中国混凝土外加剂网中外加剂DF——11是什么
点击联系发帖人
时间：2017-08-09 23:16
您还不是会员
中华会计网校
当前位置：&&&&&&&&&&>&正文
《建筑工程评估》练习题：混凝土外加剂（11.13）
来源: 字体：
2015年考试已经进入如火如荼的复习阶段，为帮助广大学员顺利备考，中华会计网校精心为大家整理了资产评估师各科目练习题，希望能够提升您的备考效果，您复习得怎么样啦？一起来做题吧！
多选题
下列混凝土外加剂中，能够改善混凝土耐久性的有（ ）。
A.引气剂
B.早强剂
C.抗冻剂
D.防水剂
E.速凝剂
【正确答案】ACD
【答案解析】考查混凝土外加剂的功能，属于专业性较强的题，偏难。
责任编辑：小莹子&img src=&/ce545fde9ff_b.jpg& data-rawwidth=&557& data-rawheight=&440& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&557& data-original=&/ce545fde9ff_r.jpg&&&br&你猜这是什么？&br&&br&这是混凝土里的一朵玫瑰花！&br&&br&事实上，这是电子显微镜下混凝土中 monosulfate (AFm phase, Alumina ferric oxide monosulfate phase)的照片。&br&&br&二十世纪后半叶混凝土业界最伟大的成就之一，就是让混凝土技术成为了一门材料科学，通过材料科学、化学、结构工程、工程力学等领域的科学家、工程师、科研工作者们的不懈努力，我们终于可以用科学的方法来描述、研究、预测、评估混凝土这个非常复杂的材料，混凝土也像高性能陶瓷、高性能合金、高分子聚合物、高性能塑料等等工程材料一样，成为材料科学新的研究对象。&br&&br&在这之前，我们只能靠经验蒙。蒙的结果有时候还可以，但更多的时候是惨不忍睹的。很多混凝土结构十年不到就出问题了，要么钢筋锈蚀，要么碱骨料反应严重，要么表皮全开裂，要么抗渗性能降低到不能接受的地步……为了维修这些出问题的混凝土结构，我们不得不花费大量的人力物力和时间金钱。而且由于基础设施建设的规模一般都比较庞大，很多时候真的是「拆了东墙补西墙」，刚刚修好这边，那边又不行了。&br&&br&仅以美国为例，统计资料显示2004年美国全国用于维修混凝土结构的投资高达200亿美金，而因为混凝土中的钢筋锈蚀造成的拆除、重建、维修、加固等损失更是高达一年1200亿美金。更重要的是，因为总的资金是有限的，把有限的资金用来维修旧的出问题的混凝土结构，意味着就没有钱建造新的混凝土结构了，社会急需的新道路、新桥梁、新水坝很可能会因为资金紧张而无法完工。如果不修旧的，旧的就会出问题，桥会塌，大坝会崩溃；如果修旧的，那就没钱建新的，就无法用基础设施来促进经济发展。进退两难，举步维艰，而这一切的根本原因很可能是因为当初设计建造的不科学。&br&&br&事实上，混凝土工业是全球规模最大的产业之一，是温室气体排放的主要产业之一，也是全球消耗自然资源最多的产业。&b&混凝土是全球产量最大的工业品&/b&，每人每年平均三吨。水泥厂生产水泥的化学反应需要高温，化学反应本身再加上燃料的燃烧，每生产一吨水泥就要释放一吨的二氧化碳，这还是技术比较新、设备比较好的水泥厂；对于那些陈旧的小水泥厂，可能附近整个地区都会是灰蒙蒙的。&br&&br&消耗了这么多的自然资源，排放了这么多的温室气体，顺带着污染了水泥厂周围的环境，最后弄出来一堆用不了十年二十年就会出问题的产品，坏掉了还没地方扔，全变成了建筑垃圾。至少在我看来，这是赤裸裸的对人类的犯罪，是坚决不能接受的。&br&&br&也许你会说，没觉得有那么多混凝土结构十几年就不行了，也没见过坏的不像样子的混凝土结构，为什么呢？因为很多其它原因，你身边的很多混凝土结构不到十几年就已经被拆掉重建了，又一次为GDP的增长做贡献去了。&br&&br&也许你会说，关我什么事儿呢？十几年后的事情十几年以后再说，我先干我这个工程，拿到钱再说。如果您这么想，那我也没办法。但是我知道，那些造三鹿奶粉、苏丹红食品的肯定也是类似的想法。&br&&br&某种意义上，加固维修的巨额花销都是在为当初设计建造时候的错误买单。&b&如果当初工程师们能够蒙的好一点点，就能为现在节省这每年上千亿美金的开支。&/b&显然，蒙是不靠谱的，我们需要比蒙更好的方法。什么是更好的方法呢？不同的人有不同的见解。&br&&br&有的人会杀鸡宰羊，放鞭炮，挑好日子，不让女性朋友下工地，他们认为这样就会避免工程事故，提高工程质量；有的人依靠经验，一切以老把式、老师傅教的为准，以前都是这样干的，所以这次也一样；还有些人会依靠科学，用化学、力学的知识来解释问题，用实验、分析来解决问题。&br&&br&也许这三种办法都可以奏效，但显然它们的成功率和可以达到的上限是不一样的。如果你认为第一种比第三种还要好，显然我们也没有进一步对话的必要了。&br&&br&什么是科学的方法？科学就是以事实为根据，以实践为标准。&br&&br&看不清微观结构？我们就用显微镜，甚至电子扫描显微镜。搞不清水化机理？我们就用纯的C3S、纯的C3A……每一个化学成分都单独测试。搞不清反应的流程？我们就用核磁共振，监控每一个我们感兴趣的反应。&br&&br&不确定长期的抗冻融性能？那就把试件在冰箱里反复冻融好几个月。不确定长期的碱骨料活性？那就在把试件在氢氧化钠溶液里泡两年。不确定长期的硫离子侵蚀？那就把试件在不同的硫离子环境里监控五十年。&br&&img src=&/7d7c3b882a36aedba22dd7_b.jpg& data-rawwidth=&649& data-rawheight=&424& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&649& data-original=&/7d7c3b882a36aedba22dd7_r.jpg&&这是我们混凝土材料课上的一张数据图，&b&注意看横坐标，最大值是45，单位是年&/b&。&br&&br&美国内政部复垦局负责美国西部的水利工程建设，为了解决混凝土水坝抗硫离子侵蚀的问题，他们在二战时展开了这项实验，实验的数据采集一直持续了四十多年。这四十多年的坚持，不仅仅能帮助内政部兴建维护混凝土水坝，更重要的是，它提供了我们对混凝土抗硫离子侵蚀的第一手资料。&br&&br&类似的实验有很多，每一项实验、每一项研究都能推进我们对混凝土材料的认知，都能修正我们的理论。千千万万个这样的研究合在一起，共同构成了我们的混凝土材料科学。&br&&br&根据我们已知的混凝土材料科学，我们甚至已经有了混凝土材料的计算机水化模型。就像工程师设计结构会用 SAP2000、ETABS 或者 PKPM 等软件分析结构的受力性能，不需要真正建造这个结构物，就能在电脑上预测结构的情况，继而优化结构设计；混凝土科学家也有相应的软件，不需要真正的制作混凝土，就能在电脑上模拟混凝土的性能，继而优化混凝土的配比。&br&&br&美国商务部的国家标准技术研究所（NIST）的 VCCTL 软件就是其中之一，VCCTL 是 Virtual Cement and Concrete Testing Laboratory 的缩写。输入你的混凝土配比，比如水灰比、水泥用量、骨料用量等等参数，输入你的水泥的化学成分，输入你的 SCMs 的成分，输入外加剂的种类、剂量，输入环境参数，就可以模拟混凝土的水化反应。你甚至可以输入显微镜照片，直接输入第一手的化学成分信息。&br&&img src=&/f6cb7a4e115fc18639ef71bdca424132_b.jpg& data-rawwidth=&943& data-rawheight=&324& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&943& data-original=&/f6cb7a4e115fc18639ef71bdca424132_r.jpg&&模拟水化反应，得到模拟的水化微观结构，继而输出混凝土的强度、弹性模量、抗渗透性能等等。通过这些分析结果，优化混凝土配比，然后再模拟测试，然后再优化再测试。虽然这不能代替现场实验，但是这可以指明现场实验的方向，而且节省了实际实验的时间和费用。&br&&br&也许你觉得这些不够科学，没错，如果你像谢尔顿那样执着的话，这些的确不像理论物理那么「科学」。但如果你放宽一点标准，混凝土科学绝对跟很多其它「科学」的「科学」程度是一样的。&br&&img src=&/fc94ac37de1db_b.jpg& data-rawwidth=&375& data-rawheight=&500& class=&content_image& width=&375&&&br&这是我老婆贴在家里的一张海报，里面的每一个箭头、每一根线都是好几篇或者好几十篇论文，很多都是 CNS，甚至有一些是诺贝尔奖得主的成果。这是一个很直观的科学的图形化表述，一门科学就是由这些千千万万的点点滴滴组成的。&br&&br&也许你会说，虽然知道这些，但是也没有用处，我们一样治不了癌症，或者，我们一样不能保证高质量的混凝土。没错，&b&科学不是万灵药，伪科学或者反科学才标榜自己是万灵药。&/b&&br&&br&当初火药发明的时候，很多人也觉得没有用处，类似的例子有很多，大刘在《三体》里是这么说的：&br&&blockquote&“想象一个古代的王国，他们的技术也在进步，能为士兵造出更好的刀啊剑啊长矛啊，甚至还有可能造出像机关枪那样连发的弓箭呢，但……”&br&大史若有所思地点点头，“但如果他们不知道物质是由原子、分子组成的，就永远造不出导弹和卫星，科学水平限制着呢。”&/blockquote&&br&有时候，科学不见得比经验或者瞎蒙的效果更好，就像早期的火枪还不如弓弩，但它们有着不一样的未来。因为现在经验比科学更管用，所以就嘲笑和鄙视科学，这显然是没有远见的行为。人类的技术进步，最终还是由辛勤工作的科学家和工程师们共同推进的。&br&&br&如果食品厂都是靠经验蒙着放添加剂，你还敢吃吗？如果汽车厂都是靠经验蒙着造刹车，你还敢开车吗？同样，为什么蒙着造混凝土就是可以接受的呢？&br&&br&现在都这样，不代表这样就是对的。如果继续这样下去，留给我们子孙后代的只会是一堆建筑垃圾和一个千疮百孔的地球。
你猜这是什么？ 这是混凝土里的一朵玫瑰花！ 事实上，这是电子显微镜下混凝土中 monosulfate (AFm phase, Alumina ferric oxide monosulfate phase)的照片。 二十世纪后半叶混凝土业界最伟大的成就之一，就是让混凝土技术成为了一门材料科学，通过材料科学…
&b&我是一个坚定的钢筋混凝土信徒……&/b&&br&&br&的确有很多材料可以替代钢筋混凝土里的钢筋，但都停留在理论层面和科研层面上，目前还没有能够在工程层面上大范围替代钢筋的材料。&br&&br&我能想到的备选材料有这些：&br&&ul&&li&不锈钢（广义上也是钢筋的一种……）&br&&/li&&li&铝合金&br&&/li&&li&玻璃纤维（GFRP）&br&&/li&&li&碳纤维（CFRP）&br&&/li&&li&聚酰胺纤维（凯夫拉）&br&&/li&&li&纤维高性能混凝土（Ductal 等 UHPC）&/li&&li&其它高性能合金材料（形状记忆合金、液态金属……）&/li&&/ul&为什么我觉得这些材料不能替代钢筋呢？我们可以对比一下钢筋和这些备选材料的优缺点：&br&&br&&b&价格&/b&&br&&br&这些备选材料里，即使是看上去最不昂贵的材料——不锈钢，价格也要远远高于普通钢筋。我们实验室去年对比过普通钢绞线和不锈钢钢绞线的价格，做到同样的设计强度，不锈钢的是普通钢材的7倍以上。不锈钢的主要原材料之一是镍，而镍属于国际期货，价格一直飘忽不定，这对于大型的、长期的工程建设是极为不利的。尽管现在有了镍含量尽可能少的 Duplex 不锈钢，但是价格仍然远高于普通钢材。&br&&br&至于碳纤维这些材料，那就更不用说了，虽然不像汽车、航空航天工业那样需要用纤维体积比至少50%以上的材料，但是即使是应用在土木工程里纤维体积比在10%到40%左右的纤维材料，价格依然很昂贵。你去看看那些碳纤维车身的跑车的价格，就知道这是什么样的材料了……&br&&br&&b&热胀冷缩&/b&&br&&br&既然要用到混凝土里，就必须要跟混凝土有类似的热膨胀系数，这样两种材料才能一起热胀冷缩，否则一个热胀的程度很厉害，一个热胀的程度没那么厉害，两者之间就会产生温度裂缝，进而影响力学性能。&br&&br&以10的-6次方应变每摄氏度作为单位，混凝土的热膨胀系数为10.8左右，而钢筋为11.7，非常接近，所以我们说钢筋和混凝土是天作地设的一对好基友。&br&&br&再看看铝合金，高达23.1，是混凝土的两倍还多；玻璃纤维是2.8，又明显小于混凝土；碳纤维和凯夫拉的甚至是负值，也就是说它们甚至是「热缩冷胀」的。&br&&br&&b&耐久性能&/b&&br&&br&虽然普通钢筋会有各种各样的耐久性问题，比如混凝土碳化、氯离子侵蚀等等，但是总体而言，混凝土配比合理、保护层足够的钢筋混凝土结构，其实是有着相当优秀的耐久性能的。混凝土的强碱性环境会在钢筋表面形成钝化膜，对钢筋起到了很好的保护作用。Again，天作地设的好基友……&br&&br&对比其它备选材料：首当其冲的就是玻璃纤维，大多数玻璃纤维会跟强碱性的混凝土发生化学反应，所以不能直接接触混凝土，虽然有专门特制的 AR 玻璃纤维，也就是 alkali resistance 的，但是成本也会上去；碳纤维会跟钢材发生电化学反应，不能直接接触钢材表面，如果混凝土中有钢材预埋件或者其它钢筋，这也是个问题；聚酰胺纤维就更娇贵了，会吸收水分，还怕阳光直晒……&br&&br&&b&加工性能&/b&&br&&br&在我看来，这其实是最突出的问题。施工现场从来都不是「轻拿轻放」的地方，叉车随便叉，东西随便扔。FRP 这些纤维材料就显得太娇贵了，怕冲击荷载、怕摔、怕砸，有的还怕水、怕阳光，工人师傅不小心掉一把锤子，都能把这些材料砸坏。&br&&br&虽然这个理由看上去很可笑，但现实就是如此。举个例子，环氧树脂涂层的钢筋，在纸面上看上去性能很好，尤其是耐久性能，但事实上工程实践下来反而更差，因为现场的磕磕碰碰在所难免，树脂涂层在浇筑混凝土之前就已经有了一个个砸破或者蹭破的裂口，导致涂层失去了存在的意义。另外的一个例子就是用碳纤维布加固混凝土结构，看上去很好，但如果有人手贱用刀子或者铁丝之类的东西在上面乱划……你永远都不知道为什么有人会突然抽风来这么一下子……&br&&br&对于普通钢筋而言，加工起来非常容易。且不说有很多专业的加工钢筋的机器，即使是在施工现场，截断、弯曲钢筋也是分分钟的事。horizontal band saw、便携电锯、液压钳、气割……都可以很容易的切断钢筋；没有专门的仪器，用台钳夹住，然后套上钢管，徒手就能把不太粗的钢筋掰弯；对于各种特殊的预埋件，现场可以很方便的电焊。&br&&img src=&/ae1f4e24f4f12de580f0e6_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&427& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&/ae1f4e24f4f12de580f0e6_r.jpg&&比如我在实验室就可以用这种锯随时切割钢筋，#7或者#8的粗钢筋，一般二三十秒就能搞定。&br&&br&对于不锈钢而言，加工相对就困难了一点，对于FRP材料，那就完全是另一码事了。要切割FRP，你要有通风环境，要戴防尘面具，还要考虑工人师傅的健康问题……&br&&br&当然，我不是说这些新材料一无是处。相反，它们是非常非常好的结构材料，在结构维修、加固方面有着得天独厚的优势。但是，在新建工程项目中用这些材料大范围的替代钢筋，除了某些特殊环境下的工程项目，比如海边严苛环境或者核电站等等，对于大多数普通工程，我实在想不出优势何在。
我是一个坚定的钢筋混凝土信徒…… 的确有很多材料可以替代钢筋混凝土里的钢筋，但都停留在理论层面和科研层面上，目前还没有能够在工程层面上大范围替代钢筋的材料。 我能想到的备选材料有这些： 不锈钢（广义上也是钢筋的一种……） 铝合金 玻璃纤维（GFR…
1、水下浇筑混凝土的意思是在水平面以下浇筑混凝土，而非真的往水里面浇混凝土。&br&&br&&br&2、暂且不谈港珠澳大桥，水下混凝土浇筑，都是要采取措施隔绝海水（围堰，沉箱，沉管，混凝土灌注排水等）后，在空气中浇筑混凝土。且不说什么腐蚀的问题，往水里灌混凝土，水灰比就控制不住，瞬间就没强度了。如果采用混凝土排水，这部分混凝土是要废掉的。&br&&br&3、港珠澳大桥除了现场浇筑混凝土外，大量的桥墩是在岸上预制，然后到桥址所在地拼装的。&br&&img src=&/388d774c0cdb3ce6e7826cad7d6d3afe_b.jpg& data-rawwidth=&2730& data-rawheight=&1536& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2730& data-original=&/388d774c0cdb3ce6e7826cad7d6d3afe_r.jpg&&&br&&img src=&/eecf95b81_b.jpg& data-rawwidth=&2730& data-rawheight=&1536& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2730& data-original=&/eecf95b81_r.jpg&&&img src=&/f20edebd7b54f6a4a1af7bedb84d9cff_b.jpg& data-rawwidth=&2730& data-rawheight=&1536& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2730& data-original=&/f20edebd7b54f6a4a1af7bedb84d9cff_r.jpg&&&br&&br&4、海上使用的混凝土与一般的建筑混凝土比，是有差别的，但不是题主所理解的差别。海上使用的混凝土，我们称之为海工混凝土。&br&&br&海工混凝土除强度和拌合物的和易性应满足设计、施工要求外，尚应具有所需的抗渗性、抗冻性、抗蚀性、防止钢筋锈蚀和抵抗冰凌撞击的性能。&br&&br&此外钢筋也要做特殊的防护。&br&&img src=&/783ee14dc9fcf5cdb5e0ad_b.jpg& data-rawwidth=&2730& data-rawheight=&1536& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2730& data-original=&/783ee14dc9fcf5cdb5e0ad_r.jpg&&
1、水下浇筑混凝土的意思是在水平面以下浇筑混凝土，而非真的往水里面浇混凝土。 2、暂且不谈港珠澳大桥，水下混凝土浇筑，都是要采取措施隔绝海水（围堰，沉箱，沉管，混凝土灌注排水等）后，在空气中浇筑混凝土。且不说什么腐蚀的问题，往水里灌混凝土，…
被邀请回答的第四个问题了，谢谢。你的说法与我四年本科，七年工作经验基本是相符的，但并不是以上答案所说的这些，关于这个我是有好多想交流的，只是看看其他回答的人，顿时觉得也没什么心情了。加上前面的好些答案，纵然得票最高，就因为不喜欢摆谱，不想引两篇英文，就挤到下面，所以贱贱觉得知乎不是我们这些干一线的人呆的地方。留给博士生装逼吧。&br&但觉得题主能有这样的思考，也是我辈同道中人，我分享一些我的思考。&br&什么是经验呢，你奶奶跟你讲大屁股的女生好生养，这就叫经验。一听经验，就觉得好LOW，主要因为这是个需要包装的社会，你换个说法，比如叫大数定理，正态分布，标准差，卡方分布，泊松分布，回归方程，回归系数，听起来是不是心情就会好一点。&br&其实我们现行的《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2011)做为我们这个行业最基本的标准之一，就是经验的集合，里面有大量的表，哪个不是参编单位大量试验总结的经验，因为我们公司也是参编单位之一，十分明白是怎么操作的。只是当我们把这里面的过程抽掉，给你一个编好的标准时，你看到就觉得好神秘，实际就是大量试验结果，用统计学检验，符合正态分布后，回归出大量的系数，方便大家使用而已。这是许许多多人劳动的结果，然后总结，最后得出一句话，说出来你觉得他是蒙，其实他背后的辛苦你可能了解。&br&最后我想说说，与牛顿三大定律，爱因斯坦质能方程这种达到美学级的科学相比，统计学的确还破漏不堪，数学逻辑不如以上那些那么严密，但对于混凝土要求的精确级别来说，经济性是最合理的，如果什么都要等严密的数学模型架构好了，原材料的每一时刻的作用机理都搞明白再来生产，你现在还在窑洞里坐着呢。&br&去年因为我们这边原材料的原因。混凝土泵送性能很差，我曾经想过去寻求流体力学的原理，期望能得到根本的解决，后来发现这种固，液，气的三相流体湍流方程之复杂，就是三百年前有人提出，聚合三百年这行业精英（想想吃流体力学这碗饭的都是造跑车，飞机的，就能知道他们很厉害）之力，都还是算个勉强，但凡不想蒙，难度可想而知。所以我们这行业不得不依赖统计学，。然后再被换个个土点的名字，叫经验，心情一下子就不好了。&br&以上，谢谢。&br&&br&&br&&br&&br&&br&&br&一小心，发现自己被排名第一的作者给屏壁了，呵呵，希望不是我在他另一个回答里说他遇到的甲方都是流口水的。不过还是挺好玩。自嘲一下。嘴贱总是容易没朋友。但最终我还是干不过喜欢看有电子显微镜的。呵呵……也挺好，至少大家还愿意相信科学。虽然判断哪个为科学的标准，主要还是看哪个里面的英文多些。&br&&br&&br&&br&&br&&br&挺谢谢大家为我点赞的。其实如果我不是这个专业的，我要是看了一篇陌生领域专业的文章，我也会倾向于向一个标识更专业，文章里有彩图，内容有情怀的人点赞的。&br&大家愿意为我点个赞，证明大家是敢于直面我们这一行业中的许多不足的。那我们就能一起去寻找出路。不断完善。猪小宝的答案的确是比我更有情怀的。只是由于有点像孟夫子那样咄咄逼人人。所以我是有点不能认同的。&br&这世界的确是一堆不完美的东西，但我们不能因为他不完美而就否定他的价值，就像爱因斯坦的出现证明牛顿是错的，但我们不能因此就说牛顿的出现没有意义。只可惜可能我在一篇他为甲方翻案的答案里，说他遇到的甲方都是流口水的。被他屏遮了（呵呵，为我的嘴贱道歉）也没法跟他说了。不过各自保留意见的自由，这就挺好。&br&希望他早点能改变我们这靠经验的行业，其实这一百多年来，因为没有好方法浪费掉的资源的确是挺多的。但怎么说呢，我们不能因为这个世界不完美，就干脆死掉吧。我们至少要给自己一个机会。
