斜裂缝的形成及修复法

钢筋混凝土梁在荷载较小、混凝土尚未开裂之前，可以认为处于弹性工作状态。此时，截面上任一点的正应力σ和剪应力τ都可用材料力学的公式计算，只是需要采用换算截面，即把纵向钢筋按钢筋与混凝土的弹性模量比α_E（=E_s/E_c）换算成等效的混凝土截面。

图5-2a为一对称集中加载的简支梁及其弯矩图和剪力图；图5-2b是梁的主应力迹线图，实线为主拉应力σ_tp，虚线为主压应力σ_cp，二者可由材料力学公式求得：

图5-2 对称加载简支梁开裂前的应力状态

主拉应力作用方向与梁纵轴的夹角α可由下式确定：

图5-2b中，梁内点1、2、3的应力状态有所不同。点1位于中和轴上，σ=0，τ最大，σ_tp和σ_cp作用方向与梁纵轴的夹角α=45°；点2位于受压区内，σ是压应力，σ_tp减小而σ_cp增大，α>45°；点3位于受拉区内，σ是拉应力，故σ_tp增大而σ_cp减小，α<45°。(www.xing528.com)

随着荷载的增加，构件内的主拉应力σ_tp增大。当由σ_tp产生的拉应变达到混凝土的极限拉应变时，构件将沿着垂直于主拉应力的方向开裂。

梁的斜裂缝有弯剪斜裂缝和腹剪斜裂缝两种。弯剪斜裂缝由梁底的垂直弯曲裂缝向集中荷载作用点斜向延伸发展而成，其特点是下宽上细（图5-3b），多见于一般的钢筋混凝土梁。腹剪斜裂缝则出现于梁腹较薄的构件中，例如T形和I字形薄腹梁，由于梁腹部的主拉应力过大致使中和轴附近出现约45°的斜裂缝，随荷载的增加，裂缝向上下延伸。腹剪斜裂缝的特点是中部宽、两头细，呈梭形（图5-3a）。

图5-3 梁的斜裂缝

a）腹剪斜裂缝 b）弯剪斜裂缝

梁上一般出现多条斜裂缝，剪切破坏通常是沿其中延伸较长、开展相对较宽的主裂缝发生。导致破坏的斜裂缝称为临界裂缝。