任正勃

河南省第一建筑工程集团有限责任公司（450014）

通过大型有限元软件对单根混凝土梁的开裂过程进行分析和讨论，我们会发现在混凝土梁开裂过程中，存在着明显的规律性。据此，我们建立混凝土梁开裂的预防机制并采取一些预防开裂破坏的措施，从而可有效提高混凝土梁的抗开裂性能。

1 混凝土梁的有限元分析

1.1 基本假设

1）钢筋弥散在混凝土之中，且钢筋混凝土采用SOLID65单元。2）混凝土为各向同性材料，不考虑混凝土的压碎。3）材料具有非线性特征,构件发生大位移变形。

1.2 混凝土梁的相关数据

该混凝土梁跨度6 m，截面尺寸300 mm×600 mm，混凝土标号C30，并配有4B14的钢筋，梁两端采用固端约束。其中梁的混凝土弹性模量E=30 GPa，泊松比 ν=0.2，轴心抗拉强度 ft=1.54 MPa，裂缝张开传递系数为0.125,闭合裂缝传递系数为0.9；钢筋的弹性模量为200 GPa，泊松比ν=0.25，屈服应力 σ0.2=360 MPa。

1.3 分析结果

通过图1可以发现,随着竖向荷载的增大，材料的塑性裂缝呈“八”字形分布，以受力拱的形式向下传递。裂缝主要集中在支座（剪切斜裂缝）和梁的底部（受拉裂缝）。

图1 混凝土梁的裂缝分布形式

实际施工中如果管理不善、提前拆模、施工荷载超过设计荷载或混凝土强度低于设计规定，抗剪钢筋配置不足，箍筋没有加密，使用了低劣的钢筋（受拉强度不足）等会造成梁抗剪、抗拉强度不足从而产生剪切裂缝与受拉裂缝。梁支座裂缝可用粘结浆液压注处理,受拉区裂缝一般采用水泥浆封闭，防止钢筋锈蚀，再根据具体情况做补强加固处理。……