被邀请回答的第四个问题了，谢谢。你的说法与我四年本科，七年工作经验基本是相符的，但并不是以上答案所说的这些，关于这个我是有好多想交流的，只是看看其他回答的人，顿时觉得也没什么心情了。加上前面的好些答案，纵然得票最高，就因为不喜欢摆谱，不想…
谢邀。&br&&br&如果突然之间，所有的混凝土都没了，只剩下钢筋，钢筋混凝土结构的受力性能会怎么样？&br&&br&&img src=&/105abc6cb704c_b.jpg& data-rawwidth=&313& data-rawheight=&500& class=&content_image& width=&313&&桥墩一下就变这样了。&br&&br&&img src=&/df70acec1_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&313& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&/df70acec1_r.jpg&&挡土墙瞬间变这样。&br&&br&&img src=&/312e063f784e8317fbaf9_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&334& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&/312e063f784e8317fbaf9_r.jpg&&桥面板变成了这个样子。&br&&br&&img src=&/c7e10e6eb8ab58b2a7a71b_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&375& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&/c7e10e6eb8ab58b2a7a71b_r.jpg&&柱子成了这样的。&br&&br&&img src=&/cd384ffaa9_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&375& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&/cd384ffaa9_r.jpg&&基础底板变成了这样。&br&&br&首先，这些钢筋混凝土结构的功能肯定都丧失了。没有了混凝土，也就没有了依附其上的沥青什么的，我不敢想象汽车直接行驶在钢筋笼子上面的样子。没有了混凝土，建筑物的楼板也变成了钢筋网，隔音、保温都是空谈，防水更是无从谈起，连家具都没地方放，桌子腿直接就掉进钢筋网里了。很多时候，混凝土所起到的并不仅仅是结构作用，顺带着还有别的很重要的功能性的作用。&br&&br&其次，如果这些功能性的问题我们都不考虑，只考虑受力性能的话，那么我们就又得分开来考虑了。比如说，混凝土都没了，但我铺上木板代替楼板、铺上钢板来代替桥面板，维持功能性的作用。这个时候，这些钢筋骨架还能维持原来的「强度」吗？&br&&br&「强度」strength 这个词含义很模糊，更多的时候可能是指材料本身的性质。对于结构来说，我们可以用「承载力」来定义，也就是 load capacity。对于承载力而言，我们既要考虑构件层面的承载力，也要衡量体系层面的承载力。&br&&br&对构件层面而言，混凝土构件的抗拉、抗扭承载能力基本不考虑混凝土的作用，完全由钢筋承担，看上去几乎不受影响。但是要注意的是，虽然计算中不考虑混凝土的作用，但实际上钢筋的搭接绑扎需要混凝土的握裹，否则不能可靠的传递拉力。所以实际上的抗拉能力会大幅下降。但如果钢筋全部采用机械连接或者焊接，对抗拉能力的影响会小一些。抗扭能力的来源是纵筋和箍筋抗拉、混凝土抗压组成的立体桁架，失去混凝土，对抗扭的影响可能会比较大。&br&&br&对于抗压能力而言，混凝土承担了大多数份额的压力，失去混凝土之后，变成只有钢筋自身的受压承载力，所以会大幅下降。另外，失去混凝土的约束，受压钢筋可能会发生失稳，也就是 buckling，受压承载力会进一步下降。但是，对于一般的建筑结构而言，自身重力引起的压力占了很大的比例，而混凝土是自身重力的大头，如果混凝土都没了，自身重力大幅下降，导致构件里的压力也会下降。也就是说，抗压能力变小了，但是需要承担的压力也变小了。对于工业建筑、桥梁等而言，自身重力占压力的比例较小，所以对承载力的削弱更明显，因为能力大幅消减，但是需要承载的压力减少的并不多。&br&&br&&img src=&/8b1adeebf872dffb64e379ecea8e5ce0_b.jpg& data-rawwidth=&488& data-rawheight=&517& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&488& data-original=&/8b1adeebf872dffb64e379ecea8e5ce0_r.jpg&&抗剪能力相对要复杂一些。从上图抗剪承载力的来源来看，看上去钢筋的承载力 Vs 占了一大半，混凝土提供的承载力 Vcy 占了一小半。如果去掉混凝土，还能剩下占总数一多半的 Vs。但事实上，跟抗扭类似，抗剪时钢筋和混凝土这两者是共同作用的，类似一个桁架，混凝土是斜向受压腹杆，上下纵筋是上下弦杆，箍筋是竖向受拉腹杆。如果去掉斜向压杆，桁架就不复存在了，受剪承载力也剧烈下降。&br&&br&最后是抗弯能力。钢筋混凝土构件抗弯的极限承载力，靠的是钢筋受拉和混凝土受压。如果没有混凝土，压力只能由受压区的钢筋承担。对于对称配筋的柱子可能影响不大，但也存在压筋屈曲失稳的问题。对于绝大多数梁来说，一般受压区的钢筋要远小于受拉区，所以抗弯能力会下降许多。另外，没有了混凝土，受压钢筋、受拉钢筋的位置只能靠箍筋来固定，很可能会发生错位、移动，导致内力臂减小，进一步削弱抗弯承载力。&br&&br&看完了构件层面的承载力，接下来该看体系层面的承载力了。对于大多数现浇混凝土结构而言，失去了混凝土，节点的承载力大打折扣，甚至可能形同虚设。框架梁柱节点不能可靠的分配、传递弯矩，整个体系的受力性能也会大受影响。&br&&br&对于预制混凝土结构，比如很多公路桥梁、工业建筑等等，支座、节点等等很多也都要靠混凝土承压、锚固，所以失去混凝土同样会极大的削弱节点承载力，整个装配式结构散架成一堆摇摇欲坠的钢筋。&br&&br&另外，我们讨论的只是承载能力，或者说 strength。对于结构来说，strength 并不是全部，我们还需要足够的 stiffness 刚度和 stability 稳定性。失去了混凝土，抗侧刚度会大幅下降，整体抗侧性能会发生天翻地覆的变化。钢筋混凝土楼板因为没有了混凝土，面内刚度大大降低，无法起到刚性隔板的作用，刚性楼板的假定不再成立，侧向水平力的分配也会发生很大的变化。有些结构，比如地下车库等等，需要靠自重来平衡地下水的浮力，失去了混凝土，可能就会失去平衡，甚至会整体或者局部上浮。&br&&br&事实上，如果一定要去掉混凝土的话，部分早期的型钢混凝土结构是不考虑混凝土部分的结构性能的。也就是说，在这些结构里，混凝土仅仅作为钢结构的面层，起到防火、防锈的作用。后来，大家觉得反正要用混凝土，干嘛不利用一下混凝土的结构性能呢，岂不是可以大大提高效能。所以现在的大多数型钢混凝土结构，混凝土依然起着结构作用。跟钢筋混凝土结构一样，去掉混凝土，型钢混凝土结构的结构性能依然会大受影响。&br&&br&型钢混凝土结构虽然比钢筋混凝土贵，优点也很明显。型钢混凝土的型钢骨架可以独立承担结构自重和施工荷载，施工过程不需要太多的临时支撑，自身的型钢骨架就可以作为施工支撑，因此施工进度大大加快，所需要的工作量也大大减小。等混凝土凝固、强度形成之后，型钢骨架和混凝土部分共同承担结构活载。由于这种结构减少了施工时间和施工工作量，对于时间就是金钱的投资项目、人工费用高昂的地区都是很大的利好。也就是说，在型钢混凝土结构里，混凝土在凝固之前起不到任何结构作用，没有任何强度，这些未凝固的混凝土的重量都由型钢骨架承担。等到混凝土凝固之后，整个结构变成最终的型钢加混凝土的合体，共同承担除了自重之外的荷载，比如家具、人、设备、风、地震等等。&br&&br&图片来源：&br&&a href=&///?target=https%3A///photos/peterkaminski//in/photostream/& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&https://www.&/span&&span class=&visible&&/photos/peter&/span&&span class=&invisible&&kaminski//in/photostream/&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&a href=&///?target=http%3A//www.friends4expo.org/westla.htm& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&West L.A. construction&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&a href=&///?target=http%3A//www.friends4expo.org/palms.htm& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Palms construction&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&a href=&///?target=http%3A///2010/12/arch-ribs-photo-story-part-3-of-4.html& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&&/span&&span class=&invisible&&/2010/12/arch-ribs-photo-story-part-3-of-4.html&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&a href=&///?target=http%3A///category/foundations/page/2/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Wind farms construction · Foundations&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&Reinforced Concrete: Mechanics and Design, James K. Wight, James G MacGregor,
谢邀。 如果突然之间，所有的混凝土都没了，只剩下钢筋，钢筋混凝土结构的受力性能会怎么样？ 桥墩一下就变这样了。 挡土墙瞬间变这样。 桥面板变成了这个样子。 柱子成了这样的。 基础底板变成了这样。 首先，这些钢筋混凝土结构的功能肯定都丧失了。没有…
介绍一个最近新学的方法。&br&3D打印水/柠檬烯（limonene）溶解材料做模具进行浇筑。&br&&br&把这种浇筑方式的最大优点提前说一下：&br&如果浇筑的技术好，可以做任何形式。做过浇筑的人都明白，浇筑完成是需要脱模的，就是把模具取下来。这种溶解材料做的模具，脱模就是融化，并不需要把模具分成几块并且设计如何拆下来，所以可以做任何形式。&br&&br&我是用这货3D打印的&br&&a href=&///?target=http%3A///shop/assembled-simple-metal/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Assembled Printrbot Simple&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&国内也有类似的产品，价格见官网，有相关才能也可以考虑二手或者自己组。&br&&img src=&/3b4e79f6a86e63c4f1ad096b0e29e65b_b.jpg& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1080& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&/3b4e79f6a86e63c4f1ad096b0e29e65b_r.jpg&&&br&&br&打印材料是&br&&a href=&///?target=https%3A///dissolvable-filament.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Dissolvable Filament&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&这个是柠檬烯溶解材料，大概长这样&br&&img src=&/684cd11b015c07ab04edbf3_b.jpg& data-rawwidth=&3264& data-rawheight=&2448& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3264& data-original=&/684cd11b015c07ab04edbf3_r.jpg&&&br&&br&我用的MODO建模，比较快，但是用Rhino出Mesh也可&br&&br&打印过程因为打印机没有买加热板，模型一直冷缩变形底部翘起来，我用了大量的胶枪。。。&br&&img src=&/aae3c65ef46_b.jpg& data-rawwidth=&3264& data-rawheight=&2448& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3264& data-original=&/aae3c65ef46_r.jpg&&浇筑材料用的ROCKITE，长这样&br&&img src=&/e358cb24697aba1b3107397acd831c23_b.jpg& data-rawwidth=&3264& data-rawheight=&2448& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3264& data-original=&/e358cb24697aba1b3107397acd831c23_r.jpg&&乐高比例人，我买的这么小的还要8刀，挺贵。。。求推荐其他品牌&br&&br&这个水泥：水 重量比 用1：3（没记错的话是这样的。。。），搅拌2分钟，快速倒入模具，说是15分钟干，我还是等了一天&br&&br&打印结果，一边是浇了一边没有&br&&img src=&/ac196e0ec640af673186_b.jpg& data-rawwidth=&3264& data-rawheight=&2448& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3264& data-original=&/ac196e0ec640af673186_r.jpg&&&br&&br&&img src=&/c6dfba66af_b.jpg& data-rawwidth=&3264& data-rawheight=&2448& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3264& data-original=&/c6dfba66af_r.jpg&&然后放在柠檬烯（limonene）里溶解三天左右，操作的时候要戴手套没有拍照，大概是这样&br&&img src=&/ccb419eb83a57c297a8d60e_b.jpg& data-rawwidth=&960& data-rawheight=&960& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&960& data-original=&/ccb419eb83a57c297a8d60e_r.jpg&&（盗了同学的图，手套眼睛口罩非常标准的装备因为这货很难闻，脸包成这样我就不打码了）&br&&br&最后融化模具后的成品&br&&img src=&/b602c059fcf8f260a44e5e3b_b.jpg& data-rawwidth=&960& data-rawheight=&960& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&960& data-original=&/b602c059fcf8f260a44e5e3b_r.jpg&&仍然是盗了同学的图(颜色比较深的两块是水泥浇筑，比较浅的那块是粉末3D打印的)，自己做的没有搞完当时凑合着竟然就上去讲了。。。&br&&br&这样浇筑可以看到3D打印的纹理，我挺喜欢&br&&img src=&/6aba1fee8d9e_b.jpg& data-rawwidth=&1049& data-rawheight=&1521& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1049& data-original=&/6aba1fee8d9e_r.jpg&&&br&另外有一种水解的打印材料，我这次没有使用，可以自己查一下，估计溶解的慢些，但是使用过程类似。&br&&br&&br&&br&我自己的一些观点：&br&&br&好处：&br&&br&1.因为不需要脱模，如果浇筑的技术好，可以做任何形式。（技术不好容易有气泡，记得慢慢浇，不断敲打模具）&br&&br&2.没有接缝（也是不需要脱模），如果操作好模型看着还是比较完美的&br&&br&3.模具制作相对简单&br&&br&&br&缺点：&br&&br&1. 尺寸很受打印机限制，一般只有20cmX20cm左右&br&&br&2. 模具打印过程需要注意粘牢，或者给打印机买个加热板&br&&br&3. 表面有纹理，并不平滑。有些奇怪的空间容易有气泡。。。一定要注意好好浇不要有气泡。&br&&br&4. 模具不能重复利用&br&&br&&br&这种思维也可以引申出一些模具制作方式。&br&&br&1. 用激光切割机（laser cutter）切割板材，一层一层粘出模具，相当于把模具用Contour的形式做出来。软件建议学习AutoDesk的123DMake。建议用木材并且尽量把模具外围体积制作的大一些，防止浇筑后模具变形。这种方式需要设计脱模方式。&br&&br&2. CNC精雕模具，很多人做过，不多说。需要脱模。&br&&br&3. 同学做过3D打印陶土做模具浇筑。因为3D打印陶土的打印机只能连续打印，而且不太能悬挑，纹理更明显，个人认为用途范围偏小。但是陶土的耐热性很好，可以做金属浇筑，很酷。模具制作前需要先把陶土模具烧制坚固。脱模方式就是暴力把陶瓷部分敲碎。&br&提起金属浇筑，分享一个最近看到的很酷的浇筑。&a href=&///?target=http%3A///here-s-what-happens-when-you-pour-molten-aluminium-into-a-tank-full-of-water-polymer-beads& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Here's what happens when you pour molten aluminium into a tank of water polymer beads&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&br&4. 如果有条件可以用粉末3D打印机做模具浇筑，我猜效果应该也不错，还没试过。我猜测这货是粉末3D打印浇筑的&br&&img src=&/da6518cfd83b39d0945d29aceb905f65_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&341& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&/da6518cfd83b39d0945d29aceb905f65_r.jpg&&&br&5. 3D打印普通PLA做模具浇筑。朋友试过，很靠谱。因为模具是塑料的，相对于混凝土熔点低很多。。。简单加热后并不需要融化就可以脱离。注意要喷脱模剂，没有试过不好推荐。这种方式同样需要设计脱模方式。&br&&br&&br&多说一句无关的。3D打印后还要进行浇筑，听起来很多余，其实是因为，能够3D打印的材料一般强度不能满足产品级别，而浇筑提供了更多材料的可能性。&br&&br&暂时就这些。
介绍一个最近新学的方法。 3D打印水/柠檬烯（limonene）溶解材料做模具进行浇筑。 把这种浇筑方式的最大优点提前说一下： 如果浇筑的技术好，可以做任何形式。做过浇筑的人都明白，浇筑完成是需要脱模的，就是把模具取下来。这种溶解材料做的模具，脱模就是…
我有照片，我们实验室保罗同学的试件，两年前放到萨凡纳河入海的地方，上个月刚捞出来运回实验室。&br&&br&我怕把你们的密集恐惧症给勾起来…&br&&br&3月28日更新：&br&&br&&b&你们舍得死，我就舍得埋。&/b&&br&&br&&br&给你们最后一次机会，有密集恐惧症的赶紧自己关掉页面。&br&&br&&br&&br&&br&&br&&br&&br&&br&&br&&br&&br&&br&&br&&br&&br&&img src=&/8dd254fbcadf1583017bcfb_b.jpg& data-rawwidth=&700& data-rawheight=&525& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&700& data-original=&/8dd254fbcadf1583017bcfb_r.jpg&&&img src=&/f7b92bddf218ab585be966_b.jpg& data-rawwidth=&525& data-rawheight=&700& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&525& data-original=&/f7b92bddf218ab585be966_r.jpg&&&img src=&/fb0a8eaec6ee72e4d2bbe_b.jpg& data-rawwidth=&525& data-rawheight=&700& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&525& data-original=&/fb0a8eaec6ee72e4d2bbe_r.jpg&&&img src=&/4b5412385dfbbddbd83ec9_b.jpg& data-rawwidth=&700& data-rawheight=&525& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&700& data-original=&/4b5412385dfbbddbd83ec9_r.jpg&&&br&谁还想要更多？
