鋼筋混凝土結構的精髓是什么

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鋼筋混凝土結構的精髓是什么？(轉(zhuǎn)載)

鋼筋混凝土的精髓是什么？
迷惑不解：
因為命運中的偶然，快三十了才從其它專業(yè)改行做結構設計。初次接觸時，覺得只要掌握“計算+構造”，似乎就掌握了結構設計。經(jīng)過幾年設計，才覺得當年的幼稚和無知。鋼結構和地基基礎倒容易理解，而鋼筋混凝土卻無法融為貫通，單一構件的設計或構造還好理解，串聯(lián)起來一想，好象又雜亂無章，各自為政，這是延性破壞，那是脆性破壞等等，似乎都是實驗的結果。結構布置時，更是“強硬”要求，避免這避免那，有些好理解，有些很難想得通，如“框架短柱”的脆性破壞原理是什么；在柱大偏心受壓時，軸力能提高抗彎能力，卻又要限制軸壓比；二道設防或多道設防有無具體指標；TBSA和PKPM分析筒中筒時，能否反映柱系外筒的剪力滯后；如果不把首層作為嵌固，有會如何？！
老同志：
這是個很好的話題，但要討論得讓人滿意，確實不易?？戳藥滋欤瑳Q定拋磚引玉，有不妥之處，請大家斧正。
我本科也不是工民建（工程力學），后兩個學位才與混凝土沾點邊（抗震和抗風）。剛接觸鋼筋混凝土時，和你一樣有同感。大約二十年前，就心中的疑惑請教了東南大學（當時叫南京工學院）程文?先生，程先生治學極為嚴謹，且善于總結，他幫我總結了幾點，才使我有豁然開朗之感。鋼結構是各向同性材料，本構關系極為簡單，只要掌握強度，穩(wěn)定和構造，剩下的就是受力分析，這恰好是我們的特長。而鋼筋混凝土卻有很大的不同，主要是因為 1，材料力學指標的幾何級變化：鋼筋強度，混凝土抗壓，抗拉強度差一個數(shù)量級。鋼筋的延伸率和混凝土的抗壓，抗拉極限應變差的更遠。2，混凝土力學指標的離散性較大；3，混凝土材料的蠕變性能。
第一個特性決定鋼筋混凝土構件是利用混凝土的抗壓強度和鋼筋的抗拉強度，當有鋼筋的抗拉強度來決定構件的承載力時，因其延伸率很大，而表現(xiàn)出延性破壞特征，反之即為脆性破壞。如抗彎適筋梁和超筋梁，大小偏心受壓。而抗剪構件，在桁架受力模型中，不存在強度正比關系（抗彎盡管也不是嚴格意義上的正比關系，但基本接近正比），而只是雙線性關系，所以，其適筋時的延性也不如抗彎適筋梁，只就是概念設計中的強剪弱彎的由來
第二個離散性較大的特性決定了為了滿足相同的安全度，就需要更大的強度富裕（平均強度與設計強度之比），這一點在七四規(guī)范中反應在安全系數(shù)K中（抗彎 1.4，抗壓，抗剪是 1.55)，新規(guī)范在公式中已經(jīng)不見，但可從背景材料的統(tǒng)計回歸上找到
第三個特性即混凝土的蠕變性能是塑性內(nèi)力重分布的條件之一，正如一位學者所說，合理設計的混凝土結構能按設計者的意圖調(diào)節(jié)其內(nèi)力。帶裂縫工作的構件其塑性鉸不是一點而是一個區(qū)域。
在結構的概念設計中，有一條很重要，是在罕遇地震時，結構不存在強度的富裕而只有抵抗變形能力的好壞之分，即結構都要進入塑性變形階段（或彈塑性階段）。設計時，讓塑性鉸出現(xiàn)在什么地方；讓多少構件適量破壞以吸收地震輸入能量，而地震之后又容易修復；那些關鍵構件是最后防線等等，這才是抗震設計的精髓。根據(jù)這個思路，就不難理解抗震規(guī)范中的許多要求了。比如說，短柱有典型的剪切破壞特征，配箍率和軸壓比直接影響到柱的延性?？蛑Ъ袅Y構因變形過于集中而影響到抗震性能，轉(zhuǎn)換板結構剛度突變最大，在高烈度區(qū)盡量少用。
另，TBSA因其采用七自由度薄壁桿模型分析剪力墻，不能反映剪力滯后效應。同時，由于多了一個強制約束，在轉(zhuǎn)換層及上下各一層將出現(xiàn)很大的誤差，但其總體計算及普通樓層分析還是不錯。首層作為嵌固只是一個假定，只要水平力有交代，嵌固放在那里都行（地下一層或地下二層）。事實上，首層板厚100或500，對建筑物頂點位移影響不超過 5%，我個人覺得沒有必要僅僅為了滿足計算中的簡化模型而要求板厚，但必須了解模型與實際的出入可能會帶來什么不利影響，而在設計中采用相應的補救措施。
我覺得，規(guī)范是“照著做，一般不會出問題的一些要求”。設計中，如果不時考慮一下，如果不遵守這一條文，又會怎樣后，自然會加深對規(guī)范的理解，同時又能大大拓寬設計思路。當然，我不是提倡大家都來突破規(guī)范，超規(guī)范時，還得讓總工拍板
tonybaby：
朱伯龍先生在課堂上一再說起：混凝土她姓‘混’
我想這就是鋼筋混凝土的精髓吧
混’可以理解為無序，就是沒有規(guī)律，現(xiàn)在所有的研究與結論都是在經(jīng)驗的基礎上拍腦袋出來的，包括規(guī)范設計參數(shù)的取舍（參與過規(guī)范編制的人都知道）。可以說我們對混凝土精髓的理解還是‘專家畫鬼’的階段
混’也可以理解為混沌，而混沌是包含了自然界所有規(guī)律和最具有力量的狀態(tài)
她，凝霜臂腕，巧笑倩兮，美目盼兮；她，給人愉悅，創(chuàng)造激情；多少年來就象著名的特洛伊之戰(zhàn)一樣以數(shù)萬人的學術生命為代價在瘋狂地欲獲得她，占有她。但她的力量是無窮的！‘為伊銷得人憔悴’啊；她，像狐仙一樣嫵媚，可望不可及，似真似幻似隱似現(xiàn)。當面對她的時候，每個結構人士都應該低下高貴的頭
但也正是她的‘混’，成就了