什么是残余变形?为什么卸载后构件可能回不到原位?

什么是残余变形？为什么卸载后构件可能回不到原位？

—解释图见文末

很多人会觉得：结构受到力发生变形，把力撤掉以后，不就应该恢复原状吗？

其实不一定。

比如你拿一根钢尺轻轻弯一下，松手以后它基本会恢复原来的形状。

这是因为这时候产生的主要是弹性变形。

但如果你把钢尺弯得非常厉害，超过它的弹性范围，松手以后它可能就再也回不到原来的形状了。

这时候留下来的那部分变形，就叫做：

为什么会出现残余变形？

因为材料受力超过一定程度后，会进入塑性阶段。

在这个阶段，材料内部已经发生了不可逆的变化。即使外力撤掉，已经产生的那部分塑性变形也不会自动消失。

所以可以把构件受力后的变形简单分成两部分：

卸载以后：

弹性变形 → 恢复

塑性变形 → 留下来

留下来的，就是残余变形。

这也是为什么前面讲“屈服”和“延性”时，残余变形会反复出现。

例如一根钢筋拉到屈服以后再卸载，它虽然会回缩一部分，但通常不会完全恢复到原来的长度。

这并不意味着钢筋已经“断了”。

恰恰相反，它还可以继续承载，只是已经留下了永久变形。

而在结构工程中，残余变形有好有坏。

它意味着结构已经发生了不可逆的损伤或塑性变形，但在地震等极端情况下，正是这种塑性变形让结构能够耗散能量、避免突然脆性破坏。

所以：

但残余变形过大，也可能导致结构变形超限、使用功能受到影响，甚至意味着构件已经接近或经历了严重的损伤。