我有照片，我们实验室保罗同学的试件，两年前放到萨凡纳河入海的地方，上个月刚捞出来运回实验室。 我怕把你们的密集恐惧症给勾起来… 3月28日更新： 你们舍得死，我就舍得埋。 给你们最后一次机会，有密集恐惧症的赶紧自己关掉页面。 谁还想要更多？
&b&为什么钢筋混凝土梁里的钢筋不能太多？难道钢筋不应该越多越好吗？为什么钢筋太多了反而不好呢？&/b&&br&&br&我也觉得这个问题很好，我相信这也是很多同学的疑问，可能很多感兴趣的外行也有这样的疑问。本来我就想写在专栏里的，既然有这个问题了，就写在这里吧。&b&话说我这是免费给大家当助教的节奏么？&br&&/b&&br&我最爱栗子了，工科嘛，不用算例只用语言怎么说的清楚呢。让我们举个栗子吧，原谅我用英制单位的栗子，因为改成公制单位的工作量太大了。其实原理一样的，不碍事。&br&&br&一根混凝土简支梁，跨中承受集中荷载。我们假设简支梁的跨度是200英寸，截面高度是18英寸，截面宽度是16英寸。排除其它条件的干扰，我们采用单筋截面，钢筋中心线到受压边缘的距离 d 也相同，取为15.5英寸。混凝土强度 4 ksi，钢筋强度 60 ksi。&br&&img src=&/10aa17e8a81fd0dfa3cb0a_b.jpg& data-rawwidth=&300& data-rawheight=&279& class=&content_image& width=&300&&为了比较梁受弯承载力随钢筋面积的变化，我们考虑四种情况，钢筋面积分别为2平方英寸、4平方英寸、6平方英寸、8平方英寸。实际配筋面积不太可能全是这样的整数，我们只是为了计算和比较方便。&br&&br&首先，我们明确一点。&b&什么叫破坏？钢筋混凝土梁破坏，等于混凝土压应变达到极限压应变&/b&。ACI 规范里极限压应变是0.003，中国规范是0.0033，我们在下面的例子里采用0.003。&br&&br&&b&&u&第一阶段：开始加载到混凝土开裂&/u&&/b&&br&&br&我们逐渐加载，到某一个临界点，受拉侧的混凝土开裂。这一临界点我们用 cr（cracking）表示。&br&&br&分析也很简单，大家都会，按照弹性模量的比例把钢筋换算为等价的混凝土面积。此时，钢筋混凝土截面变成了均一材料构成的截面，符合材料力学的各种简化理论。&br&&img src=&/67dae7e49ecd9b_b.jpg& data-rawwidth=&700& data-rawheight=&228& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&700& data-original=&/67dae7e49ecd9b_r.jpg&&混凝土开裂的标准是混凝土拉应力达到开裂应力 fr。对于同一种强度等级的混凝土，fr 是一个定值，可以近似用&img src=&///equation?tex=7.5%5Clambda+%5Csqrt%7Bf_%7Bc%7D%5E%7B%27%7D+%7D+& alt=&7.5\lambda \sqrt{f_{c}^{'} } & eeimg=&1&& 来计算。所以，混凝土的开裂拉应变也是一个定值，等于这个开裂应力除以弹性模量，&img src=&///equation?tex=%5Cepsilon_%7Bcr%7D%3D%5Cfrac%7Bf_%7Br%7D%7D%7BE_%7Bc%7D%7D+& alt=&\epsilon_{cr}=\frac{f_{r}}{E_{c}} & eeimg=&1&&。对于强度 4 ksi 的混凝土来说，这个开裂拉应变等于0.0001316。&br&&br&对于我们这四种不同配筋的截面，开裂分析结果如下：&br&&ul&&li&钢筋面积 2 in^2，中性轴距截面上侧的距离 c=9.303 in，开裂弯矩 455.069 k-in，开裂曲率15.129*10^-6 rad/in，混凝土压应变 0.0001408&/li&&li&钢筋面积 4 in^2，中性轴距截面上侧的距离 c=9.579 in，开裂弯矩 499.109 k-in，开裂曲率15.626*10^-6 rad/in，混凝土压应变 0.0001497&/li&&li&钢筋面积 6 in^2，中性轴距截面上侧的距离 c=9.832 in，开裂弯矩 541.999 k-in，开裂曲率16.109*10^-6 rad/in，混凝土压应变 0.0001584&/li&&li&钢筋面积 8 in^2，中性轴距截面上侧的距离 c=10.064 in，开裂弯矩 583.784 k-in，开裂曲率16.579*10^-6 rad/in，混凝土压应变 0.0001669&/li&&/ul&&img src=&/fa7a3aab19a9e432ba92c4a9_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&242& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&/fa7a3aab19a9e432ba92c4a9_r.jpg&&看，混凝土开裂的时候，混凝土压应变只有 0.00015 左右，离 0.003 还远着呢。所以，钢筋混凝土在从 0.00015 到 0.003 的漫长余生里都是带裂缝工作的。这也是大家常说的混凝土如果不开裂，钢筋基本不起作用。&br&&img src=&/9d7b190af_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&321& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&/9d7b190af_r.jpg&&对于这根简支梁，我们现在知道了跨中弯矩和跨中截面的曲率，问：能不能算出跨中集中力和跨中竖向位移？能不能？说不能的同学，请认真复习功课。&br&&ul&&li&钢筋面积 2 in^2，混凝土开裂时的集中力 9.10 kip，跨中竖向位移 0.050 in&/li&&li&钢筋面积 4 in^2，混凝土开裂时的集中力 9.98 kip，跨中竖向位移 0.052 in&/li&&li&钢筋面积 6 in^2，混凝土开裂时的集中力 10.84 kip，跨中竖向位移 0.054 in&/li&&li&钢筋面积 8 in^2，混凝土开裂时的集中力 11.68 kip，跨中竖向位移 0.055 in&/li&&/ul&从这个结果我们也能得到一个额外收获，那就是如果为了控制裂缝和挠度，加钢筋几乎是没有用的。从2平方英寸到8平方英寸，钢筋面积翻了两番，开裂时的挠度反而更大了。&br&&img src=&/e1d083ed0d62d80ada13_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&485& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&/e1d083ed0d62d80ada13_r.jpg&&这是集中力和竖向位移的图形，四根梁的颜色分别为黑色、蓝色、绿色和红色。虽然钢筋面积相差很大，但是，直到混凝土开裂之前，总体上没有大的区别。&br&&br&&b&&u&第二阶段：混凝土开裂到钢筋屈服&/u&&/b&&br&&br&混凝土开裂之后，我们继续加载，此时混凝土裂缝逐渐向上发展，混凝土受压区变小。拉力从开裂掉的混凝土身上转移到钢筋身上，钢筋拉力逐渐加大。到某一个时刻，钢筋达到屈服强度。这一个临界点我们用 y（yielding） 表示。&br&&br&判断屈服极限点的标准就是钢筋达到屈服强度，因为我们用的是同一种钢筋，所以其实也就是钢筋达到屈服拉应变。也就是说，钢筋的屈服拉应变是一个定值，&img src=&///equation?tex=%5Cepsilon_%7By%7D%3D%5Cfrac%7Bf_%7By%7D%7D%7BE_%7Bs%7D%7D+& alt=&\epsilon_{y}=\frac{f_{y}}{E_{s}} & eeimg=&1&&。对于60 ksi 的钢筋来说，这个屈服拉应变等于0.002069。&br&&img src=&/e954d1dba3df0d87f95069_b.jpg& data-rawwidth=&700& data-rawheight=&309& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&700& data-original=&/e954d1dba3df0d87f95069_r.jpg&&为了保证结果的准确性，我们采用较为准确的混凝土受压区的抛物线应力分布，而不是近似的三角形分布。&br&&br&对于我们这四种不同配筋的截面，屈服分析结果如下：&br&&ul&&li&钢筋面积 2 in^2，中性轴距截面上侧的距离 c=4.777 in，屈服弯矩
k-in，屈服曲率192.947*10^-6 rad/in，混凝土压应变 0.0009217&/li&&li&钢筋面积 4 in^2，中性轴距截面上侧的距离 c=6.648 in，屈服弯矩
k-in，屈服曲率233.729*10^-6 rad/in，混凝土压应变 0.001554&/li&&li&钢筋面积 6 in^2，中性轴距截面上侧的距离 c=8.293 in，屈服弯矩
k-in，屈服曲率287.077*10^-6 rad/in，混凝土压应变 0.002381&/li&&li&钢筋面积 8 in^2，如果按照上面的计算过程，此时 c=10.395 in。但是，注意到，此时混凝土压应变已经达到了 0.004213，远远超过了 0.003。也就是说，这是根超筋梁，钢筋不可能屈服，混凝土会在钢筋屈服之前就达到0.003的极限压应变。我们反过去推算，已知混凝土压应变是0.003，求钢筋拉应变是多少？计算结果是此时 c=9.537 in，钢筋拉应变为0.001876，小于屈服拉应变0.002069。当混凝土压应变达到0.003时，弯矩为
k-in，曲率为 346.967*10^-6 rad/in&/li&&/ul&注意，下面这个屈服应变图跟上面的开裂应变图的比例不同，因为都按同一个比例的话，下面这张图就实在太宽了。&br&&img src=&/ed2dfff9c1ce1_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&224& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&/ed2dfff9c1ce1_r.jpg&&当到达钢筋屈服点的时候：第一根梁，混凝土压应变还不到0.001，离着 0.003 的压碎点还有好长一段距离；第二根梁，压应变达到了0.0015，已经走完了 0.003 的一半；第三根梁，压应变 0.002381，人生路已经差不多了，快要到 0.003 的死亡点了；&b&第四根梁，钢筋还没屈服呢，混凝土就压碎了，人死了，钱还没花完，你说这事儿闹的&/b&。&br&&img src=&/8ee10bb9bd9dec_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&404& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&/8ee10bb9bd9dec_r.jpg&&同开裂一样，我们现在知道了屈服时的跨中弯矩和跨中截面的曲率，我们同样可以得出屈服时跨中集中力和跨中竖向位移。注意，因为混凝土开裂，所以，此时的混凝土梁相当于一根变刚度梁。&br&&ul&&li&钢筋面积 2 in^2，钢筋屈服时的集中力 33.22 kip，跨中竖向位移 0.563 in&/li&&li&钢筋面积 4 in^2，钢筋屈服时的集中力 62.65 kip，跨中竖向位移 0.737 in&/li&&li&钢筋面积 6 in^2，钢筋屈服时的集中力 87.8 kip，跨中竖向位移 0.921 in&/li&&li&钢筋面积 8 in^2，混凝土应变达到 0.003 时的集中力 110.33 kip，跨中竖向位移 1.119 in&/li&&/ul&&img src=&/d5efaf822d0c_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&474& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&/d5efaf822d0c_r.jpg&&这个结果告诉我们什么呢？基本上，钢筋屈服时的承载力跟钢筋面积是成正比的。钢筋面积从2到4再到6，承载力分别为大约30、60、90。注意到，第四根承载力不是120左右，而是只有110左右。那是因为它人死了，钱没花完，还有一部分钢筋没用完，所以没能达到120。&br&&br&&b&&u&第三阶段：钢筋屈服到混凝土达到极限压应变&/u&&/b&&br&&br&很遗憾，第四根梁已经提前牺牲了，所以能走进这一阶段的只有前三根。&br&&br&钢筋屈服之后，我们继续加载，此时钢筋应力不会再增加，混凝土压应力逐渐增加，受压区高度逐渐减小，压应变逐渐变大，直至到达最终的死亡点——压应变 0.003。这个死亡临界点我们用 ult（ultimate）表示。&br&&img src=&/d6c34d6aab28ba6974f5f_b.jpg& data-rawwidth=&700& data-rawheight=&318& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&700& data-original=&/d6c34d6aab28ba6974f5f_r.jpg&&死亡临界点的判断标准也很简单，我们也强调了好几次了，那就是混凝土压应变 0.003。在极限阶段，混凝土近似采用矩形应力分布已经足够准确，所以我们也采用矩形应力分布。&br&&br&对于我们剩下的这三根战斗到最后的梁，极限状态分析结果如下：&br&&ul&&li&钢筋面积 2 in^2，中性轴距截面上侧的距离 c=2.595 in，极限弯矩
k-in，极限曲率 rad/in，钢筋拉应变 0.015&/li&&li&钢筋面积 4 in^2，中性轴距截面上侧的距离 c=5.190 in，极限弯矩
k-in，极限曲率578*10^-6 rad/in，钢筋拉应变 0.00596&/li&&li&钢筋面积 6 in^2，中性轴距截面上侧的距离 c=7.785 in，极限弯矩
k-in，极限曲率385.333*10^-6 rad/in，钢筋拉应变 0.00297&/li&&/ul&&img src=&/17aabdbfed5f_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&198& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&/17aabdbfed5f_r.jpg&&同样，我们继续反算跨中集中力和跨中竖向位移。此时，跨中完全屈服，保守估计，我们近似将跨中的屈服范围定为与d相同，等于 15.5 英寸。实际的屈服范围完全可以比这个大得多，但我们只按最保守的情况估算。&br&&img src=&/211cae402e7db55ab8f7a14_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&429& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&/211cae402e7db55ab8f7a14_r.jpg&&&br&&ul&&li&钢筋面积 2 in^2，最终破坏时的集中力 34.55 kip，跨中竖向位移 1.336 in&/li&&li&钢筋面积 4 in^2，最终破坏时的集中力 63.81 kip，跨中竖向位移 1.054 in&/li&&li&钢筋面积 6 in^2，最终破坏时的集中力 87.8 kip，跨中竖向位移 1.066 in&/li&&/ul&&img src=&/ef8ef3fbd58f815bef359_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&469& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&/ef8ef3fbd58f815bef359_r.jpg&&跟上面屈服点的计算结果对比一下，我们能得出什么结论呢？承载力几乎没有变化，还是大约30、60、90，但是，位移全部变大了。增加最多的是第一根，从0.563 英寸大幅增大到了 1.336 英寸；增加最少的是第三根，从0.921 英寸小幅增大到 1.066英寸。&br&&br&下面，我们终于回到正题了。我们看一下上面这张 P-Δ 曲线，它能告诉我们什么呢？&br&&br&&b&首先，我们可以判断承载力&/b&。如果跨中集中荷载为 20 kip，那么钢筋 2 平方英寸的第一根梁就够了；如果外荷载为 60 kip，我们需要第二根梁；如果外荷载为80 kip，那么我们需要第三根梁；注意，如果外荷载为 100 kip，我们需要的不是第四根梁，我们需要的是一根截面更大的梁。&br&&br&&b&其次，我们可以判断耗能情况&/b&。什么叫耗能？这张图横坐标是位移，纵坐标是外力。问：力乘以位移等于什么？答：等于能量。没错，每一条曲线下的面积就等于这根梁从开始加载到最终破坏所能消耗的所有能量。很多时候，外力不是以静力荷载的形式作用在结构上，而是以动能的形式，比如爆炸、地震、撞击等等。这个时候，耗能能力的比较就显得很重要了。&br&&br&那我们这四根梁的耗能能力如何呢？很简单的几何题，算曲线与横轴之间的面积，中学生都会。四根梁的耗能能力依次为 37.26 k-in、45.15 k-in、55.77 k-in、65.24 k-in。&br&&br&举个例子，比如这根梁位于工业建筑内，跨中上方有一个设备，由于种种原因，这个设备有可能会偶然掉下来，那会不会把这根梁砸坏呢？假设这个设备重30000磅，掉下来撞击到梁的瞬间速度为每秒3英尺，那总的动能就是&img src=&///equation?tex=%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7D+mv%5E%7B2%7D+& alt=&\frac{1}{2} mv^{2} & eeimg=&1&&，等于50.35 k-in。这时候，就需要第三根梁了。虽然第二根梁的静力承载力超过了 60000 磅，但是依然经受不住 30000 磅重的东西每秒3英尺速度的撞击。&br&&br&&b&第三，我们可以比较一下钢筋用量的提高带来的承载能力和耗能能力提高的效果&/b&。钢筋从2增加到6，钢筋放大了3倍，极限承载力从 34.55 放大到 87.8，放大了大约2.5倍，而耗能能力从 37.26 增加到 55.77，只放大了不到1.5倍。第一根梁跟第四根梁对比，钢筋放大了4倍，耗能只放大了1.75倍左右。而且，我们考虑的屈服范围是按照最保守估计的，实际的耗能能力提高的倍数，只会更小。&br&&br&&b&第四，我们可以比较一下最终破坏时的变形能力&/b&。很明显，配筋越多，破坏时的位移越小。或者，我们也可以通过弯矩-曲率曲线看到这一趋势。&br&&img src=&/9d7ba7ee5ac73f74fc770e4d2085382f_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&357& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&/9d7ba7ee5ac73f74fc770e4d2085382f_r.jpg&&钢筋越多，弯矩-曲率曲线从屈服到破坏越短，极限曲率越小，说明梁截面的转动变形能力越小。基本上，对于适筋梁来说，极限曲率跟钢筋面积成反比。抗震设计，很多时候看中的就是耗能和变形能力。也就是说，在这种时候，盲目的放大钢筋并不是个好选择。&br&&br&&b&第五，标准值到设计值的折减造成的影响。&/b&以上讨论的全部是标准值，用于实际设计的话，用的是折减后的设计值。简单说，配筋越多，钢筋拉应变越小，折减的越厉害。&br&&img src=&/e1f3c1a085b1b28289ef80d_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&349& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&/e1f3c1a085b1b28289ef80d_r.jpg&&这是这梁的极限弯矩承载力与配筋量的关系。我们先看红色曲线，横坐标为2，纵坐标接近2000，横坐标4，纵坐标3000左右，横坐标6，纵坐标4500左右，符合我们上面的计算结果。&br&&br&蓝色的 Mu 就是折减后的弯矩设计承载力。很明显，在配筋量大于5之后，几乎就是水平直线了。甚至因为配筋量加大，需要采用双排钢筋，反而还有下降。&b&所以，哪怕你不管耗能、变形能力，仅仅比较承载力，也不是钢筋越多越好。例子里的这根梁，配置5平方英寸以上的钢筋对承载力不会有任何提升。&/b&&br&&br&&b&其实呢，我罗罗嗦嗦这么多，解释的就是一个「延性」的概念&/b&。虽然可能超筋梁纸面上的承载力看上去也没什么问题，但是它已经不是一个延性混凝土构件了。没有延性，最大的问题就是变形能力严重不足，耗能也不够理想，很不符合「大震不倒」的设计准则。换言之，地震来了，结构变形非常大，这时候适筋梁处在它第三阶段的直线上，半断不断，苟延残喘，大家还能踩着它们逃命；而超筋梁呢，根本没有第三阶段的那段直线，很有可能「喀嚓」一声就彻底不行了，多的那些钢筋全是浪费，发挥不了什么作用。&br&&br&所以呢，合理的抗震设计策略就是避免超筋梁，用合理的结构布置、截面尺寸、钢筋配置换取最大的变形能力和耗能能力。盲目的多加钢筋，可能会适得其反。实际工程实践中，很多工程师喜欢盲目的放大钢筋，美其名曰追求安全性能，次梁用25的钢筋，框架梁全部28的。我觉得呢，追求安全没错，但是得科学合理，不能好心办坏事。就拿这个例子来说吧，如果设计荷载的集中力是25 kip，那你配个2平方英寸的钢筋就足够了。如果你非得用8平方英寸的钢筋，不光花了4倍的钱，还减少了差不多五分之一的最大变形能力，这是何苦呢？&br&&br&我们在这里分析的，只是钢筋面积的影响。如果我改变截面宽度呢？截面高度？我提高混凝土强度呢？提高钢筋强度呢？如果我配置受压钢筋呢？这些会对承载力、耗能、变形能力有什么影响呢？有兴趣的同学们，自己试试看吧。
