讨论一下配筋率对截面刚度和内力计算的影响

引用清华大学周献祥老师的一段话“目前钢筋混凝土结构设计方法的最大缺陷是采用弹性理论进行内力和变形分析，但构件设计时往往采用基于大量试验数据的经验公式，虽然这些经验公式能够反映钢筋混凝土构件的非弹性性能，对构件常规设计来说也是行之有效且简便易行的，但它未能准确反映整体结构的真实受力状况，也造成了在实际工程设计中重构件而轻体系的现象比较普遍。正是因为这些缺陷的存在，分析结构配筋的作用才显得更有实际意义，才更显示出配筋策略的重要性。”

而下面一段话说的很实在，我却觉得对结构技术人员很有启发性：“一般而言，构件内配置一定数量的钢筋后可提高构件的承载力、改变结构破坏模式、改善结构构件的受力性能、通过内力重分布改变结构的传力途径、使构造设计与试验条件和计算条件相一致、分散温度和收缩应力、限制裂缝的发展等作用。”其中对受力这块的说法实际上隐藏了“配筋改变了构件刚度”，“把计算假定实际化”，这个隐藏的东西大家都可以想到，但这个度是多少?是变化的，我们只能说“经验告诉我这样做可以”，“我没有接触到这个，不知道这样行不行”，“我没有做过，我反对这样做，因为我要承担责任，我怕有问题，我认为应该采用保守做法”……有些是保守的，有些却是不愿意思考，把习惯当成真理。

接下来我以曾经碰到的一个方面的问题及对配筋率的作用先起个头，希望大家思考并参与讨论。我认为说的好的，我给予重分奖励，积极参加的也有鼓励分。（呵呵，这个只是我能用到的手段）

本人对空心楼盖技术的学习和研究也有数年，多次有人向我咨询“空心楼板的里面是空的，还能按实际板厚去计算吗？”
于是我这样的疑问：配筋率为1%和配筋率为2%时候构件的刚度是一样的吗？不一样。那么我们实际操作中又是怎么做的呢？我们做框架结构的时候都是以素混凝土构件的刚度去计算的，在计算之前我并不知道要配多少钢筋，因此我都是用素混凝土的弹性刚度作为假定，得出个内力再配筋，材料的强度系数和荷载的分项系数又能使我的结构安全。倘若我要以配筋率来修正各个构件的刚度，那我的结构计算就很难计算了。

再回过头来看，我之所以这样操作，是因为我假定了构件刚度的算法。
于是我又可以这样理解：配筋既然可以改变构件的刚度，那么在配筋达到某个程度时，开裂后的普通构件和等高的空心构件的刚度可能会相等。而这个可能性，在理论上应该能达到。实际中根据我对空心楼盖的工程项目所知，按与实际等厚楼板设计的空心楼板都能达到设计承载力和使用要求；国内一些实验结果也可以验证这一点。
今天先到这里，希望大家对我提出的这个问题和理解展开讨论。


先引一下个讨论的内容：弹性设计方法的软件分析对塑性的考虑，可根据软件的特点和设计要点来讨论。到时候我又可能要谈到空心楼板。

我很久没有发帖讨论了，希望大家积极参与。



补在0621：
很高兴大家的积极讨论，后面很多同仁讨论的很好，引用了“名义应力”，混凝土开裂后，钢筋承担的拉力就是混凝土名义拉应力的和，这个时候构件还是弹性的，如果钢筋还没有屈服的话。直到钢筋达到屈服，但同截面不同配筋率的，达到屈服的荷载条件不同，甚至时间也不同。还会出现屈服靠前和靠后的情况，比如控制内力为水平力为参与时，按现有理论，配筋率大的，可能还没有屈服，小的已经屈服了，随后较大的可能才屈服。9度一级框架节点的验算也算是考虑配筋的影响。 因此即使截面相同，配筋率不同的话，一个可能是弹性，另一个可能不是弹性了，其刚度当然就有所较大。而当前的假定是同时的，这个必定有矛盾的。如果大家一直都在当前弹性假定，同时屈服的条件下，那讨论这个论题可能真的没有太多实际意义。

[ 本帖最后由 ougaogong 于 2010-6-21 16:51 编辑 ]