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鋼筋混凝土結構設計中的裂紋問題
發布日期：2020-03-13
固體材料中的某種不連續現象，也就是我們常說的裂紋，這種現象在固體材料中是普遍存在的。有關混凝土的實驗也證實了在沒有受荷載的混凝土以及鋼筋混凝土結構中會存在一些微裂紋，包括骨料裂紋、骨料與水泥石粘結面上的粘結裂紋以及水泥漿中的裂紋等等。
鋼筋混凝土結構的裂紋控制方法主要是基于“抗”的思想，可以分別應用傳統力學和斷裂力學來分析傳統裂紋控制方法。
從傳統力學觀點來看，由于預先給混凝土梁施加了預壓應力，使混凝土梁受到外部荷載，拉應力全部(或部分)被抵消，所以可以避免(或者推遲)混凝土出現裂紋，這其實相當于改善了梁中混凝土的抗拉性能，以此達到充分利用高強材料的目的。
從斷裂力學的觀點來看，混凝土材料內部存在許多微缺陷和微裂紋，而且這些微缺陷和微裂紋會在外部荷載作用下不斷演化、發展，終形成宏觀裂紋。如果在混凝土梁兩端預先施加一對軸向壓力，可以認為裂紋端部的應力強度因子為負值。如果外部荷載在裂紋端部產生的應力強度因子與非均布壓應力產生的應力強度因子大小相等時，裂紋端部的應力強度因子就為零。這時裂紋就不會失穩擴展。也就是說，由于預先對混凝土梁施加了預壓應力，從而減小了外部荷載作用下裂紋端部的應力強度因子，從而避免或是推遲了混凝土出現裂紋。