为什么钢筋混凝土梁里的钢筋不能太多？难道钢筋不应该越多越好吗？为什么钢筋太多了反而不好呢？ 我也觉得这个问题很好，我相信这也是很多同学的疑问，可能很多感兴趣的外行也有这样的疑问。本来我就想写在专栏里的，既然有这个问题了，就写在这里吧。话说…
你们不看规范么？&br&&br&打开《混凝土设计规范》，翻到11.7.6，看看这一条是什么。再翻到条文说明，看看是怎么解释的。&br&&br&这一条里的公式是这样的：&br&&img src=&///equation?tex=V_%7Bw%7D+%5Cleq+%5Cfrac%7B1%7D%7B%5Cgamma+_%7BRE%7D%7D+%5Cleft%28+0.6f_%7By%7DA_%7Bs%7D%2B0.8N++%5Cright%29+& alt=&V_{w} \leq \frac{1}{\gamma _{RE}} \left( 0.6f_{y}A_{s}+0.8N
\right) & eeimg=&1&&&br&&br&V 是水平剪力，N 是竖向轴力，水平剪力等于0.8倍的竖向轴力，那请问这个 0.8 是什么？高中物理学的是不是水平摩擦力等于摩擦系数乘以竖向压力？&br&&br&再看看条文说明：&br&&blockquote&水平施工缝处的竖向钢筋配置数量需满足受剪要求。根据剪力墙水平缝&b&剪摩擦&/b&理论以及对剪力墙施工缝滑移问题的试验研究，并参照国外有关规范的要求提出本条的要求。&/blockquote&参照的是什么国外规范呢？可以看一下 ACI 318 第11.6.4节，尤其是11.6.4.3条。&br&&br&这个摩擦系数什么意思呢？为什么叫剪摩擦呢？跟施工缝又有什么关系呢？&br&&img src=&/31b8d3af511eddeff561_b.jpg& data-rawwidth=&196& data-rawheight=&300& class=&content_image& width=&196&&施工缝处混凝土受剪，实际上是界面处的混凝土锯齿状粗糙表面的互相作用。&br&&img src=&/e5fc7cbdbebcc3_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&271& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&/e5fc7cbdbebcc3_r.jpg&&上半部分的混凝土，承受一个水平剪力V和竖向轴力N。根据右边高中物理的知识，竖向压力产生一个摩擦力f，水平力平衡，这个摩擦力 f 就应该等于水平外力，也就是 V。&br&&img src=&/c2eda153cd2b611682fdf43_b.jpg& data-rawwidth=&400& data-rawheight=&400& class=&content_image& width=&400&&也就是说，最终是这样的一个结果，竖向轴力乘以摩擦系数，等于水平摩擦力，而这个水平摩擦力，必须要与水平外力平衡，水平外力也就是剪力墙承受的剪力 V。&br&&br&问题来了，如果我的 N 不够大，导致乘以摩擦系数之后的摩擦力不够大，小于水平剪力，怎么办呢？&br&&br&规范告诉你了，加钢筋，也就是加大竖向力。实际的竖向轴力等于现在的外部轴力，再加上竖向钢筋的屈服拉力，也就是上面公式里的&img src=&///equation?tex=%5Cleft%28+0.6f_%7By%7DA_%7Bs%7D%2B0.8N++%5Cright%29+& alt=&\left( 0.6f_{y}A_{s}+0.8N
\right) & eeimg=&1&&。竖向力变大了，摩擦力也就变大，也就足以与水平剪力 V 平衡了。&br&&br&那这个摩擦系数是多少呢？为什么是 0.8 呢？ACI 318 规范对于这个摩擦系数是这样规定的：&br&&blockquote&1.4——整体一次现浇的混凝土&br&1.0——表面打毛后浇筑的混凝土施工缝（粗糙程度不得低于四分之一英寸）&br&0.6——表面未打毛的混凝土施工缝&br&0.7——混凝土和抗剪钢栓钉或者钢筋之间&/blockquote&看上去我们规范的0.8，像是1.0和0.6的平均值。&br&&br&现在，我们再打开《钢结构规范》，翻到11.3.1，看看这里面钢栓钉的公式是什么？&br&&img src=&///equation?tex=N_%7Bc%7D%5E%7Bv%7D+%5Cleq+0.7A_%7Bs%7D+%5Cgamma+f& alt=&N_{c}^{v} \leq 0.7A_{s} \gamma f& eeimg=&1&&&br&&br&为什么抗剪承载力要小于等于0.7倍的栓钉的抗拉承载力？看看 ACI 规范混凝土与抗剪钢栓钉之间的摩擦系数是多少？是不是0.7？&br&&br&再看看《钢结构规范》的条文说明，这一条的来源是1981年的欧洲组合结构规范，抗剪承载力上限是0.7倍的抗拉承载力。&br&&br&让我们再看看 AISC 360 规范关于抗剪栓钉的规定，同样是抗剪承载力小于等于抗拉承载力乘以一个系数，这个系数由 I8.2a 的表格给出，根据不同的压型钢板方向、栓钉间距等等条件，这个系数介于0.42到0.75之间。&br&&br&问题来了，为什么我们的混凝土规范不管有没有打毛，一律0.8呢？为什么我们的钢结构规范不管栓钉间距如何，一律0.7呢？&br&&br&我不知道，希望能有人告诉我为什么。
你们不看规范么？ 打开《混凝土设计规范》，翻到11.7.6，看看这一条是什么。再翻到条文说明，看看是怎么解释的。 这一条里的公式是这样的： V_{w} \leq \frac{1}{\gamma _{RE}} \left( 0.6f_{y}A_{s}+0.8N \right) V 是水平剪力，N 是竖向轴力，水平剪力等…
谢邀&br&&br&首先我建议题主在明确一下问题，最好是举一个例子。&br&什么叫做新老混凝土，尤其是老是多老？&br&而且容不容易，这个不好衡量，&u&&b&我们先看看能不能形成整体吧。&/b&&/u&&br&&br&在大桥施工，大坝施工，大型楼板施工，一次性浇筑完成整体混凝土，肯定是不现实的。&br&&img data-rawheight=&245& data-rawwidth=&492& src=&/5b1e32ae7d7c676d5272_b.jpg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&492& data-original=&/5b1e32ae7d7c676d5272_r.jpg&&&br&以连续刚构桥的施工为例，一座跨度150m左右的连续刚构桥，对称施工，需要悬臂74m左右，平均每次施工能够浇筑3m左右，也就是说需要分成20段左右，每段施工时间大概是1周，那么整个梁体施工的有效工期大概是20周。&br&每段混凝土与每段混凝土之间，算是新老混凝土了吧。但是桥梁的整体性非常好呀。&br&&br&这个例子中，相邻新旧混凝土的龄期相差不大，也就是1周左右，我们再来看更长的。&br&&img data-rawheight=&220& data-rawwidth=&651& src=&/f9d1cf5e563b2e977e930b_b.jpg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&651& data-original=&/f9d1cf5e563b2e977e930b_r.jpg&&这是某特大跨度钢筋混凝土拱桥的构造图，我们看图上的尺寸，截面最窄的位置也有18m宽，这个截面不是一次浇筑完成的。&br&&br&&b&这个断面都不是一次性浇筑完成的。&/b&&br&它的施工顺序是：&br&1、按“底板、腹板、顶板”的顺序，两个工作面浇筑上半段边箱外包混凝土；&br&2、三个工作面浇筑中箱底板混凝土；&br&3、三个工作面浇筑中箱顶板混凝土；&br&这样一个箱体，分成了底板，腹板，顶板三个部分浇筑，每部分都是浇筑完全桥再浇筑下一部分。&br&间隔时间大概都有100多天以上。&br&&br&&b&也就是说这个断面分成三次浇筑，每次浇筑间隔达到了100天以上。最后当然也是形成了良好的整体。&/b&&br&&br&下面这个图是架桥机正在架设的简支T梁，T梁都是在工厂预制好，拿到现场拼装的。在铁路桥中为了减小收缩徐变效应，T梁在梁长存放时间都超过半年。&br&&img data-rawheight=&234& data-rawwidth=&420& src=&/cae224af032eeb4be7a18_b.jpg& class=&content_image& width=&420&&&img data-rawheight=&160& data-rawwidth=&289& src=&/6ddadbcdb96f_b.jpg& class=&content_image& width=&289&&&br&显然，最后这个桥梁也形成了整体。&br&&br&另外就是加固行业，用混凝土增大截面是很常用的加固方法。&br&&br&&b&最后我们得出一个结论，新老混凝土可以形成整体，而且工程中大量使用，至于容不容易，那你自己也可以衡量了。&br&&br&我们再来看，如何使混凝土形成一个整体。&br&&br&&/b&结构构件承担的力主要来说就是拉压力，&u&&b&新旧混凝土之间如果是压力，那就很简单了，压力只会使他们结合得更紧密&/b&&/u&，就比如我说的第一个例子。&br&梁体中有预应力钢筋，预应力给梁体巨大的压力，这个压力会使新旧混凝土结合紧密。&br&&br&那么如果&u&&b&新旧混凝土之间存在拉力，是不是就要脱开了呢。&br&混凝土本身就是一个承受拉力很差的材料，必须借助钢筋才能够承担。所以在承受拉力的时候，也就无所谓新旧混凝土了，如果有足够的钢筋的话。&/b&&/u&&br&&br&在第二，三个例子中新旧混凝土之间肯定是有拉力的，这个拉力也是由钢筋来承担的。我们看下面这张图，在T梁浇筑完成后，还露出了许多钢筋，这个钢筋就是为了将来和另一块T梁连接在一起预留的。&br&两片T梁之间，就是通过钢筋和现浇一部分连接混凝土来形成整体，并保证整体性能的。&br&&br&在建筑加固领域一样是这样的，要想把一根柱子加长，必须要先凿出钢筋，将新钢筋与旧钢筋连接好，然后再浇筑新的混凝土。&br&&img data-rawheight=&263& data-rawwidth=&350& src=&/191cb1e0a87bbc_b.jpg& class=&content_image& width=&350&&&br&&br&&br&&br&前面是宏观的，从工程的角度说明，新旧混凝土是可以做到良好的连接。&br&&br&如果你要更深入的研究新旧混凝土截面上的性能，我搜到了一篇论文。&br&这篇论文主要侧重于新旧混凝土直接的粘结性能，而不包括钢筋的影响。&br&&img data-rawheight=&359& data-rawwidth=&759& src=&/19ff266ccaaafd45fb52_b.jpg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&759& data-original=&/19ff266ccaaafd45fb52_r.jpg&&&br&&br&&img data-rawheight=&507& data-rawwidth=&768& src=&/38babe6d022_b.jpg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&768& data-original=&/38babe6d022_r.jpg&&&img data-rawheight=&313& data-rawwidth=&772& src=&/06beb7c53fffc_b.jpg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&772& data-original=&/06beb7c53fffc_r.jpg&&&br&&img data-rawheight=&148& data-rawwidth=&788& src=&/525da087b77d1df97c9d1db8_b.jpg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&788& data-original=&/525da087b77d1df97c9d1db8_r.jpg&&
谢邀 首先我建议题主在明确一下问题，最好是举一个例子。 什么叫做新老混凝土，尤其是老是多老？ 而且容不容易，这个不好衡量，我们先看看能不能形成整体吧。 在大桥施工，大坝施工，大型楼板施工，一次性浇筑完成整体混凝土，肯定是不现实的。 以连续刚构…
&b&竖向荷载的确是由框架柱来承担，但是水平荷载事实上也是由框架柱来承担的&/b&。想象一下，你和朋友面对面站好，手臂伸直，互相推对方，脚不能动，看谁先把谁推倒。为了保证自己不被推倒，胳膊再强壮有用吗？事实上，起作用的是腰部和腿部力量。&br&&br&再想象一下你站在公交车上，没有抓栏杆，公交车突然刹车。为了不被惯性晃倒，是你的胳膊在用力还是腿在用力？&br&&br&框架结构也是一样，框架柱是腿，框架梁是胳膊。为了不被地震推倒，所有的地震剪力都要由框架柱来承担。&br&&br&简单按底部剪力法和反弯点法来理解，每层的地震剪力由框架柱承担，由地震剪力和反弯点位置可以确定柱端弯矩，每个梁柱节点处，上柱柱底和下柱柱顶的弯矩是不平衡的，这个不平衡弯矩由该节点的框架梁承担，这也就是所谓的“框架”作用。&br&&br&在地震作用下，每层承受的层水平力，从下往上依次增加。累计起来的地震剪力，则是从上往下依次递增。因此，一般而言，顶层的梁柱受力最小，底层的梁柱受力最大。&br&&br&近似来看，各层框架梁的受力情况是这样的。在水平荷载作用下，底层受力最大，顶层最小；而在竖向荷载作用下，各层基本相同。&b&总体来看，各层框架梁的差异不大&/b&。对于地震力较大的框架，可能底部的框架梁需要提高混凝土强度等级，而对于地震力比较小的框架，可能从上往下框架梁都用C30也就足够了。&br&&br&而框架柱的情况则完全不同。水平荷载作用下，底层受力最大，顶层最小；而竖向荷载作用下，同样是底层受力最大，顶层最小。也就是说，&b&底部几层的框架柱承受着竖向荷载引起的最大的轴力和水平荷载引起的最大的弯矩&/b&。因此，这个部位的框架柱必须要加强。&br&&br&实际设计中，需要用&b&轴压比&/b&这个概念来控制框架柱的设计。也就是说，框架柱实际承受的竖向轴压力与它的混凝土部分理论上可以承受的最大轴压力的比值。各个抗震等级的框架柱的轴压比都有严格的限值。之所以要控制轴压比，让柱子承受的轴压力远远小于它可以承受的轴压力，就是让它留有充足的余量，保证足够的延性，进而保证它在水平荷载作用下有较好的表现。&br&&br&&b&其实这个也很好理解，柱子从上到下，肯定是越往下承受的荷载越大，所以底下的柱子应该比上面的结实&/b&。有两个方法可以让下面的柱子比上面的结实。其一是扩大截面，就是强度不变，让底下的柱子比上面的柱子粗大，所以就结实了。其二则是提高强度等级，截面不变，粗细都一样，但是底下的柱子强度比上面的柱子要高，所以也变结实了。&br&&br&扩大截面的缺点很多，建筑布局会受到影响，而且建筑实用面积会减少。此外，截面扩大后结构抗侧刚度会提高，继而会吸收更多的地震力，形成恶性循环，“面多了加水，水多了加面”，非常不合理。&br&&br&提高混凝土强度等级则没有这些缺点，在不扩大截面尺寸、不改变结构刚度的前提下，比较方便的就能够满足轴压比的要求。每一层的建筑布局也能够保持一致。而且，提高混凝土强度等级，对经济性的影响很小，高强度等级的混凝土比低强度等级的价钱贵不了多少。因此，这也是最常用的方法。&br&&br&&b&并不是所有框架柱混凝土强度等级都大于跟它相连的框架梁的，简单说，只要框架柱能够满足轴压比即可，混凝土强度等级太高了也没必要&/b&。梁C30，柱如果C30也能满足轴压比的要求的话，那就梁柱都C30就可以。&b&“强柱弱梁”说的是实际承载力，跟截面尺寸、配筋大小直接相关，与混凝土强度等级关系不大。&/b&Mbua的计算公式中，根本没有混凝土强度等级这一项。&br&&br&举例来说，一个比较高的框架结构，梁板柱混凝土等级很可能会是这样的：&br&&blockquote&底部几层
板C30&br&中间几层
板C30&br&顶部几层
板C30&/blockquote&而一个普通的框架结构，梁板柱混凝土等级则可能是这样的：&br&&blockquote&底部几层
板C30&br&顶部几层
板C30&/blockquote&如果是一个两三层的框架结构，那就更简单了，梁板柱统统C30就行了。
竖向荷载的确是由框架柱来承担，但是水平荷载事实上也是由框架柱来承担的。想象一下，你和朋友面对面站好，手臂伸直，互相推对方，脚不能动，看谁先把谁推倒。为了保证自己不被推倒，胳膊再强壮有用吗？事实上，起作用的是腰部和腿部力量。 再想象一下你站…
谢邀，我曾经也有过这个问题。&br&我甚至问过老师，问题退化到极限状态，全部采用钢结构，难道也很危险吗？这不就是钢结构吗？&br&&br&&br&这是个非常好的问题，结构设计原理的老师通常都会告诉你超筋不好，但是只是说超筋是脆性破坏，所以不好。&br&这样实际上是没有把问题讲透的。&br&&br&首先，按照你的前提条件：前提条件，荷载相同，截面尺寸相同。即除配筋外的一切条件相同。&br&超筋梁的承载能力与最大配筋率的适筋梁，基本相当。&br&&br&有这么一个试验，就是你提的这个条件，逐步从0开始，增加配筋率，一开始承载能力是提高的，当进入超筋状态后，承载能力基本保持不变了。&br&配筋率与承载能力的曲线，基本上就是下图的形态。&br&&img data-rawheight=&101& data-rawwidth=&95& src=&/e228e6c8d6b1b23510d9c_b.jpg& class=&content_image& width=&95&&&br&这就是说，当达到适筋梁的最大配筋率后，提高配筋率是不会提高梁的承载能力的。&br&原因是，超过最大配筋率后，钢筋是没法完全屈服的，结构的破坏是受到混凝土强度控制，而不是钢筋屈服控制了，所以钢筋强度没法完全发挥出来。相当于多加的钢筋，白加了。&br&&br&而，我们规范给的公式是基于适筋梁的假设，钢筋完全屈服，计算公式中钢筋应力用了钢筋设计强度的。&br&&u&&b&按照规范公式中，钢筋配的越多，梁承载能力越高。&/b&&/u&&br&&br&因此，如果配筋出现了超筋，而又采用了规范公式计算，这时候是高估了梁的承载能力的。&br&&u&&b&如果在高估的情况下，梁的承载能力才满足设计要求的话，那么实际梁的承载能力就低于设计荷载的要求，这就是危险的设计&/b&&/u&。&br&&br&所以超筋是大忌。
谢邀，我曾经也有过这个问题。 我甚至问过老师，问题退化到极限状态，全部采用钢结构，难道也很危险吗？这不就是钢结构吗？ 这是个非常好的问题，结构设计原理的老师通常都会告诉你超筋不好，但是只是说超筋是脆性破坏，所以不好。 这样实际上是没有把问题…
