大偏心受压柱破坏
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消息来源：混凝土世界杂志 有PC工厂将PC柱灌浆（出浆）口集中布置在柱子一侧（如图1~图3所示），这样做对结构不利，会形成安全隐患。 图 1 出浆口集中到一侧 图 2 灌（出）浆口集中到一侧 图 3 灌（出）浆口集中到一侧的PC柱成品 PC工厂这样做是为了制作方便，但灌浆或出浆口集中布置，导浆管与钢筋、导浆管之间空隙太小，易出现以下问题： （1）导浆管使套筒实际间距达不到国家标准规定的最小净距25mm； （2）混凝土骨料与浆料容易分离或离析，导致混凝土抗压强度降低； （3）混凝土对钢筋的握裹力消弱，影响两者结合； （4）混凝土无法形成对导浆管的握裹，受力状况复杂，局部抗压强度降低； （5）该部位混凝土很难振捣密实，抗压强度降低。 钢筋混凝土的基本原理是钢筋与混凝土共同工作，而钢筋与混凝土共同工作的前提条件及必要条件是混凝土对钢筋的握裹力，如果没有形成握裹力，或者握裹力很弱，钢筋混凝土构件的强度就会大打折扣。 柱是框架结构或筒体结构的竖向构件，柱的破坏会导致建筑物倒塌。装配式混凝土建筑必须确保柱的强度，确保结构安全。 柱在竖向和水平荷载作用下，主要破坏形态是压弯破坏，包括大偏心受压破坏和小偏心受压破坏。 大偏心受压柱破坏 大偏心受压柱破坏过程是：受拉区混凝土开裂→受拉区钢筋受力→中性轴上移，受拉区高度变小→受拉区钢筋屈服→受压区混凝土被压坏。 从大偏心受压过程可以看出，由于其延性较大，可以消耗较多能量，避免了脆性破坏。 小偏心受压柱受压破坏 小偏心受压柱受压区高度较大，破坏过程是从受压区混凝土被压碎开始的，受拉区钢筋还没有屈服变形，柱子就压坏了。小偏心受压柱延性小，会形成脆性破坏。 所以，框架结构和筒体结构柱的抗震设计都尽可能避免小偏心受压，按大偏心受压破坏设计。 但是，如果柱子截面有一部分混凝土的密实度或强度降低（如图4所示），或混凝土对钢筋的握裹力弱，而这一侧恰好由于地震作用方向是柱子截面上的受压区，即使按大偏心受压柱设计的，也会在受拉钢筋尚未屈服时出现受压区混凝土被压坏的情况，导致脆性破坏。 图 4 导浆管集中消弱了受压区混凝土强度 如果是小偏心受压柱，由于受压区混凝土强度低，脆性破坏则会提前降临。 无论大偏心受压柱还是小偏心受压柱，柱子一侧混凝土密实度、强度和混凝土握裹力被消弱是非常危险的。 每层楼所有柱子在同一高度同一部位都出现混凝土不密实、强度降低或握裹力被消弱的情况，在地震作用下，就可能出现多米诺骨牌式的整体倒塌。 因此，必须禁止把出浆口灌浆口集中布置在柱子一侧的做法。 集中布置灌浆口一般不会是结构设计师设计的，有可能是构件设计人员应PC工厂要求而为；有可能是工厂自作主张；也有可能外侧柱子出于建筑立面要求或施工便利要求无法设置出浆口，由建筑设计师或施工企业提出要求将出浆口灌浆口移到柱子的其他侧。 如果柱子外侧不能设置灌浆口出浆口，可将外侧灌（出）浆口均匀分配到其他三侧，绝不能集中到一侧。 柱梁结构体系装配式混凝土建筑宜采用“两高一大”，即高强度等级混凝土，高强度等级钢筋和大直径钢筋。发达国家一般都这样设计，中国装配式混凝土行业标准和国家标准也这样要求。“两高一大”显而易见的好处是： （1）减少纵向钢筋根数； （2）减少套筒数量和钢筋连接费用； （3）钢筋间距大，减弱了套筒、导浆管、预埋件等造成的拥堵。 所以，结构设计师在设计装配式混凝土建筑时，宜按照国家标准的要求设计“两高一大”。 图1~图3的问题是在装配式建筑发展较好的两个大城市的PC工厂发现的。这两家工厂硬件设施和技术力量都很不错，出现这样的问题是疏忽，没有意识到问题的严重性。这表明有关技术人员对结构基本概念不很熟悉，对涉及到结构安全的问题不敏感，表明在装配式混凝土技术领域培训不够。 把灌（出）浆口集中到柱子一侧，看似小事，但安全隐患很大，应当引起装配式混凝土建筑各个有关环节的重视。 PC构件设计人员在设计柱子时，应当清楚说明不准将灌（出）浆口集中设置在一侧。 工厂技术和质量人员应禁止生产人员将灌（出）浆口集中设置在一侧，驻厂监理也要对此进行监督检查。 总包、施工方和工地监理在验收进场构件时，发现集中布置灌（出）浆口的柱子，应拒绝收货。 甲方负责技术和质量的管理人员应当将此问题列为监控重点。 总而言之，各个环节都应当避免这种危害结构安全的现象出现。 原文参见《混凝土世界》2019年06期 P94-P95 |
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