葛 楠

（长安大学公路学院，陕西 西安 710061）

混凝土压缩薄膜效应的发展历史及研究现状

葛 楠

（长安大学公路学院，陕西 西安 710061）

本文对混凝土压缩薄膜效应工作原理进行了详细解读，阐述分析了相关计算理论的发展，对比各个理论的特点，找出了最适用理论依据，并将压缩薄膜效应与当代建筑桥梁相结合，提出未来研究方向，在保障结构安全的前提下实现最大经济效益。

压缩薄膜效应；拱效应；混凝土梁板；抗弯承载力

1 概述

钢筋混凝土结构作为当今重要的建筑桥梁结构之一，其结构性能一直是相关学科研究主题之一。试验表明，对于有侧向约束的钢筋混凝土梁板，压缩薄膜的存在使其实际承载力远大于解析结果。

混凝土压缩薄膜效应，又称内拱效应。如图1所示，受到侧向约束的混凝土梁板在荷载作用下，受拉区混凝土开裂，产生变形之后，约束端将会产生侧向阻力。在此侧向阻力的影响下，裂缝的发展得以抑制，中性轴上移速度减慢，受压区面积增大，从而构件承载能力提升。这种现象在单向板中被称为混凝土板的內拱效应，而对于双向板，则称之为混凝土压缩薄膜效应。

由于混凝土压缩薄膜效应的存在，构件承载能力远大于预估值，若能充分利用混凝土压缩薄膜效应，则可在设计时减少钢筋用量，在保障结构安全的前提下，取得更大的经济效益。

图1 拱效应理想模型

2 国外早期研究

2.1 压缩薄膜效应的提出

1921年，Westergaard,H.M.和 Slater,W.A.在对美国工程协会在圣路易斯做的一系列研究试验进行分析时发现，对于开裂构件，根据测得应力反算的构件抗弯承载力明显小于实际承载力，最大挠度的计算结果与实际测量的平均最大挠度值相差较大［1］。……