6.9 更新几个图片&br&------------------------------cut---cut----cut----cut----cut----------------------------&br&这个已经超出了简单的化学方程式来解释的程度。&br&&br&&b&A&/b&.氯离子离子半径比较小，扩散难以受到阻碍，当它运动到金属表面时可以吸附在金属表面上。氯离子本身具有一定的络合性，在吸附在铁表面后由于其较高的活性，可以与钝化膜（如果有钝化存在）或是铁在微观上发生反应，可以简单直观理解为它一点点地把钝化膜剥下来，直到钝化膜出现微观缺口。&br&&br&&b&B&/b&.当钝化膜出现缺陷时，这一缺陷处就有新鲜的金属裸露出来，此时金属局部上就是一个大原电池，缺口裸露金属处变成了一个活化阳极区（原电池中的负极），而其他未裸露区是面积广大的阴极区（原电池中正极），因此形成了一个所谓 大阴极-小阳极 组成，在阳极区的腐蚀电流也就是腐蚀速度会很大，使得钝化膜缺陷处迅速形成一个腐蚀出来的深坑。&b&这种现象一般称之为点蚀&/b&。&br&&br&由于点蚀产生的腐蚀表面一般是小而深的腐蚀坑，里面的溶液处于一个比较闭合的坑里面，所以比较难以扩散到坑外。金属腐蚀会产生了金属离子，比如Fe2+，这些金属离子会发生水解 Fe2+ + 2H2O = Fe(OH)2 + 2H+，会产生氢离子，而由于这些氢离子又扩散不到坑外去，所以腐蚀坑内pH会降低，进一步加速金属腐蚀。因此点蚀往往像一直往里面钻孔一样。&br&&br&点蚀机理示意图（此图对于反应发生顺序未标明，因此看起来有些混乱，无法理解的参考下方缝隙腐蚀示意图）。图片来源未知，如有侵权请告知。&br&&img src=&/39114fc9bba37d79924b8_b.jpg& data-rawwidth=&294& data-rawheight=&196& class=&content_image& width=&294&&缝隙腐蚀机理示意图（与点蚀相似）图片来源搜狗百科&a href=&///?target=http%3A///v8778717.htm& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&点腐蚀和缝隙腐蚀&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&img src=&/6d659f36f08aedc0af2b4f_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&675& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&/6d659f36f08aedc0af2b4f_r.jpg&&&br&&br&如图所示，铝合金表面的点蚀坑。图片来源：山东大学物理化学课程资料&a href=&///?target=http%3A//course./G2S/Template/View.aspx%3FcourseId%3D13%26topMenuId%3Daction%3Dview%26type%3D1%26name%3D%26menuType%3D1%26curfolid%3D117483& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&物理化学&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&img src=&/fdb14bba13f1d81952a91e_b.jpg& data-rawwidth=&334& data-rawheight=&230& class=&content_image& width=&334&&&br&&br&这方面的东西学的时间很长了，可能不是很准确，题主感兴趣的话，可以自己查阅下相关资料。&br&A过程涉及&b&Cl离子的剥蚀作用&/b&，或者叫Cl离子的腐蚀激发作用之类的，具体术语上我还真是有些说不准了，相关的理论研究和机理假说很多，针对不同类型钢材或是金属具体机理还不同。&br&B过程其实主要就是&b&点蚀理论&/b&，孔蚀或者缝隙腐蚀的原理跟它很类似。&br&&br&楼上的答案里面，氯离子对钢材的腐蚀&b&在任何pH条件&/b&下均会发生，只是酸性条件下更快。&br&另外&b&并不是什么氯离子跟谁搭档才会腐蚀&/b&，尤其氯化钠虽然很常见，但是海水中就是氯化钠氯化钾，海水腐蚀是最常见的氯离子腐蚀，每年带来的腐蚀损失都是上千亿计，防止海洋腐蚀是一项宏大艰巨的防腐工程。&br&&br&如图所示，海水中金属的腐蚀（干燥区、浪溅区、浸没区） 图片来源：山东大学物理化学课程资料&a href=&///?target=http%3A//course./G2S/Template/View.aspx%3FcourseId%3D13%26topMenuId%3Daction%3Dview%26type%3D1%26name%3D%26menuType%3D1%26curfolid%3D117483& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&物理化学&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&img src=&/81b064eac3d02b0ff21a162228aed07f_b.jpg& data-rawwidth=&326& data-rawheight=&235& class=&content_image& width=&326&&&br&氯离子腐蚀是一项很难的技术难题，在我学习腐蚀理论（大约4年前）时，&b&世界上还没有绝对的阻止氯离子腐蚀的技术&/b&，只是可以显著降低它的腐蚀速率而已。现在发展情况未知。&br&------------------------我割我割我割我割----------------------&br&&b&本人学习腐蚀理论较为浅显，时间也较长了，很多解释并不准确，如有谬误欢迎告知，一定第一时间纠正。如果您能写出详尽的答案就更好了:)&/b&
6.9 更新几个图片 ------------------------------cut---cut----cut----cut----cut---------------------------- 这个已经超出了简单的化学方程式来解释的程度。 A.氯离子离子半径比较小，扩散难以受到阻碍，当它运动到金属表面时可以吸附在金属表面上。氯…
&b&根本不矛盾，因为极限和屈服承载力本来就几乎相等。问题里的这张图画的太离谱了，所以造成了「极限弯矩比屈服弯矩大很多」的假象。&/b&&br&&br&为什么写论文一定要有 reference 呢？为什么引用别人的图表一定要标出引用来源呢？其中一个原因就是别人的图表有可能是错误的，或者是不完全正确的，所以你需要让读者知道原始来源，需要让读者能够自行判断图表的可信程度。&br&&br&就比如说，拿这个图6-5作为论据，那就得说明这是哪本书或者哪篇文章的图6-5，作者是谁，这是出自peer-review的论文、教科书、还是学生作业？否则读者怎么能相信这个图6-5是可信的呢？&br&&br&具体到这张图，意思是这个意思，但是比例并不合理，所以会给读者很大的误解。&br&&br&同样的弯矩-曲率关系，在 Wight 和 MacGregor 的 Reinforced Concrete: Mechanics and Design (6th Edition) 里是这样的：&br&&img src=&/ac7a2dde9cafc46b78bbc00cee39a414_b.png& data-rawwidth=&890& data-rawheight=&474& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&890& data-original=&/ac7a2dde9cafc46b78bbc00cee39a414_r.png&&&br&在更经典的 Park 和 Pauley 的 Reinforced Concrete Structures 里，理想化的弯矩曲率是这样的：&br&&img src=&/dfe51a7cc47c465df8588e_b.png& data-rawwidth=&568& data-rawheight=&572& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&568& data-original=&/dfe51a7cc47c465df8588e_r.png&&在 Paulay 和 Priestley 的 Seismic Design of Reinforced Concrete and Masonry Buildings 里，理想化的弯矩曲率是这样的：&br&&img src=&/0dcc7b2d688a9d48a148aac01fb88dd6_b.png& data-rawwidth=&466& data-rawheight=&228& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&466& data-original=&/0dcc7b2d688a9d48a148aac01fb88dd6_r.png&&&br&这三张图表的共同特点就是极限弯矩几乎等于屈服弯矩，两者之间没有明显的数值大小上的区分。对于一般的抗震设计，计算模型就是简单的双直线弹塑性模型。&br&&br&也许你会说，这只是理论模型而已，那好，我们就来看真正的实验结果。去年我做了我们学校研究生混凝土课的课程实验，给同学们测试了相同截面、不同配筋率的若干混凝土梁，两端简支、跨中集中力加载，实测的跨中荷载-变形曲线是这样的:&br&&img src=&/f79a8a547b315fc8779ef_b.png& data-rawwidth=&364& data-rawheight=&339& class=&content_image& width=&364&&&br&能区分出屈服荷载和极限荷载的大小吗？能准确的定义出哪一点是屈服吗？&br&&br&即便是简单的根据应变协调来理论分析这些混凝土梁的荷载-位移，得出来的结果同样也是如此，屈服和极限荷载并没有明显的区别：&br&&img src=&/9d77a99faf608e3ac31e71d605c170d1_b.png& data-rawwidth=&537& data-rawheight=&323& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&537& data-original=&/9d77a99faf608e3ac31e71d605c170d1_r.png&&对于普通的截面尺寸、普通配筋率的混凝土构件来说，极限承载力和屈服承载力没有明显的数值上的差别，在一般的分析和设计中完全可以不做区分，直接简化为两者相等的理想弹塑性模型。
根本不矛盾，因为极限和屈服承载力本来就几乎相等。问题里的这张图画的太离谱了，所以造成了「极限弯矩比屈服弯矩大很多」的假象。 为什么写论文一定要有 reference 呢？为什么引用别人的图表一定要标出引用来源呢？其中一个原因就是别人的图表有可能是错误…
全世界都是。&br&&br&也许您想不到，这个世界上产量最多的工业品之一就是混凝土……&b&全世界平均每人每年三吨混凝土。&/b&全世界每年的水泥总产量超过三十亿吨，用于制造混凝土的砂石用量超过两百亿吨，用于制造混凝土的淡水用量超过二十亿吨。&br&&br&为什么？因为钢筋混凝土是目前最好的结构材料。结构材料的性能有很多，某些方面它可能不如钢结构、FRP、或者其它材料。但是总体来看，钢筋混凝土是最好的，否则也不会有如此之大的需求。钢筋混凝土性能很不错，经济实惠，方便可靠，不需要技术工人，原材料世界各地都能找到。
全世界都是。 也许您想不到，这个世界上产量最多的工业品之一就是混凝土……全世界平均每人每年三吨混凝土。全世界每年的水泥总产量超过三十亿吨，用于制造混凝土的砂石用量超过两百亿吨，用于制造混凝土的淡水用量超过二十亿}
中华会计网校
当前位置：&&&&&&&&&&>&正文
《建筑工程评估》练习题：混凝土外加剂（11.13）
来源: 字体：
2015年考试已经进入如火如荼的复习阶段，为帮助广大学员顺利备考，中华会计网校精心为大家整理了资产评估师各科目练习题，希望能够提升您的备考效果，您复习得怎么样啦？一起来做题吧！
多选题
下列混凝土外加剂中，能够改善混凝土耐久性的有（ ）。
A.引气剂
B.早强剂
C.抗冻剂
D.防水剂
E.速凝剂
【正确答案】ACD
【答案解析】考查混凝土外加剂的功能，属于专业性较强的题，偏难。
责任编辑：小莹子&img src=&/ce545fde9ff_b.jpg& data-rawwidth=&557& data-rawheight=&440& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&557& data-original=&/ce545fde9ff_r.jpg&&&br&你猜这是什么？&br&&br&这是混凝土里的一朵玫瑰花！&br&&br&事实上，这是电子显微镜下混凝土中 monosulfate (AFm phase, Alumina ferric oxide monosulfate phase)的照片。&br&&br&二十世纪后半叶混凝土业界最伟大的成就之一，就是让混凝土技术成为了一门材料科学，通过材料科学、化学、结构工程、工程力学等领域的科学家、工程师、科研工作者们的不懈努力，我们终于可以用科学的方法来描述、研究、预测、评估混凝土这个非常复杂的材料，混凝土也像高性能陶瓷、高性能合金、高分子聚合物、高性能塑料等等工程材料一样，成为材料科学新的研究对象。&br&&br&在这之前，我们只能靠经验蒙。蒙的结果有时候还可以，但更多的时候是惨不忍睹的。很多混凝土结构十年不到就出问题了，要么钢筋锈蚀，要么碱骨料反应严重，要么表皮全开裂，要么抗渗性能降低到不能接受的地步……为了维修这些出问题的混凝土结构，我们不得不花费大量的人力物力和时间金钱。而且由于基础设施建设的规模一般都比较庞大，很多时候真的是「拆了东墙补西墙」，刚刚修好这边，那边又不行了。&br&&br&仅以美国为例，统计资料显示2004年美国全国用于维修混凝土结构的投资高达200亿美金，而因为混凝土中的钢筋锈蚀造成的拆除、重建、维修、加固等损失更是高达一年1200亿美金。更重要的是，因为总的资金是有限的，把有限的资金用来维修旧的出问题的混凝土结构，意味着就没有钱建造新的混凝土结构了，社会急需的新道路、新桥梁、新水坝很可能会因为资金紧张而无法完工。如果不修旧的，旧的就会出问题，桥会塌，大坝会崩溃；如果修旧的，那就没钱建新的，就无法用基础设施来促进经济发展。进退两难，举步维艰，而这一切的根本原因很可能是因为当初设计建造的不科学。&br&&br&事实上，混凝土工业是全球规模最大的产业之一，是温室气体排放的主要产业之一，也是全球消耗自然资源最多的产业。&b&混凝土是全球产量最大的工业品&/b&，每人每年平均三吨。水泥厂生产水泥的化学反应需要高温，化学反应本身再加上燃料的燃烧，每生产一吨水泥就要释放一吨的二氧化碳，这还是技术比较新、设备比较好的水泥厂；对于那些陈旧的小水泥厂，可能附近整个地区都会是灰蒙蒙的。&br&&br&消耗了这么多的自然资源，排放了这么多的温室气体，顺带着污染了水泥厂周围的环境，最后弄出来一堆用不了十年二十年就会出问题的产品，坏掉了还没地方扔，全变成了建筑垃圾。至少在我看来，这是赤裸裸的对人类的犯罪，是坚决不能接受的。&br&&br&也许你会说，没觉得有那么多混凝土结构十几年就不行了，也没见过坏的不像样子的混凝土结构，为什么呢？因为很多其它原因，你身边的很多混凝土结构不到十几年就已经被拆掉重建了，又一次为GDP的增长做贡献去了。&br&&br&也许你会说，关我什么事儿呢？十几年后的事情十几年以后再说，我先干我这个工程，拿到钱再说。如果您这么想，那我也没办法。但是我知道，那些造三鹿奶粉、苏丹红食品的肯定也是类似的想法。&br&&br&某种意义上，加固维修的巨额花销都是在为当初设计建造时候的错误买单。&b&如果当初工程师们能够蒙的好一点点，就能为现在节省这每年上千亿美金的开支。&/b&显然，蒙是不靠谱的，我们需要比蒙更好的方法。什么是更好的方法呢？不同的人有不同的见解。&br&&br&有的人会杀鸡宰羊，放鞭炮，挑好日子，不让女性朋友下工地，他们认为这样就会避免工程事故，提高工程质量；有的人依靠经验，一切以老把式、老师傅教的为准，以前都是这样干的，所以这次也一样；还有些人会依靠科学，用化学、力学的知识来解释问题，用实验、分析来解决问题。&br&&br&也许这三种办法都可以奏效，但显然它们的成功率和可以达到的上限是不一样的。如果你认为第一种比第三种还要好，显然我们也没有进一步对话的必要了。&br&&br&什么是科学的方法？科学就是以事实为根据，以实践为标准。&br&&br&看不清微观结构？我们就用显微镜，甚至电子扫描显微镜。搞不清水化机理？我们就用纯的C3S、纯的C3A……每一个化学成分都单独测试。搞不清反应的流程？我们就用核磁共振，监控每一个我们感兴趣的反应。&br&&br&不确定长期的抗冻融性能？那就把试件在冰箱里反复冻融好几个月。不确定长期的碱骨料活性？那就在把试件在氢氧化钠溶液里泡两年。不确定长期的硫离子侵蚀？那就把试件在不同的硫离子环境里监控五十年。&br&&img src=&/7d7c3b882a36aedba22dd7_b.jpg& data-rawwidth=&649& data-rawheight=&424& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&649& data-original=&/7d7c3b882a36aedba22dd7_r.jpg&&这是我们混凝土材料课上的一张数据图，&b&注意看横坐标，最大值是45，单位是年&/b&。&br&&br&美国内政部复垦局负责美国西部的水利工程建设，为了解决混凝土水坝抗硫离子侵蚀的问题，他们在二战时展开了这项实验，实验的数据采集一直持续了四十多年。这四十多年的坚持，不仅仅能帮助内政部兴建维护混凝土水坝，更重要的是，它提供了我们对混凝土抗硫离子侵蚀的第一手资料。&br&&br&类似的实验有很多，每一项实验、每一项研究都能推进我们对混凝土材料的认知，都能修正我们的理论。千千万万个这样的研究合在一起，共同构成了我们的混凝土材料科学。&br&&br&根据我们已知的混凝土材料科学，我们甚至已经有了混凝土材料的计算机水化模型。就像工程师设计结构会用 SAP2000、ETABS 或者 PKPM 等软件分析结构的受力性能，不需要真正建造这个结构物，就能在电脑上预测结构的情况，继而优化结构设计；混凝土科学家也有相应的软件，不需要真正的制作混凝土，就能在电脑上模拟混凝土的性能，继而优化混凝土的配比。&br&&br&美国商务部的国家标准技术研究所（NIST）的 VCCTL 软件就是其中之一，VCCTL 是 Virtual Cement and Concrete Testing Laboratory 的缩写。输入你的混凝土配比，比如水灰比、水泥用量、骨料用量等等参数，输入你的水泥的化学成分，输入你的 SCMs 的成分，输入外加剂的种类、剂量，输入环境参数，就可以模拟混凝土的水化反应。你甚至可以输入显微镜照片，直接输入第一手的化学成分信息。&br&&img src=&/f6cb7a4e115fc18639ef71bdca424132_b.jpg& data-rawwidth=&943& data-rawheight=&324& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&943& data-original=&/f6cb7a4e115fc18639ef71bdca424132_r.jpg&&模拟水化反应，得到模拟的水化微观结构，继而输出混凝土的强度、弹性模量、抗渗透性能等等。通过这些分析结果，优化混凝土配比，然后再模拟测试，然后再优化再测试。虽然这不能代替现场实验，但是这可以指明现场实验的方向，而且节省了实际实验的时间和费用。&br&&br&也许你觉得这些不够科学，没错，如果你像谢尔顿那样执着的话，这些的确不像理论物理那么「科学」。但如果你放宽一点标准，混凝土科学绝对跟很多其它「科学」的「科学」程度是一样的。&br&&img src=&/fc94ac37de1db_b.jpg& data-rawwidth=&375& data-rawheight=&500& class=&content_image& width=&375&&&br&这是我老婆贴在家里的一张海报，里面的每一个箭头、每一根线都是好几篇或者好几十篇论文，很多都是 CNS，甚至有一些是诺贝尔奖得主的成果。这是一个很直观的科学的图形化表述，一门科学就是由这些千千万万的点点滴滴组成的。&br&&br&也许你会说，虽然知道这些，但是也没有用处，我们一样治不了癌症，或者，我们一样不能保证高质量的混凝土。没错，&b&科学不是万灵药，伪科学或者反科学才标榜自己是万灵药。&/b&&br&&br&当初火药发明的时候，很多人也觉得没有用处，类似的例子有很多，大刘在《三体》里是这么说的：&br&&blockquote&“想象一个古代的王国，他们的技术也在进步，能为士兵造出更好的刀啊剑啊长矛啊，甚至还有可能造出像机关枪那样连发的弓箭呢，但……”&br&大史若有所思地点点头，“但如果他们不知道物质是由原子、分子组成的，就永远造不出导弹和卫星，科学水平限制着呢。”&/blockquote&&br&有时候，科学不见得比经验或者瞎蒙的效果更好，就像早期的火枪还不如弓弩，但它们有着不一样的未来。因为现在经验比科学更管用，所以就嘲笑和鄙视科学，这显然是没有远见的行为。人类的技术进步，最终还是由辛勤工作的科学家和工程师们共同推进的。&br&&br&如果食品厂都是靠经验蒙着放添加剂，你还敢吃吗？如果汽车厂都是靠经验蒙着造刹车，你还敢开车吗？同样，为什么蒙着造混凝土就是可以接受的呢？&br&&br&现在都这样，不代表这样就是对的。如果继续这样下去，留给我们子孙后代的只会是一堆建筑垃圾和一个千疮百孔的地球。
你猜这是什么？ 这是混凝土里的一朵玫瑰花！ 事实上，这是电子显微镜下混凝土中 monosulfate (AFm phase, Alumina ferric oxide monosulfate phase)的照片。 二十世纪后半叶混凝土业界最伟大的成就之一，就是让混凝土技术成为了一门材料科学，通过材料科学…
&b&我是一个坚定的钢筋混凝土信徒……&/b&&br&&br&的确有很多材料可以替代钢筋混凝土里的钢筋，但都停留在理论层面和科研层面上，目前还没有能够在工程层面上大范围替代钢筋的材料。&br&&br&我能想到的备选材料有这些：&br&&ul&&li&不锈钢（广义上也是钢筋的一种……）&br&&/li&&li&铝合金&br&&/li&&li&玻璃纤维（GFRP）&br&&/li&&li&碳纤维（CFRP）&br&&/li&&li&聚酰胺纤维（凯夫拉）&br&&/li&&li&纤维高性能混凝土（Ductal 等 UHPC）&/li&&li&其它高性能合金材料（形状记忆合金、液态金属……）&/li&&/ul&为什么我觉得这些材料不能替代钢筋呢？我们可以对比一下钢筋和这些备选材料的优缺点：&br&&br&&b&价格&/b&&br&&br&这些备选材料里，即使是看上去最不昂贵的材料——不锈钢，价格也要远远高于普通钢筋。我们实验室去年对比过普通钢绞线和不锈钢钢绞线的价格，做到同样的设计强度，不锈钢的是普通钢材的7倍以上。不锈钢的主要原材料之一是镍，而镍属于国际期货，价格一直飘忽不定，这对于大型的、长期的工程建设是极为不利的。尽管现在有了镍含量尽可能少的 Duplex 不锈钢，但是价格仍然远高于普通钢材。&br&&br&至于碳纤维这些材料，那就更不用说了，虽然不像汽车、航空航天工业那样需要用纤维体积比至少50%以上的材料，但是即使是应用在土木工程里纤维体积比在10%到40%左右的纤维材料，价格依然很昂贵。你去看看那些碳纤维车身的跑车的价格，就知道这是什么样的材料了……&br&&br&&b&热胀冷缩&/b&&br&&br&既然要用到混凝土里，就必须要跟混凝土有类似的热膨胀系数，这样两种材料才能一起热胀冷缩，否则一个热胀的程度很厉害，一个热胀的程度没那么厉害，两者之间就会产生温度裂缝，进而影响力学性能。&br&&br&以10的-6次方应变每摄氏度作为单位，混凝土的热膨胀系数为10.8左右，而钢筋为11.7，非常接近，所以我们说钢筋和混凝土是天作地设的一对好基友。&br&&br&再看看铝合金，高达23.1，是混凝土的两倍还多；玻璃纤维是2.8，又明显小于混凝土；碳纤维和凯夫拉的甚至是负值，也就是说它们甚至是「热缩冷胀」的。&br&&br&&b&耐久性能&/b&&br&&br&虽然普通钢筋会有各种各样的耐久性问题，比如混凝土碳化、氯离子侵蚀等等，但是总体而言，混凝土配比合理、保护层足够的钢筋混凝土结构，其实是有着相当优秀的耐久性能的。混凝土的强碱性环境会在钢筋表面形成钝化膜，对钢筋起到了很好的保护作用。Again，天作地设的好基友……&br&&br&对比其它备选材料：首当其冲的就是玻璃纤维，大多数玻璃纤维会跟强碱性的混凝土发生化学反应，所以不能直接接触混凝土，虽然有专门特制的 AR 玻璃纤维，也就是 alkali resistance 的，但是成本也会上去；碳纤维会跟钢材发生电化学反应，不能直接接触钢材表面，如果混凝土中有钢材预埋件或者其它钢筋，这也是个问题；聚酰胺纤维就更娇贵了，会吸收水分，还怕阳光直晒……&br&&br&&b&加工性能&/b&&br&&br&在我看来，这其实是最突出的问题。施工现场从来都不是「轻拿轻放」的地方，叉车随便叉，东西随便扔。FRP 这些纤维材料就显得太娇贵了，怕冲击荷载、怕摔、怕砸，有的还怕水、怕阳光，工人师傅不小心掉一把锤子，都能把这些材料砸坏。&br&&br&虽然这个理由看上去很可笑，但现实就是如此。举个例子，环氧树脂涂层的钢筋，在纸面上看上去性能很好，尤其是耐久性能，但事实上工程实践下来反而更差，因为现场的磕磕碰碰在所难免，树脂涂层在浇筑混凝土之前就已经有了一个个砸破或者蹭破的裂口，导致涂层失去了存在的意义。另外的一个例子就是用碳纤维布加固混凝土结构，看上去很好，但如果有人手贱用刀子或者铁丝之类的东西在上面乱划……你永远都不知道为什么有人会突然抽风来这么一下子……&br&&br&对于普通钢筋而言，加工起来非常容易。且不说有很多专业的加工钢筋的机器，即使是在施工现场，截断、弯曲钢筋也是分分钟的事。horizontal band saw、便携电锯、液压钳、气割……都可以很容易的切断钢筋；没有专门的仪器，用台钳夹住，然后套上钢管，徒手就能把不太粗的钢筋掰弯；对于各种特殊的预埋件，现场可以很方便的电焊。&br&&img src=&/ae1f4e24f4f12de580f0e6_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&427& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&/ae1f4e24f4f12de580f0e6_r.jpg&&比如我在实验室就可以用这种锯随时切割钢筋，#7或者#8的粗钢筋，一般二三十秒就能搞定。&br&&br&对于不锈钢而言，加工相对就困难了一点，对于FRP材料，那就完全是另一码事了。要切割FRP，你要有通风环境，要戴防尘面具，还要考虑工人师傅的健康问题……&br&&br&当然，我不是说这些新材料一无是处。相反，它们是非常非常好的结构材料，在结构维修、加固方面有着得天独厚的优势。但是，在新建工程项目中用这些材料大范围的替代钢筋，除了某些特殊环境下的工程项目，比如海边严苛环境或者核电站等等，对于大多数普通工程，我实在想不出优势何在。
