[转贴]：钢筋混凝土的精髓是什么？

bai_pppp

转自ABBS

迷惑不解：
因为命运中的偶然，快三十了才从其它专业改行做结构设计。初次接触时，觉得只要掌握“计算+构造”，似乎就掌握了结构设计。经过几年设计，才觉得当年的幼稚和无知。钢结构和地基基础倒容易理解，而钢筋混凝土却无法融为贯通，单一构件的设计或构造还好理解，串联起来一想，好象又杂乱无章，各自为政，这是延性破坏，那是脆性破坏等等，似乎都是实验的结果。结构布置时，更是“强硬”要求，避免这避免那，有些好理解，有些很难想得通，如“框架短柱”的脆性破坏原理是什么；在柱大偏心受压时，轴力能提高抗弯能力，却又要限制轴压比；二道设防或多道设防有无具体指标；TBSA和PKPM分析筒中筒时，能否反映柱系外筒的剪力滞后；如果不把首层作为嵌固，有会如何？！
希望高手指点一二，谢谢。

老同志：
这是个很好的话题，但要讨论得让人满意，确实不易。看了几天，决定抛砖引玉，有不妥之处，请大家斧正。
我本科也不是工民建（工程力学），后两个学位才与混凝土沾点边（抗震和抗风）。刚接触钢筋混凝土时，和你一样有同感。大约二十年前，就心中的疑惑请教了东南大学（当时叫南京工学院）程文瀼先生，程先生治学极为严谨，且善于总结，他帮我总结了几点，才使我有豁然开朗之感。钢结构是各向同性材料，本构关系极为简单，只要掌握强度，稳定和构造，剩下的就是受力分析，这恰好是我们的特长。而钢筋混凝土却有很大的不同，主要是因为 1，材料力学指标的几何级变化：钢筋强度，混凝土抗压，抗拉强度差一个数量级。钢筋的延伸率和混凝土的抗压，抗拉极限应变差的更远。2，混凝土力学指标的离散性较大；3，混凝土材料的蠕变性能。
第一个特性决定钢筋混凝土构件是利用混凝土的抗压强度和钢筋的抗拉强度，当有钢筋的抗拉强度来决定构件的承载力时，因其延伸率很大，而表现出延性破坏特征，反之即为脆性破坏。如抗弯适筋梁和超筋梁，大小偏心受压。而抗剪构件，在桁架受力模型中，不存在强度正比关系（抗弯尽管也不是严格意义上的正比关系，但基本接近正比），而只是双线性关系，所以，其适筋时的延性也不如抗弯适筋梁，只就是概念设计中的强剪弱弯的由来。
第二个离散性较大的特性决定了为了满足相同的安全度，就需要更大的强度富裕（平均强度与设计强度之比），这一点在七四规范中反应在安全系数K中（抗弯 1.4，抗压，抗剪是 1.55)，新规范在公式中已经不见，但可从背景材料的统计回归上找到。
第三个特性即混凝土的蠕变性能是塑性内力重分布的条件之一，正如一位学者所说，合理设计的混凝土结构能按设计者的意图调节其内力。带裂缝工作的构件其塑性铰不是一点而是一个区域。
在结构的概念设计中，有一条很重要，是在罕遇地震时，结构不存在强度的富裕而只有抵抗变形能力的好坏之分，即结构都要进入塑性变形阶段（或弹塑性阶段）。设计时，让塑性铰出现在什么地方；让多少构件适量破坏以吸收地震输入能量，而地震之后又容易修复；那些关键构件是最后防线等等，这才是抗震设计的精髓。根据这个思路，就不难理解抗震规范中的许多要求了。比如说，短柱有典型的剪切破坏特征，配箍率和轴压比直接影响到柱的延性。框支剪力墙结构因变形过于集中而影响到抗震性能，转换板结构刚度突变最大，在高烈度区尽量少用。
另，TBSA因其采用七自由度薄壁杆模型分析剪力墙，不能反映剪力滞后效应。同时，由于多了一个强制约束，在转换层及上下各一层将出现很大的误差，但其总体计算及普通楼层分析还是不错。首层作为嵌固只是一个假定，只要水平力有交代，嵌固放在那里都行（地下一层或地下二层）。事实上，首层板厚100或500，对建筑物顶点位移影响不超过 5%，我个人觉得没有必要仅仅为了满足计算中的简化模型而要求板厚，但必须了解模型与实际的出入可能会带来什么不利影响，而在设计中采用相应的补救措施。
我觉得，规范是“照着做，一般不会出问题的一些要求”。设计中，如果不时考虑一下，如果不遵守这一条文，又会怎样后，自然会加深对规范的理解，同时又能大大拓宽设计思路。当然，我不是提倡大家都来突破规范，超规范时，还得让总工拍板。

teyjzy_yl

好文！钢筋混凝土的三个特性总结得很好，值得回味。说实话，整天要急着交图，真还没有仔细想过这些问题（想也想不到这么深）。

HLSDJ

我原是学水工的，后学了土木工程，同样有点迷糊，二楼的讲解，不错。

ngwlong

好东西，对钢筋混凝土有很好的总结，有助于我们设计

cwcecart

好文章，对刚接触结构设计的人有很大的帮助。

qingwenliu

说实话,很多时候设计时根本没有去细想,只是按规范来

chihaha

真的是好东西，希望有经验的前辈多把自己总结的东西拿出来给大家分享一下啊，这样对于我们小辈来说是一笔财富啊！对于自己以后少走弯路是一个明针啊！谢谢

casper88

我做结构不到一年，受益匪浅

kongb110388

好文章，我以前不是水工专业的，现在转入水工，虽然与工民建专业有差别，但都有结构问题，我也有相同的困惑！谢谢！很有借鉴！

tzhtytyl

具备坚实的力学基础和数学基础是从事建筑结构专业最重要的素质，钢筋混凝土结构虽然因为采用概率极限状态计算方法，但其理解其原理离不开力学和数学。当然在从事本专业一段时间后，有意识地归纳和区分钢筋混凝土结构与其他结构的异同，将有益于设计水平的提高。

dunker2000

有时做结构需要一点感觉

feimeng

是呀，平时只顾上埋头苦干猛翻规范，很少想想为什么要这么作
多看看这些文章对开拓思路很有好处

sourthwood

规范是“照着做，一般不会出问题的一些要求”。设计中，如果不时考虑一下，如果不遵守这一条文，又会怎样后，自然会加深对规范的理解，同时又能大大拓宽设计思路。
楼主的这句话真让人有中豁然开朗的感觉，一篇醍醐灌顶的作品。

毛毛妈

三楼的SL_SDJ前辈，我也是学水工的，现在搞工民建，你有什么好的经验能教给我吗？我的QQ11710152或者信箱zzl663284@tom.com，望不吝赐教！！

xiamhclm

哎！我是学水工的，同样也是做水工。在结构方面可以说是知之甚少。
谢谢楼主朋友的指点。
我们有位领导说得好，不会做结构的工程师不是一位好的工程师。
有时间我向各位朋友讨教讨教！
Q：396838338