鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)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?yàn)槊�運(yùn)中的偶然，快三十了才從其它專業(yè)改行做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。初次接觸時(shí)，覺得只要掌握“計(jì)算+構(gòu)造”，似乎就掌握了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。經(jīng)過幾年設(shè)計(jì)，才覺得當(dāng)年的幼稚和無知。鋼結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)倒容易理解，而鋼筋混凝土卻無法融為貫通，單一構(gòu)件的設(shè)計(jì)或構(gòu)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(shí)驗(yàn)的結(jié)果。結(jié)構(gòu)布置時(shí)，更是“強(qiáng)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(shí)，軸力能提高抗彎能力，卻又要限制軸壓比；二道設(shè)防或多道設(shè)防有無具體指標(biāo)；TBSA和PKPM分析筒中筒時(shí)，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(huì)如何？！
老同志：
這是個(gè)很好的話題，但要討論得讓人滿意，確實(shí)不易�？戳藥滋欤瑳Q定拋磚引玉，有不妥之處，請(qǐng)大家斧正。
我本科也不是工民建（工程力學(xué)），后兩個(gè)學(xué)位才與混凝土沾點(diǎn)邊（抗震和抗風(fēng)）。剛接觸鋼筋混凝土?xí)r，和你一樣有同感。大約二十年前，就心中的疑惑請(qǐng)教了東南大學(xué)（當(dāng)時(shí)叫南京工學(xué)院）程文?先生，程先生治學(xué)極為嚴(yán)謹(jǐn)，且善于總結(jié)，他幫我總結(jié)了幾點(diǎn)，才使我有豁然開朗之感。鋼結(jié)構(gòu)是各向同性材料，本構(gòu)關(guān)系極為簡(jiǎn)單，只要掌握強(qiáng)度，穩(wěn)定和構(gòu)造，剩下的就是受力分析，這恰好是我們的特長(zhǎng)。而鋼筋混凝土卻有很大的不同，主要是因?yàn)?1，材料力學(xué)指標(biāo)的幾何級(jí)變化：鋼筋強(qiáng)度，混凝土抗壓，抗拉強(qiáng)度差一個(gè)數(shù)量級(jí)。鋼筋的延伸率和混凝土的抗壓，抗拉極限應(yīng)變差的更遠(yuǎn)。2，混凝土力學(xué)指標(biāo)的離散性較大；3，混凝土材料的蠕變性能。
第一個(gè)特性決定鋼筋混凝土構(gòu)件是利用混凝土的抗壓強(qiáng)度和鋼筋的抗拉強(qiáng)度，當(dāng)有鋼筋的抗拉強(qiáng)度來決定構(gòu)件的承載力時(shí)，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(gòu)件，在桁架受力模型中，不存在強(qiáng)度正比關(guān)系（抗彎盡管也不是嚴(yán)格意義上的正比關(guān)系，但基本接近正比），而只是雙線性關(guān)系，所以，其適筋時(shí)的延性也不如抗彎適筋梁，只就是概念設(shè)計(jì)中的強(qiáng)剪弱彎的由來
第二個(gè)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(qiáng)度富裕（平均強(qiáng)度與設(shè)計(jì)強(qiáng)度之比），這一點(diǎn)在七四規(guī)范中反應(yīng)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(jì)回歸上找到
第三個(gè)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(xué)者所說，合理設(shè)計(jì)的混凝土結(jié)構(gòu)能按設(shè)計(jì)者的意圖調(diào)節(jié)其內(nèi)力。帶裂縫工作的構(gòu)件其塑性鉸不是一點(diǎn)而是一個(gè)區(qū)域。
在結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)中，有一條很重要，是在罕遇地震時(shí)，結(jié)構(gòu)不存在強(qiáng)度的富裕而只有抵抗變形能力的好壞之分，即結(jié)構(gòu)都要進(jìn)入塑性變形階段（或彈塑性階段）。設(shè)計(jì)時(shí)，讓塑性鉸出現(xiàn)在什么地方；讓多少構(gòu)件適量破壞以吸收地震輸入能量，而地震之后又容易修復(fù)；那些關(guān)鍵構(gòu)件是最后防線等等，這才是抗震設(shè)計(jì)的精髓。根據(jù)這個(gè)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�墻結(jié)構(gòu)因變形過于集中而影響到抗震性能，轉(zhuǎn)換板結(jié)構(gòu)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(yīng)。同時(shí)，由于多了一個(gè)強(qiáng)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(jì)算及普通樓層分析還是不錯(cuò)。首層作為嵌固只是一個(gè)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(shí)上，首層板厚100或500，對(duì)建筑物頂點(diǎn)位移影響不超過 5%，我個(gè)人覺得沒有必要僅僅為了滿足計(jì)算中的簡(jiǎn)化模型而要求板厚，但必須了解模型與實(shí)際的出入可能會(huì)帶來什么不利影響，而在設(shè)計(jì)中采用相應(yīng)的補(bǔ)救措施。
我覺得，規(guī)范是“照著做，一般不會(huì)出問題的一些要求”。設(shè)計(jì)中，如果不時(shí)考慮一下，如果不遵守這一條文，又會(huì)怎樣后，自然會(huì)加深對(duì)規(guī)范的理解，同時(shí)又能大大拓寬設(shè)計(jì)思路。當(dāng)然，我不是提倡大家都來突破規(guī)范，超規(guī)范時(shí)，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(jié)論都是在經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上拍腦袋出來的，包括規(guī)范設(shè)計(jì)參數(shù)的取舍（參與過規(guī)范編制的人都知道）�？梢哉f我們對(duì)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(xué)術(shù)生命為代價(jià)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?jì)趁�，可望不可及，似真似幻似隱似現(xiàn)。當(dāng)面對(duì)她的時(shí)候，每個(gè)結(jié)構(gòu)人士都應(yīng)該低下高貴的頭
但也正是她的‘混’，成就了