我是一个坚定的钢筋混凝土信徒…… 的确有很多材料可以替代钢筋混凝土里的钢筋，但都停留在理论层面和科研层面上，目前还没有能够在工程层面上大范围替代钢筋的材料。 我能想到的备选材料有这些： 不锈钢（广义上也是钢筋的一种……） 铝合金 玻璃纤维（GFR…
1、水下浇筑混凝土的意思是在水平面以下浇筑混凝土，而非真的往水里面浇混凝土。&br&&br&&br&2、暂且不谈港珠澳大桥，水下混凝土浇筑，都是要采取措施隔绝海水（围堰，沉箱，沉管，混凝土灌注排水等）后，在空气中浇筑混凝土。且不说什么腐蚀的问题，往水里灌混凝土，水灰比就控制不住，瞬间就没强度了。如果采用混凝土排水，这部分混凝土是要废掉的。&br&&br&3、港珠澳大桥除了现场浇筑混凝土外，大量的桥墩是在岸上预制，然后到桥址所在地拼装的。&br&&img src=&/388d774c0cdb3ce6e7826cad7d6d3afe_b.jpg& data-rawwidth=&2730& data-rawheight=&1536& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2730& data-original=&/388d774c0cdb3ce6e7826cad7d6d3afe_r.jpg&&&br&&img src=&/eecf95b81_b.jpg& data-rawwidth=&2730& data-rawheight=&1536& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2730& data-original=&/eecf95b81_r.jpg&&&img src=&/f20edebd7b54f6a4a1af7bedb84d9cff_b.jpg& data-rawwidth=&2730& data-rawheight=&1536& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2730& data-original=&/f20edebd7b54f6a4a1af7bedb84d9cff_r.jpg&&&br&&br&4、海上使用的混凝土与一般的建筑混凝土比，是有差别的，但不是题主所理解的差别。海上使用的混凝土，我们称之为海工混凝土。&br&&br&海工混凝土除强度和拌合物的和易性应满足设计、施工要求外，尚应具有所需的抗渗性、抗冻性、抗蚀性、防止钢筋锈蚀和抵抗冰凌撞击的性能。&br&&br&此外钢筋也要做特殊的防护。&br&&img src=&/783ee14dc9fcf5cdb5e0ad_b.jpg& data-rawwidth=&2730& data-rawheight=&1536& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2730& data-original=&/783ee14dc9fcf5cdb5e0ad_r.jpg&&
1、水下浇筑混凝土的意思是在水平面以下浇筑混凝土，而非真的往水里面浇混凝土。 2、暂且不谈港珠澳大桥，水下混凝土浇筑，都是要采取措施隔绝海水（围堰，沉箱，沉管，混凝土灌注排水等）后，在空气中浇筑混凝土。且不说什么腐蚀的问题，往水里灌混凝土，…
被邀请回答的第四个问题了，谢谢。你的说法与我四年本科，七年工作经验基本是相符的，但并不是以上答案所说的这些，关于这个我是有好多想交流的，只是看看其他回答的人，顿时觉得也没什么心情了。加上前面的好些答案，纵然得票最高，就因为不喜欢摆谱，不想引两篇英文，就挤到下面，所以贱贱觉得知乎不是我们这些干一线的人呆的地方。留给博士生装逼吧。&br&但觉得题主能有这样的思考，也是我辈同道中人，我分享一些我的思考。&br&什么是经验呢，你奶奶跟你讲大屁股的女生好生养，这就叫经验。一听经验，就觉得好LOW，主要因为这是个需要包装的社会，你换个说法，比如叫大数定理，正态分布，标准差，卡方分布，泊松分布，回归方程，回归系数，听起来是不是心情就会好一点。&br&其实我们现行的《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2011)做为我们这个行业最基本的标准之一，就是经验的集合，里面有大量的表，哪个不是参编单位大量试验总结的经验，因为我们公司也是参编单位之一，十分明白是怎么操作的。只是当我们把这里面的过程抽掉，给你一个编好的标准时，你看到就觉得好神秘，实际就是大量试验结果，用统计学检验，符合正态分布后，回归出大量的系数，方便大家使用而已。这是许许多多人劳动的结果，然后总结，最后得出一句话，说出来你觉得他是蒙，其实他背后的辛苦你可能了解。&br&最后我想说说，与牛顿三大定律，爱因斯坦质能方程这种达到美学级的科学相比，统计学的确还破漏不堪，数学逻辑不如以上那些那么严密，但对于混凝土要求的精确级别来说，经济性是最合理的，如果什么都要等严密的数学模型架构好了，原材料的每一时刻的作用机理都搞明白再来生产，你现在还在窑洞里坐着呢。&br&去年因为我们这边原材料的原因。混凝土泵送性能很差，我曾经想过去寻求流体力学的原理，期望能得到根本的解决，后来发现这种固，液，气的三相流体湍流方程之复杂，就是三百年前有人提出，聚合三百年这行业精英（想想吃流体力学这碗饭的都是造跑车，飞机的，就能知道他们很厉害）之力，都还是算个勉强，但凡不想蒙，难度可想而知。所以我们这行业不得不依赖统计学，。然后再被换个个土点的名字，叫经验，心情一下子就不好了。&br&以上，谢谢。&br&&br&&br&&br&&br&&br&&br&一小心，发现自己被排名第一的作者给屏壁了，呵呵，希望不是我在他另一个回答里说他遇到的甲方都是流口水的。不过还是挺好玩。自嘲一下。嘴贱总是容易没朋友。但最终我还是干不过喜欢看有电子显微镜的。呵呵……也挺好，至少大家还愿意相信科学。虽然判断哪个为科学的标准，主要还是看哪个里面的英文多些。&br&&br&&br&&br&&br&&br&挺谢谢大家为我点赞的。其实如果我不是这个专业的，我要是看了一篇陌生领域专业的文章，我也会倾向于向一个标识更专业，文章里有彩图，内容有情怀的人点赞的。&br&大家愿意为我点个赞，证明大家是敢于直面我们这一行业中的许多不足的。那我们就能一起去寻找出路。不断完善。猪小宝的答案的确是比我更有情怀的。只是由于有点像孟夫子那样咄咄逼人人。所以我是有点不能认同的。&br&这世界的确是一堆不完美的东西，但我们不能因为他不完美而就否定他的价值，就像爱因斯坦的出现证明牛顿是错的，但我们不能因此就说牛顿的出现没有意义。只可惜可能我在一篇他为甲方翻案的答案里，说他遇到的甲方都是流口水的。被他屏遮了（呵呵，为我的嘴贱道歉）也没法跟他说了。不过各自保留意见的自由，这就挺好。&br&希望他早点能改变我们这靠经验的行业，其实这一百多年来，因为没有好方法浪费掉的资源的确是挺多的。但怎么说呢，我们不能因为这个世界不完美，就干脆死掉吧。我们至少要给自己一个机会。
被邀请回答的第四个问题了，谢谢。你的说法与我四年本科，七年工作经验基本是相符的，但并不是以上答案所说的这些，关于这个我是有好多想交流的，只是看看其他回答的人，顿时觉得也没什么心情了。加上前面的好些答案，纵然得票最高，就因为不喜欢摆谱，不想…
谢邀。&br&&br&如果突然之间，所有的混凝土都没了，只剩下钢筋，钢筋混凝土结构的受力性能会怎么样？&br&&br&&img src=&/105abc6cb704c_b.jpg& data-rawwidth=&313& data-rawheight=&500& class=&content_image& width=&313&&桥墩一下就变这样了。&br&&br&&img src=&/df70acec1_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&313& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&/df70acec1_r.jpg&&挡土墙瞬间变这样。&br&&br&&img src=&/312e063f784e8317fbaf9_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&334& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&/312e063f784e8317fbaf9_r.jpg&&桥面板变成了这个样子。&br&&br&&img src=&/c7e10e6eb8ab58b2a7a71b_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&375& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&/c7e10e6eb8ab58b2a7a71b_r.jpg&&柱子成了这样的。&br&&br&&img src=&/cd384ffaa9_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&375& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&/cd384ffaa9_r.jpg&&基础底板变成了这样。&br&&br&首先，这些钢筋混凝土结构的功能肯定都丧失了。没有了混凝土，也就没有了依附其上的沥青什么的，我不敢想象汽车直接行驶在钢筋笼子上面的样子。没有了混凝土，建筑物的楼板也变成了钢筋网，隔音、保温都是空谈，防水更是无从谈起，连家具都没地方放，桌子腿直接就掉进钢筋网里了。很多时候，混凝土所起到的并不仅仅是结构作用，顺带着还有别的很重要的功能性的作用。&br&&br&其次，如果这些功能性的问题我们都不考虑，只考虑受力性能的话，那么我们就又得分开来考虑了。比如说，混凝土都没了，但我铺上木板代替楼板、铺上钢板来代替桥面板，维持功能性的作用。这个时候，这些钢筋骨架还能维持原来的「强度」吗？&br&&br&「强度」strength 这个词含义很模糊，更多的时候可能是指材料本身的性质。对于结构来说，我们可以用「承载力」来定义，也就是 load capacity。对于承载力而言，我们既要考虑构件层面的承载力，也要衡量体系层面的承载力。&br&&br&对构件层面而言，混凝土构件的抗拉、抗扭承载能力基本不考虑混凝土的作用，完全由钢筋承担，看上去几乎不受影响。但是要注意的是，虽然计算中不考虑混凝土的作用，但实际上钢筋的搭接绑扎需要混凝土的握裹，否则不能可靠的传递拉力。所以实际上的抗拉能力会大幅下降。但如果钢筋全部采用机械连接或者焊接，对抗拉能力的影响会小一些。抗扭能力的来源是纵筋和箍筋抗拉、混凝土抗压组成的立体桁架，失去混凝土，对抗扭的影响可能会比较大。&br&&br&对于抗压能力而言，混凝土承担了大多数份额的压力，失去混凝土之后，变成只有钢筋自身的受压承载力，所以会大幅下降。另外，失去混凝土的约束，受压钢筋可能会发生失稳，也就是 buckling，受压承载力会进一步下降。但是，对于一般的建筑结构而言，自身重力引起的压力占了很大的比例，而混凝土是自身重力的大头，如果混凝土都没了，自身重力大幅下降，导致构件里的压力也会下降。也就是说，抗压能力变小了，但是需要承担的压力也变小了。对于工业建筑、桥梁等而言，自身重力占压力的比例较小，所以对承载力的削弱更明显，因为能力大幅消减，但是需要承载的压力减少的并不多。&br&&br&&img src=&/8b1adeebf872dffb64e379ecea8e5ce0_b.jpg& data-rawwidth=&488& data-rawheight=&517& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&488& data-original=&/8b1adeebf872dffb64e379ecea8e5ce0_r.jpg&&抗剪能力相对要复杂一些。从上图抗剪承载力的来源来看，看上去钢筋的承载力 Vs 占了一大半，混凝土提供的承载力 Vcy 占了一小半。如果去掉混凝土，还能剩下占总数一多半的 Vs。但事实上，跟抗扭类似，抗剪时钢筋和混凝土这两者是共同作用的，类似一个桁架，混凝土是斜向受压腹杆，上下纵筋是上下弦杆，箍筋是竖向受拉腹杆。如果去掉斜向压杆，桁架就不复存在了，受剪承载力也剧烈下降。&br&&br&最后是抗弯能力。钢筋混凝土构件抗弯的极限承载力，靠的是钢筋受拉和混凝土受压。如果没有混凝土，压力只能由受压区的钢筋承担。对于对称配筋的柱子可能影响不大，但也存在压筋屈曲失稳的问题。对于绝大多数梁来说，一般受压区的钢筋要远小于受拉区，所以抗弯能力会下降许多。另外，没有了混凝土，受压钢筋、受拉钢筋的位置只能靠箍筋来固定，很可能会发生错位、移动，导致内力臂减小，进一步削弱抗弯承载力。&br&&br&看完了构件层面的承载力，接下来该看体系层面的承载力了。对于大多数现浇混凝土结构而言，失去了混凝土，节点的承载力大打折扣，甚至可能形同虚设。框架梁柱节点不能可靠的分配、传递弯矩，整个体系的受力性能也会大受影响。&br&&br&对于预制混凝土结构，比如很多公路桥梁、工业建筑等等，支座、节点等等很多也都要靠混凝土承压、锚固，所以失去混凝土同样会极大的削弱节点承载力，整个装配式结构散架成一堆摇摇欲坠的钢筋。&br&&br&另外，我们讨论的只是承载能力，或者说 strength。对于结构来说，strength 并不是全部，我们还需要足够的 stiffness 刚度和 stability 稳定性。失去了混凝土，抗侧刚度会大幅下降，整体抗侧性能会发生天翻地覆的变化。钢筋混凝土楼板因为没有了混凝土，面内刚度大大降低，无法起到刚性隔板的作用，刚性楼板的假定不再成立，侧向水平力的分配也会发生很大的变化。有些结构，比如地下车库等等，需要靠自重来平衡地下水的浮力，失去了混凝土，可能就会失去平衡，甚至会整体或者局部上浮。&br&&br&事实上，如果一定要去掉混凝土的话，部分早期的型钢混凝土结构是不考虑混凝土部分的结构性能的。也就是说，在这些结构里，混凝土仅仅作为钢结构的面层，起到防火、防锈的作用。后来，大家觉得反正要用混凝土，干嘛不利用一下混凝土的结构性能呢，岂不是可以大大提高效能。所以现在的大多数型钢混凝土结构，混凝土依然起着结构作用。跟钢筋混凝土结构一样，去掉混凝土，型钢混凝土结构的结构性能依然会大受影响。&br&&br&型钢混凝土结构虽然比钢筋混凝土贵，优点也很明显。型钢混凝土的型钢骨架可以独立承担结构自重和施工荷载，施工过程不需要太多的临时支撑，自身的型钢骨架就可以作为施工支撑，因此施工进度大大加快，所需要的工作量也大大减小。等混凝土凝固、强度形成之后，型钢骨架和混凝土部分共同承担结构活载。由于这种结构减少了施工时间和施工工作量，对于时间就是金钱的投资项目、人工费用高昂的地区都是很大的利好。也就是说，在型钢混凝土结构里，混凝土在凝固之前起不到任何结构作用，没有任何强度，这些未凝固的混凝土的重量都由型钢骨架承担。等到混凝土凝固之后，整个结构变成最终的型钢加混凝土的合体，共同承担除了自重之外的荷载，比如家具、人、设备、风、地震等等。&br&&br&图片来源：&br&&a href=&///?target=https%3A///photos/peterkaminski//in/photostream/& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&https://www.&/span&&span class=&visible&&/photos/peter&/span&&span class=&invisible&&kaminski//in/photostream/&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&a href=&///?target=http%3A//www.friends4expo.org/westla.htm& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&West L.A. construction&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&a href=&///?target=http%3A//www.friends4expo.org/palms.htm& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Palms construction&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&a href=&///?target=http%3A///2010/12/arch-ribs-photo-story-part-3-of-4.html& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&&/span&&span class=&invisible&&/2010/12/arch-ribs-photo-story-part-3-of-4.html&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&a href=&///?target=http%3A///category/foundations/page/2/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Wind farms construction · Foundations&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&Reinforced Concrete: Mechanics and Design, James K. Wight, James G MacGregor,
谢邀。 如果突然之间，所有的混凝土都没了，只剩下钢筋，钢筋混凝土结构的受力性能会怎么样？ 桥墩一下就变这样了。 挡土墙瞬间变这样。 桥面板变成了这个样子。 柱子成了这样的。 基础底板变成了这样。 首先，这些钢筋混凝土结构的功能肯定都丧失了。没有…
