,裂缝逐渐向斜向开展并向受压区延伸。斜裂缝不断发展,当延伸至墙体底部受压区后斜率逐渐增大趋于垂直,最后剪力墙受压区的混凝士在轴压力作用下发生劈裂破坏。该破坏延性与耗能能力均优于斜压破坏。
在建筑结构抗震设计中,抗震要求较高的高层建筑不仅需要保证结构的承载能力,还需要具备较强的抗侧移刚度,从而控制结构在地震作用或风荷载下的侧向位移。在地震作用或风荷载下,剪力墙处于非弹性变形状态,应具有足够的刚度与强度,同时必须满足延性、能量耗散以及裂而不倒的要求。
框架节点的破坏形态主要有:
1、梁端受弯破坏:当梁端成为薄弱部位时,易在梁端首先发生破坏,此时的梁端上部因负弯矩而受拉的钢筋屈服,下部受压混凝土相继被压碎,此时混凝土保护层部分脱落,梁钢筋有部分外露,梁端部形成明显交叉裂缝,可以认为梁端出现塑性铰,框架节点宣告破坏。这种破坏类型是我国规范框架节点设计的目标,因为梁端形成塑性铰以后,整个结构还是超静定结构,柱和墙就是抗震的第二道防线,有利于耗散能量,提高框架抗震性能。
2、柱端压弯破坏:柱端成为薄弱部位时,易在柱端形成塑性铰,此时的破坏主要表现为柱端混凝土被压碎,柱纵筋屈曲甚至外鼓,箍筋向外膨胀变形过大甚至拉断,此时可以认为柱端出现了塑性铰。多次震害表明,经过了强柱弱梁和强节点弱构件的设计理念的调整,实际中框架柱端出现塑性铰的机会有所降低,但由于现浇楼板对梁的加强等因素导致真正出现梁端塑性铰的案例还不太多,柱端出现塑性铰的比例还是很大,柱端出现塑性铰的数量-一旦达到-一定规模,整个结构很可能变成-一个机构,不具备吸收地震能量的性能,对抗震不利,因此应尽量避免此种破坏。
3、核心区剪切破坏:当节点区箍筋配置量不足时,易发生因核心区混凝土抗剪承载力不足引起的剪切破坏,破坏表现为核心区混凝土出现对角斜裂缝,严重时混凝土有块状脱落箍筋外鼓而破坏,此为脆性破坏,对耗能不利,影响节点抗震性能,应采取措施提高核心区抗剪承载力,避免此脆性破坏。我国现行混凝土规范主要通过核心区受力分别计算核心区箍筋需求量来控制节点核心区的抗剪性能,而美国规范主要从箍筋的约束效应达到一定程度出发,按构造配置核心区箍筋进而避免核心区混凝土剪切破坏而非计算确定。
4、粘结锚固破坏:钢筋在节点区的锚固效果,直接影响着钢筋与混凝土之间的粘结能力,节点区传递剪力主要依赖钢筋与混凝土之间的粘结力,粘结效应退化会严重影响节点核心区的抗剪能力,因此当梁纵向受力钢筋的锚固长度不足时,在反复荷载的作用下,钢筋与混凝土之间的粘结往往会遭到破坏,出现钢筋拉脱、混凝七压碎等破坏特征,针对此种破坏主要通过附加措施增加锚固力以避免。
在房屋的结构中,每一个结构都起到特定的作用,框架节点是梁、柱交接点所处的区域,承担着关键作用。房屋需要加固改造的时候,需要针对结构破坏的类型来选择对应的加固方法,这样加固改造的效果会更加明显。框架节点核心区的安全对抗震很重要,所以在房屋加固的时候要注意框架节点是否受到影响。