介绍一个最近新学的方法。&br&3D打印水/柠檬烯（limonene）溶解材料做模具进行浇筑。&br&&br&把这种浇筑方式的最大优点提前说一下：&br&如果浇筑的技术好，可以做任何形式。做过浇筑的人都明白，浇筑完成是需要脱模的，就是把模具取下来。这种溶解材料做的模具，脱模就是融化，并不需要把模具分成几块并且设计如何拆下来，所以可以做任何形式。&br&&br&我是用这货3D打印的&br&&a href=&///?target=http%3A///shop/assembled-simple-metal/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Assembled Printrbot Simple&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&国内也有类似的产品，价格见官网，有相关才能也可以考虑二手或者自己组。&br&&img src=&/3b4e79f6a86e63c4f1ad096b0e29e65b_b.jpg& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1080& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&/3b4e79f6a86e63c4f1ad096b0e29e65b_r.jpg&&&br&&br&打印材料是&br&&a href=&///?target=https%3A///dissolvable-filament.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Dissolvable Filament&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&这个是柠檬烯溶解材料，大概长这样&br&&img src=&/684cd11b015c07ab04edbf3_b.jpg& data-rawwidth=&3264& data-rawheight=&2448& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3264& data-original=&/684cd11b015c07ab04edbf3_r.jpg&&&br&&br&我用的MODO建模，比较快，但是用Rhino出Mesh也可&br&&br&打印过程因为打印机没有买加热板，模型一直冷缩变形底部翘起来，我用了大量的胶枪。。。&br&&img src=&/aae3c65ef46_b.jpg& data-rawwidth=&3264& data-rawheight=&2448& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3264& data-original=&/aae3c65ef46_r.jpg&&浇筑材料用的ROCKITE，长这样&br&&img src=&/e358cb24697aba1b3107397acd831c23_b.jpg& data-rawwidth=&3264& data-rawheight=&2448& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3264& data-original=&/e358cb24697aba1b3107397acd831c23_r.jpg&&乐高比例人，我买的这么小的还要8刀，挺贵。。。求推荐其他品牌&br&&br&这个水泥：水 重量比 用1：3（没记错的话是这样的。。。），搅拌2分钟，快速倒入模具，说是15分钟干，我还是等了一天&br&&br&打印结果，一边是浇了一边没有&br&&img src=&/ac196e0ec640af673186_b.jpg& data-rawwidth=&3264& data-rawheight=&2448& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3264& data-original=&/ac196e0ec640af673186_r.jpg&&&br&&br&&img src=&/c6dfba66af_b.jpg& data-rawwidth=&3264& data-rawheight=&2448& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3264& data-original=&/c6dfba66af_r.jpg&&然后放在柠檬烯（limonene）里溶解三天左右，操作的时候要戴手套没有拍照，大概是这样&br&&img src=&/ccb419eb83a57c297a8d60e_b.jpg& data-rawwidth=&960& data-rawheight=&960& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&960& data-original=&/ccb419eb83a57c297a8d60e_r.jpg&&（盗了同学的图，手套眼睛口罩非常标准的装备因为这货很难闻，脸包成这样我就不打码了）&br&&br&最后融化模具后的成品&br&&img src=&/b602c059fcf8f260a44e5e3b_b.jpg& data-rawwidth=&960& data-rawheight=&960& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&960& data-original=&/b602c059fcf8f260a44e5e3b_r.jpg&&仍然是盗了同学的图(颜色比较深的两块是水泥浇筑，比较浅的那块是粉末3D打印的)，自己做的没有搞完当时凑合着竟然就上去讲了。。。&br&&br&这样浇筑可以看到3D打印的纹理，我挺喜欢&br&&img src=&/6aba1fee8d9e_b.jpg& data-rawwidth=&1049& data-rawheight=&1521& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1049& data-original=&/6aba1fee8d9e_r.jpg&&&br&另外有一种水解的打印材料，我这次没有使用，可以自己查一下，估计溶解的慢些，但是使用过程类似。&br&&br&&br&&br&我自己的一些观点：&br&&br&好处：&br&&br&1.因为不需要脱模，如果浇筑的技术好，可以做任何形式。（技术不好容易有气泡，记得慢慢浇，不断敲打模具）&br&&br&2.没有接缝（也是不需要脱模），如果操作好模型看着还是比较完美的&br&&br&3.模具制作相对简单&br&&br&&br&缺点：&br&&br&1. 尺寸很受打印机限制，一般只有20cmX20cm左右&br&&br&2. 模具打印过程需要注意粘牢，或者给打印机买个加热板&br&&br&3. 表面有纹理，并不平滑。有些奇怪的空间容易有气泡。。。一定要注意好好浇不要有气泡。&br&&br&4. 模具不能重复利用&br&&br&&br&这种思维也可以引申出一些模具制作方式。&br&&br&1. 用激光切割机（laser cutter）切割板材，一层一层粘出模具，相当于把模具用Contour的形式做出来。软件建议学习AutoDesk的123DMake。建议用木材并且尽量把模具外围体积制作的大一些，防止浇筑后模具变形。这种方式需要设计脱模方式。&br&&br&2. CNC精雕模具，很多人做过，不多说。需要脱模。&br&&br&3. 同学做过3D打印陶土做模具浇筑。因为3D打印陶土的打印机只能连续打印，而且不太能悬挑，纹理更明显，个人认为用途范围偏小。但是陶土的耐热性很好，可以做金属浇筑，很酷。模具制作前需要先把陶土模具烧制坚固。脱模方式就是暴力把陶瓷部分敲碎。&br&提起金属浇筑，分享一个最近看到的很酷的浇筑。&a href=&///?target=http%3A///here-s-what-happens-when-you-pour-molten-aluminium-into-a-tank-full-of-water-polymer-beads& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Here's what happens when you pour molten aluminium into a tank of water polymer beads&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&br&4. 如果有条件可以用粉末3D打印机做模具浇筑，我猜效果应该也不错，还没试过。我猜测这货是粉末3D打印浇筑的&br&&img src=&/da6518cfd83b39d0945d29aceb905f65_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&341& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&/da6518cfd83b39d0945d29aceb905f65_r.jpg&&&br&5. 3D打印普通PLA做模具浇筑。朋友试过，很靠谱。因为模具是塑料的，相对于混凝土熔点低很多。。。简单加热后并不需要融化就可以脱离。注意要喷脱模剂，没有试过不好推荐。这种方式同样需要设计脱模方式。&br&&br&&br&多说一句无关的。3D打印后还要进行浇筑，听起来很多余，其实是因为，能够3D打印的材料一般强度不能满足产品级别，而浇筑提供了更多材料的可能性。&br&&br&暂时就这些。
介绍一个最近新学的方法。 3D打印水/柠檬烯（limonene）溶解材料做模具进行浇筑。 把这种浇筑方式的最大优点提前说一下： 如果浇筑的技术好，可以做任何形式。做过浇筑的人都明白，浇筑完成是需要脱模的，就是把模具取下来。这种溶解材料做的模具，脱模就是…
我有照片，我们实验室保罗同学的试件，两年前放到萨凡纳河入海的地方，上个月刚捞出来运回实验室。&br&&br&我怕把你们的密集恐惧症给勾起来…&br&&br&3月28日更新：&br&&br&&b&你们舍得死，我就舍得埋。&/b&&br&&br&&br&给你们最后一次机会，有密集恐惧症的赶紧自己关掉页面。&br&&br&&br&&br&&br&&br&&br&&br&&br&&br&&br&&br&&br&&br&&br&&br&&img src=&/8dd254fbcadf1583017bcfb_b.jpg& data-rawwidth=&700& data-rawheight=&525& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&700& data-original=&/8dd254fbcadf1583017bcfb_r.jpg&&&img src=&/f7b92bddf218ab585be966_b.jpg& data-rawwidth=&525& data-rawheight=&700& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&525& data-original=&/f7b92bddf218ab585be966_r.jpg&&&img src=&/fb0a8eaec6ee72e4d2bbe_b.jpg& data-rawwidth=&525& data-rawheight=&700& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&525& data-original=&/fb0a8eaec6ee72e4d2bbe_r.jpg&&&img src=&/4b5412385dfbbddbd83ec9_b.jpg& data-rawwidth=&700& data-rawheight=&525& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&700& data-original=&/4b5412385dfbbddbd83ec9_r.jpg&&&br&谁还想要更多？
我有照片，我们实验室保罗同学的试件，两年前放到萨凡纳河入海的地方，上个月刚捞出来运回实验室。 我怕把你们的密集恐惧症给勾起来… 3月28日更新： 你们舍得死，我就舍得埋。 给你们最后一次机会，有密集恐惧症的赶紧自己关掉页面。 谁还想要更多？
&b&为什么钢筋混凝土梁里的钢筋不能太多？难道钢筋不应该越多越好吗？为什么钢筋太多了反而不好呢？&/b&&br&&br&我也觉得这个问题很好，我相信这也是很多同学的疑问，可能很多感兴趣的外行也有这样的疑问。本来我就想写在专栏里的，既然有这个问题了，就写在这里吧。&b&话说我这是免费给大家当助教的节奏么？&br&&/b&&br&我最爱栗子了，工科嘛，不用算例只用语言怎么说的清楚呢。让我们举个栗子吧，原谅我用英制单位的栗子，因为改成公制单位的工作量太大了。其实原理一样的，不碍事。&br&&br&一根混凝土简支梁，跨中承受集中荷载。我们假设简支梁的跨度是200英寸，截面高度是18英寸，截面宽度是16英寸。排除其它条件的干扰，我们采用单筋截面，钢筋中心线到受压边缘的距离 d 也相同，取为15.5英寸。混凝土强度 4 ksi，钢筋强度 60 ksi。&br&&img src=&/10aa17e8a81fd0dfa3cb0a_b.jpg& data-rawwidth=&300& data-rawheight=&279& class=&content_image& width=&300&&为了比较梁受弯承载力随钢筋面积的变化，我们考虑四种情况，钢筋面积分别为2平方英寸、4平方英寸、6平方英寸、8平方英寸。实际配筋面积不太可能全是这样的整数，我们只是为了计算和比较方便。&br&&br&首先，我们明确一点。&b&什么叫破坏？钢筋混凝土梁破坏，等于混凝土压应变达到极限压应变&/b&。ACI 规范里极限压应变是0.003，中国规范是0.0033，我们在下面的例子里采用0.003。&br&&br&&b&&u&第一阶段：开始加载到混凝土开裂&/u&&/b&&br&&br&我们逐渐加载，到某一个临界点，受拉侧的混凝土开裂。这一临界点我们用 cr（cracking）表示。&br&&br&分析也很简单，大家都会，按照弹性模量的比例把钢筋换算为等价的混凝土面积。此时，钢筋混凝土截面变成了均一材料构成的截面，符合材料力学的各种简化理论。&br&&img src=&/67dae7e49ecd9b_b.jpg& data-rawwidth=&700& data-rawheight=&228& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&700& data-original=&/67dae7e49ecd9b_r.jpg&&混凝土开裂的标准是混凝土拉应力达到开裂应力 fr。对于同一种强度等级的混凝土，fr 是一个定值，可以近似用&img src=&///equation?tex=7.5%5Clambda+%5Csqrt%7Bf_%7Bc%7D%5E%7B%27%7D+%7D+& alt=&7.5\lambda \sqrt{f_{c}^{'} } & eeimg=&1&& 来计算。所以，混凝土的开裂拉应变也是一个定值，等于这个开裂应力除以弹性模量，&img src=&///equation?tex=%5Cepsilon_%7Bcr%7D%3D%5Cfrac%7Bf_%7Br%7D%7D%7BE_%7Bc%7D%7D+& alt=&\epsilon_{cr}=\frac{f_{r}}{E_{c}} & eeimg=&1&&。对于强度 4 ksi 的混凝土来说，这个开裂拉应变等于0.0001316。&br&&br&对于我们这四种不同配筋的截面，开裂分析结果如下：&br&&ul&&li&钢筋面积 2 in^2，中性轴距截面上侧的距离 c=9.303 in，开裂弯矩 455.069 k-in，开裂曲率15.129*10^-6 rad/in，混凝土压应变 0.0001408&/li&&li&钢筋面积 4 in^2，中性轴距截面上侧的距离 c=9.579 in，开裂弯矩 499.109 k-in，开裂曲率15.626*10^-6 rad/in，混凝土压应变 0.0001497&/li&&li&钢筋面积 6 in^2，中性轴距截面上侧的距离 c=9.832 in，开裂弯矩 541.999 k-in，开裂曲率16.109*10^-6 rad/in，混凝土压应变 0.0001584&/li&&li&钢筋面积 8 in^2，中性轴距截面上侧的距离 c=10.064 in，开裂弯矩 583.784 k-in，开裂曲率16.579*10^-6 rad/in，混凝土压应变 0.0001669&/li&&/ul&&img src=&/fa7a3aab19a9e432ba92c4a9_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&242& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&/fa7a3aab19a9e432ba92c4a9_r.jpg&&看，混凝土开裂的时候，混凝土压应变只有 0.00015 左右，离 0.003 还远着呢。所以，钢筋混凝土在从 0.00015 到 0.003 的漫长余生里都是带裂缝工作的。这也是大家常说的混凝土如果不开裂，钢筋基本不起作用。&br&&img src=&/9d7b190af_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&321& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&/9d7b190af_r.jpg&&对于这根简支梁，我们现在知道了跨中弯矩和跨中截面的曲率，问：能不能算出跨中集中力和跨中竖向位移？能不能？说不能的同学，请认真复习功课。&br&&ul&&li&钢筋面积 2 in^2，混凝土开裂时的集中力 9.10 kip，跨中竖向位移 0.050 in&/li&&li&钢筋面积 4 in^2，混凝土开裂时的集中力 9.98 kip，跨中竖向位移 0.052 in&/li&&li&钢筋面积 6 in^2，混凝土开裂时的集中力 10.84 kip，跨中竖向位移 0.054 in&/li&&li&钢筋面积 8 in^2，混凝土开裂时的集中力 11.68 kip，跨中竖向位移 0.055 in&/li&&/ul&从这个结果我们也能得到一个额外收获，那就是如果为了控制裂缝和挠度，加钢筋几乎是没有用的。从2平方英寸到8平方英寸，钢筋面积翻了两番，开裂时的挠度反而更大了。&br&&img src=&/e1d083ed0d62d80ada13_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&485& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&/e1d083ed0d62d80ada13_r.jpg&&这是集中力和竖向位移的图形，四根梁的颜色分别为黑色、蓝色、绿色和红色。虽然钢筋面积相差很大，但是，直到混凝土开裂之前，总体上没有大的区别。&br&&br&&b&&u&第二阶段：混凝土开裂到钢筋屈服&/u&&/b&&br&&br&混凝土开裂之后，我们继续加载，此时混凝土裂缝逐渐向上发展，混凝土受压区变小。拉力从开裂掉的混凝土身上转移到钢筋身上，钢筋拉力逐渐加大。到某一个时刻，钢筋达到屈服强度。这一个临界点我们用 y（yielding） 表示。&br&&br&判断屈服极限点的标准就是钢筋达到屈服强度，因为我们用的是同一种钢筋，所以其实也就是钢筋达到屈服拉应变。也就是说，钢筋的屈服拉应变是一个定值，&img src=&///equation?tex=%5Cepsilon_%7By%7D%3D%5Cfrac%7Bf_%7By%7D%7D%7BE_%7Bs%7D%7D+& alt=&\epsilon_{y}=\frac{f_{y}}{E_{s}} & eeimg=&1&&。对于60 ksi 的钢筋来说，这个屈服拉应变等于0.002069。&br&&img src=&/e954d1dba3df0d87f95069_b.jpg& data-rawwidth=&700& data-rawheight=&309& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&700& data-original=&/e954d1dba3df0d87f95069_r.jpg&&为了保证结果的准确性，我们采用较为准确的混凝土受压区的抛物线应力分布，而不是近似的三角形分布。&br&&br&对于我们这四种不同配筋的截面，屈服分析结果如下：&br&&ul&&li&钢筋面积 2 in^2，中性轴距截面上侧的距离 c=4.777 in，屈服弯矩
k-in，屈服曲率192.947*10^-6 rad/in，混凝土压应变 0.0009217&/li&&li&钢筋面积 4 in^2，中性轴距截面上侧的距离 c=6.648 in，屈服弯矩
k-in，屈服曲率233.729*10^-6 rad/in，混凝土压应变 0.001554&/li&&li&钢筋面积 6 in^2，中性轴距截面上侧的距离 c=8.293 in，屈服弯矩
k-in，屈服曲率287.077*10^-6 rad/in，混凝土压应变 0.002381&/li&&li&钢筋面积 8 in^2，如果按照上面的计算过程，此时 c=10.395 in。但是，注意到，此时混凝土压应变已经达到了 0.004213，远远超过了 0.003。也就是说，这是根超筋梁，钢筋不可能屈服，混凝土会在钢筋屈服之前就达到0.003的极限压应变。我们反过去推算，已知混凝土压应变是0.003，求钢筋拉应变是多少？计算结果是此时 c=9.537 in，钢筋拉应变为0.001876，小于屈服拉应变0.002069。当混凝土压应变达到0.003时，弯矩为
k-in，曲率为 346.967*10^-6 rad/in&/li&&/ul&注意，下面这个屈服应变图跟上面的开裂应变图的比例不同，因为都按同一个比例的话，下面这张图就实在太宽了。&br&&img src=&/ed2dfff9c1ce1_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&224& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&/ed2dfff9c1ce1_r.jpg&&当到达钢筋屈服点的时候：第一根梁，混凝土压应变还不到0.001，离着 0.003 的压碎点还有好长一段距离；第二根梁，压应变达到了0.0015，已经走完了 0.003 的一半；第三根梁，压应变 0.002381，人生路已经差不多了，快要到 0.003 的死亡点了；&b&第四根梁，钢筋还没屈服呢，混凝土就压碎了，人死了，钱还没花完，你说这事儿闹的&/b&。&br&&img src=&/8ee10bb9bd9dec_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&404& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&/8ee10bb9bd9dec_r.jpg&&同开裂一样，我们现在知道了屈服时的跨中弯矩和跨中截面的曲率，我们同样可以得出屈服时跨中集中力和跨中竖向位移。注意，因为混凝土开裂，所以，此时的混凝土梁相当于一根变刚度梁。&br&&ul&&li&钢筋面积 2 in^2，钢筋屈服时的集中力 33.22 kip，跨中竖向位移 0.563 in&/li&&li&钢筋面积 4 in^2，钢筋屈服时的集中力 62.65 kip，跨中竖向位移 0.737 in&/li&&li&钢筋面积 6 in^2，钢筋屈服时的集中力 87.8 kip，跨中竖向位移 0.921 in&/li&&li&钢筋面积 8 in^2，混凝土应变达到 0.003 时的集中力 110.33 kip，跨中竖向位移 1.119 in&/li&&/ul&&img src=&/d5efaf822d0c_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&474& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&/d5efaf822d0c_r.jpg&&这个结果告诉我们什么呢？基本上，钢筋屈服时的承载力跟钢筋面积是成正比的。钢筋面积从2到4再到6，承载力分别为大约30、60、90。注意到，第四根承载力不是120左右，而是只有110左右。那是因为它人死了，钱没花完，还有一部分钢筋没用完，所以没能达到120。&br&&br&&b&&u&第三阶段：钢筋屈服到混凝土达到极限压应变&/u&&/b&&br&&br&很遗憾，第四根梁已经提前牺牲了，所以能走进这一阶段的只有前三根。&br&&br&钢筋屈服之后，我们继续加载，此时钢筋应力不会再增加，混凝土压应力逐渐增加，受压区高度逐渐减小，压应变逐渐变大，直至到达最终的死亡点——压应变 0.003。这个死亡临界点我们用 ult（ultimate）表示。&br&&img src=&/d6c34d6aab28ba6974f5f_b.jpg& data-rawwidth=&700& data-rawheight=&318& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&700& data-original=&/d6c34d6aab28ba6974f5f_r.jpg&&死亡临界点的判断标准也很简单，我们也强调了好几次了，那就是混凝土压应变 0.003。在极限阶段，混凝土近似采用矩形应力分布已经足够准确，所以我们也采用矩形应力分布。&br&&br&对于我们剩下的这三根战斗到最后的梁，极限状态分析结果如下：&br&&ul&&li&钢筋面积 2 in^2，中性轴距截面上侧的距离 c=2.595 in，极限弯矩
k-in，极限曲率 rad/in，钢筋拉应变 0.015&/li&&li&钢筋面积 4 in^2，中性轴距截面上侧的距离 c=5.190 in，极限弯矩
k-in，极限曲率578*10^-6 rad/in，钢筋拉应变 0.00596&/li&&li&钢筋面积 6 in^2，中性轴距截面上侧的距离 c=7.785 in，极限弯矩
k-in，极限曲率385.333*10^-6 rad/in，钢筋拉应变 0.00297&/li&&/ul&&img src=&/17aabdbfed5f_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&198& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&/17aabdbfed5f_r.jpg&&同样，我们继续反算跨中集中力和跨中竖向位移。此时，跨中完全屈服，保守估计，我们近似将跨中的屈服范围定为与d相同，等于 15.5 英寸。实际的屈服范围完全可以比这个大得多，但我们只按最保守的情况估算。&br&&img src=&/211cae402e7db55ab8f7a14_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&429& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&/211cae402e7db55ab8f7a14_r.jpg&&&br&&ul&&li&钢筋面积 2 in^2，最终破坏时的集中力 34.55 kip，跨中竖向位移 1.336 in&/li&&li&钢筋面积 4 in^2，最终破坏时的集中力 63.81 kip，跨中竖向位移 1.054 in&/li&&li&钢筋面积 6 in^2，最终破坏时的集中力 87.8 kip，跨中竖向位移 1.066 in&/li&&/ul&&img src=&/ef8ef3fbd58f815bef359_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&469& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&/ef8ef3fbd58f815bef359_r.jpg&&跟上面屈服点的计算结果对比一下，我们能得出什么结论呢？承载力几乎没有变化，还是大约30、60、90，但是，位移全部变大了。增加最多的是第一根，从0.563 英寸大幅增大到了 1.336 英寸；增加最少的是第三根，从0.921 英寸小幅增大到 1.066英寸。&br&&br&下面，我们终于回到正题了。我们看一下上面这张 P-Δ 曲线，它能告诉我们什么呢？&br&&br&&b&首先，我们可以判断承载力&/b&。如果跨中集中荷载为 20 kip，那么钢筋 2 平方英寸的第一根梁就够了；如果外荷载为 60 kip，我们需要第二根梁；如果外荷载为80 kip，那么我们需要第三根梁；注意，如果外荷载为 100 kip，我们需要的不是第四根梁，我们需要的是一根截面更大的梁。&br&&br&&b&其次，我们可以判断耗能情况&/b&。什么叫耗能？这张图横坐标是位移，纵坐标是外力。问：力乘以位移等于什么？答：等于能量。没错，每一条曲线下的面积就等于这根梁从开始加载到最终破坏所能消耗的所有能量。很多时候，外力不是以静力荷载的形式作用在结构上，而是以动能的形式，比如爆炸、地震、撞击等等。这个时候，耗能能力的比较就显得很重要了。&br&&br&那我们这四根梁的耗能能力如何呢？很简单的几何题，算曲线与横轴之间的面积，中学生都会。四根梁的耗能能力依次为 37.26 k-in、45.15 k-in、55.77 k-in、65.24 k-in。&br&&br&举个例子，比如这根梁位于工业建筑内，跨中上方有一个设备，由于种种原因，这个设备有可能会偶然掉下来，那会不会把这根梁砸坏呢？假设这个设备重30000磅，掉下来撞击到梁的瞬间速度为每秒3英尺，那总的动能就是&img src=&///equation?tex=%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7D+mv%5E%7B2%7D+& alt=&\frac{1}{2} mv^{2} & eeimg=&1&&，等于50.35 k-in。这时候，就需要第三根梁了。虽然第二根梁的静力承载力超过了 60000 磅，但是依然经受不住 30000 磅重的东西每秒3英尺速度的撞击。&br&&br&&b&第三，我们可以比较一下钢筋用量的提高带来的承载能力和耗能能力提高的效果&/b&。钢筋从2增加到6，钢筋放大了3倍，极限承载力从 34.55 放大到 87.8，放大了大约2.5倍，而耗能能力从 37.26 增加到 55.77，只放大了不到1.5倍。第一根梁跟第四根梁对比，钢筋放大了4倍，耗能只放大了1.75倍左右。而且，我们考虑的屈服范围是按照最保守估计的，实际的耗能能力提高的倍数，只会更小。&br&&br&&b&第四，我们可以比较一下最终破坏时的变形能力&/b&。很明显，配筋越多，破坏时的位移越小。或者，我们也可以通过弯矩-曲率曲线看到这一趋势。&br&&img src=&/9d7ba7ee5ac73f74fc770e4d2085382f_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&357& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&/9d7ba7ee5ac73f74fc770e4d2085382f_r.jpg&&钢筋越多，弯矩-曲率曲线从屈服到破坏越短，极限曲率越小，说明梁截面的转动变形能力越小。基本上，对于适筋梁来说，极限曲率跟钢筋面积成反比。抗震设计，很多时候看中的就是耗能和变形能力。也就是说，在这种时候，盲目的放大钢筋并不是个好选择。&br&&br&&b&第五，标准值到设计值的折减造成的影响。&/b&以上讨论的全部是标准值，用于实际设计的话，用的是折减后的设计值。简单说，配筋越多，钢筋拉应变越小，折减的越厉害。&br&&img src=&/e1f3c1a085b1b28289ef80d_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&349& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&/e1f3c1a085b1b28289ef80d_r.jpg&&这是这梁的极限弯矩承载力与配筋量的关系。我们先看红色曲线，横坐标为2，纵坐标接近2000，横坐标4，纵坐标3000左右，横坐标6，纵坐标4500左右，符合我们上面的计算结果。&br&&br&蓝色的 Mu 就是折减后的弯矩设计承载力。很明显，在配筋量大于5之后，几乎就是水平直线了。甚至因为配筋量加大，需要采用双排钢筋，反而还有下降。&b&所以，哪怕你不管耗能、变形能力，仅仅比较承载力，也不是钢筋越多越好。例子里的这根梁，配置5平方英寸以上的钢筋对承载力不会有任何提升。&/b&&br&&br&&b&其实呢，我罗罗嗦嗦这么多，解释的就是一个「延性」的概念&/b&。虽然可能超筋梁纸面上的承载力看上去也没什么问题，但是它已经不是一个延性混凝土构件了。没有延性，最大的问题就是变形能力严重不足，耗能也不够理想，很不符合「大震不倒」的设计准则。换言之，地震来了，结构变形非常大，这时候适筋梁处在它第三阶段的直线上，半断不断，苟延残喘，大家还能踩着它们逃命；而超筋梁呢，根本没有第三阶段的那段直线，很有可能「喀嚓」一声就彻底不行了，多的那些钢筋全是浪费，发挥不了什么作用。&br&&br&所以呢，合理的抗震设计策略就是避免超筋梁，用合理的结构布置、截面尺寸、钢筋配置换取最大的变形能力和耗能能力。盲目的多加钢筋，可能会适得其反。实际工程实践中，很多工程师喜欢盲目的放大钢筋，美其名曰追求安全性能，次梁用25的钢筋，框架梁全部28的。我觉得呢，追求安全没错，但是得科学合理，不能好心办坏事。就拿这个例子来说吧，如果设计荷载的集中力是25 kip，那你配个2平方英寸的钢筋就足够了。如果你非得用8平方英寸的钢筋，不光花了4倍的钱，还减少了差不多五分之一的最大变形能力，这是何苦呢？&br&&br&我们在这里分析的，只是钢筋面积的影响。如果我改变截面宽度呢？截面高度？我提高混凝土强度呢？提高钢筋强度呢？如果我配置受压钢筋呢？这些会对承载力、耗能、变形能力有什么影响呢？有兴趣的同学们，自己试试看吧。
为什么钢筋混凝土梁里的钢筋不能太多？难道钢筋不应该越多越好吗？为什么钢筋太多了反而不好呢？ 我也觉得这个问题很好，我相信这也是很多同学的疑问，可能很多感兴趣的外行也有这样的疑问。本来我就想写在专栏里的，既然有这个问题了，就写在这里吧。话说…
你们不看规范么？&br&&br&打开《混凝土设计规范》，翻到11.7.6，看看这一条是什么。再翻到条文说明，看看是怎么解释的。&br&&br&这一条里的公式是这样的：&br&&img src=&///equation?tex=V_%7Bw%7D+%5Cleq+%5Cfrac%7B1%7D%7B%5Cgamma+_%7BRE%7D%7D+%5Cleft%28+0.6f_%7By%7DA_%7Bs%7D%2B0.8N++%5Cright%29+& alt=&V_{w} \leq \frac{1}{\gamma _{RE}} \left( 0.6f_{y}A_{s}+0.8N
\right) & eeimg=&1&&&br&&br&V 是水平剪力，N 是竖向轴力，水平剪力等于0.8倍的竖向轴力，那请问这个 0.8 是什么？高中物理学的是不是水平摩擦力等于摩擦系数乘以竖向压力？&br&&br&再看看条文说明：&br&&blockquote&水平施工缝处的竖向钢筋配置数量需满足受剪要求。根据剪力墙水平缝&b&剪摩擦&/b&理论以及对剪力墙施工缝滑移问题的试验研究，并参照国外有关规范的要求提出本条的要求。&/blockquote&参照的是什么国外规范呢？可以看一下 ACI 318 第11.6.4节，尤其是11.6.4.3条。&br&&br&这个摩擦系数什么意思呢？为什么叫剪摩擦呢？跟施工缝又有什么关系呢？&br&&img src=&/31b8d3af511eddeff561_b.jpg& data-rawwidth=&196& data-rawheight=&300& class=&content_image& width=&196&&施工缝处混凝土受剪，实际上是界面处的混凝土锯齿状粗糙表面的互相作用。&br&&img src=&/e5fc7cbdbebcc3_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&271& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&/e5fc7cbdbebcc3_r.jpg&&上半部分的混凝土，承受一个水平剪力V和竖向轴力N。根据右边高中物理的知识，竖向压力产生一个摩擦力f，水平力平衡，这个摩擦力 f 就应该等于水平外力，也就是 V。&br&&img src=&/c2eda153cd2b611682fdf43_b.jpg& data-rawwidth=&400& data-rawheight=&400& class=&content_image& width=&400&&也就是说，最终是这样的一个结果，竖向轴力乘以摩擦系数，等于水平摩擦力，而这个水平摩擦力，必须要与水平外力平衡，水平外力也就是剪力墙承受的剪力 V。&br&&br&问题来了，如果我的 N 不够大，导致乘以摩擦系数之后的摩擦力不够大，小于水平剪力，怎么办呢？&br&&br&规范告诉你了，加钢筋，也就是加大竖向力。实际的竖向轴力等于现在的外部轴力，再加上竖向钢筋的屈服拉力，也就是上面公式里的&img src=&///equation?tex=%5Cleft%28+0.6f_%7By%7DA_%7Bs%7D%2B0.8N++%5Cright%29+& alt=&\left( 0.6f_{y}A_{s}+0.8N
\right) & eeimg=&1&&。竖向力变大了，摩擦力也就变大，也就足以与水平剪力 V 平衡了。&br&&br&那这个摩擦系数是多少呢？为什么是 0.8 呢？ACI 318 规范对于这个摩擦系数是这样规定的：&br&&blockquote&1.4——整体一次现浇的混凝土&br&1.0——表面打毛后浇筑的混凝土施工缝（粗糙程度不得低于四分之一英寸）&br&0.6——表面未打毛的混凝土施工缝&br&0.7——混凝土和抗剪钢栓钉或者钢筋之间&/blockquote&看上去我们规范的0.8，像是1.0和0.6的平均值。&br&&br&现在，我们再打开《钢结构规范》，翻到11.3.1，看看这里面钢栓钉的公式是什么？&br&&img src=&///equation?tex=N_%7Bc%7D%5E%7Bv%7D+%5Cleq+0.7A_%7Bs%7D+%5Cgamma+f& alt=&N_{c}^{v} \leq 0.7A_{s} \gamma f& eeimg=&1&&&br&&br&为什么抗剪承载力要小于等于0.7倍的栓钉的抗拉承载力？看看 ACI 规范混凝土与抗剪钢栓钉之间的摩擦系数是多少？是不是0.7？&br&&br&再看看《钢结构规范》的条文说明，这一条的来源是1981年的欧洲组合结构规范，抗剪承载力上限是0.7倍的抗拉承载力。&br&&br&让我们再看看 AISC 360 规范关于抗剪栓钉的规定，同样是抗剪承载力小于等于抗拉承载力乘以一个系数，这个系数由 I8.2a 的表格给出，根据不同的压型钢板方向、栓钉间距等等条件，这个系数介于0.42到0.75之间。&br&&br&问题来了，为什么我们的混凝土规范不管有没有打毛，一律0.8呢？为什么我们的钢结构规范不管栓钉间距如何，一律0.7呢？&br&&br&我不知道，希望能有人告诉我为什么。
你们不看规范么？ 打开《混凝土设计规范》，翻到11.7.6，看看这一条是什么。再翻到条文说明，看看是怎么解释的。 这一条里的公式是这样的： V_{w} \leq \frac{1}{\gamma _{RE}} \left( 0.6f_{y}A_{s}+0.8N \right) V 是水平剪力，N 是竖向轴力，水平剪力等…
谢邀&br&&br&首先我建议题主在明确一下问题，最好是举一个例子。&br&什么叫做新老混凝土，尤其是老是多老？&br&而且容不容易，这个不好衡量，&u&&b&我们先看看能不能形成整体吧。&/b&&/u&&br&&br&在大桥施工，大坝施工，大型楼板施工，一次性浇筑完成整体混凝土，肯定是不现实的。&br&&img data-rawheight=&245& data-rawwidth=&492& src=&/5b1e32ae7d7c676d5272_b.jpg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&492& data-original=&/5b1e32ae7d7c676d5272_r.jpg&&&br&以连续刚构桥的施工为例，一座跨度150m左右的连续刚构桥，对称施工，需要悬臂74m左右，平均每次施工能够浇筑3m左右，也就是说需要分成20段左右，每段施工时间大概是1周，那么整个梁体施工的有效工期大概是20周。&br&每段混凝土与每段混凝土之间，算是新老混凝土了吧。但是桥梁的整体性非常好呀。&br&&br&这个例子中，相邻新旧混凝土的龄期相差不大，也就是1周左右，我们再来看更长的。&br&&img data-rawheight=&220& data-rawwidth=&651& src=&/f9d1cf5e563b2e977e930b_b.jpg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&651& data-original=&/f9d1cf5e563b2e977e930b_r.jpg&&这是某特大跨度钢筋混凝土拱桥的构造图，我们看图上的尺寸，截面最窄的位置也有18m宽，这个截面不是一次浇筑完成的。&br&&br&&b&这个断面都不是一次性浇筑完成的。&/b&&br&它的施工顺序是：&br&1、按“底板、腹板、顶板”的顺序，两个工作面浇筑上半段边箱外包混凝土；&br&2、三个工作面浇筑中箱底板混凝土；&br&3、三个工作面浇筑中箱顶板混凝土；&br&这样一个箱体，分成了底板，腹板，顶板三个部分浇筑，每部分都是浇筑完全桥再浇筑下一部分。&br&间隔时间大概都有100多天以上。&br&&br&&b&也就是说这个断面分成三次浇筑，每次浇筑间隔达到了100天以上。最后当然也是形成了良好的整体。&/b&&br&&br&下面这个图是架桥机正在架设的简支T梁，T梁都是在工厂预制好，拿到现场拼装的。在铁路桥中为了减小收缩徐变效应，T梁在梁长存放时间都超过半年。&br&&img data-rawheight=&234& data-rawwidth=&420& src=&/cae224af032eeb4be7a18_b.jpg& class=&content_image& width=&420&&&img data-rawheight=&160& data-rawwidth=&289& src=&/6ddadbcdb96f_b.jpg& class=&content_image& width=&289&&&br&显然，最后这个桥梁也形成了整体。&br&&br&另外就是加固行业，用混凝土增大截面是很常用的加固方法。&br&&br&&b&最后我们得出一个结论，新老混凝土可以形成整体，而且工程中大量使用，至于容不容易，那你自己也可以衡量了。&br&&br&我们再来看，如何使混凝土形成一个整体。&br&&br&&/b&结构构件承担的力主要来说就是拉压力，&u&&b&新旧混凝土之间如果是压力，那就很简单了，压力只会使他们结合得更紧密&/b&&/u&，就比如我说的第一个例子。&br&梁体中有预应力钢筋，预应力给梁体巨大的压力，这个压力会使新旧混凝土结合紧密。&br&&br&那么如果&u&&b&新旧混凝土之间存在拉力，是不是就要脱开了呢。&br&混凝土本身就是一个承受拉力很差的材料，必须借助钢筋才能够承担。所以在承受拉力的时候，也就无所谓新旧混凝土了，如果有足够的钢筋的话。&/b&&/u&&br&&br&在第二，三个例子中新旧混凝土之间肯定是有拉力的，这个拉力也是由钢筋来承担的。我们看下面这张图，在T梁浇筑完成后，还露出了许多钢筋，这个钢筋就是为了将来和另一块T梁连接在一起预留的。&br&两片T梁之间，就是通过钢筋和现浇一部分连接混凝土来形成整体，并保证整体性能的。&br&&br&在建筑加固领域一样是这样的，要想把一根柱子加长，必须要先凿出钢筋，将新钢筋与旧钢筋连接好，然后再浇筑新的混凝土。&br&&img data-rawheight=&263& data-rawwidth=&350& src=&/191cb1e0a87bbc_b.jpg& class=&content_image& width=&350&&&br&&br&&br&&br&前面是宏观的，从工程的角度说明，新旧混凝土是可以做到良好的连接。&br&&br&如果你要更深入的研究新旧混凝土截面上的性能，我搜到了一篇论文。&br&这篇论文主要侧重于新旧混凝土直接的粘结性能，而不包括钢筋的影响。&br&&img data-rawheight=&359& data-rawwidth=&759& src=&/19ff266ccaaafd45fb52_b.jpg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&759& data-original=&/19ff266ccaaafd45fb52_r.jpg&&&br&&br&&img data-rawheight=&507& data-rawwidth=&768& src=&/38babe6d022_b.jpg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&768& data-original=&/38babe6d022_r.jpg&&&img data-rawheight=&313& data-rawwidth=&772& src=&/06beb7c53fffc_b.jpg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&772& data-original=&/06beb7c53fffc_r.jpg&&&br&&img data-rawheight=&148& data-rawwidth=&788& src=&/525da087b77d1df97c9d1db8_b.jpg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&788& data-original=&/525da087b77d1df97c9d1db8_r.jpg&&
谢邀 首先我建议题主在明确一下问题，最好是举一个例子。 什么叫做新老混凝土，尤其是老是多老？ 而且容不容易，这个不好衡量，我们先看看能不能形成整体吧。 在大桥施工，大坝施工，大型楼板施工，一次性浇筑完成整体混凝土，肯定是不现实的。 以连续刚构…
&b&竖向荷载的确是由框架柱来承担，但是水平荷载事实上也是由框架柱来承担的&/b&。想象一下，你和朋友面对面站好，手臂伸直，互相推对方，脚不能动，看谁先把谁推倒。为了保证自己不被推倒，胳膊再强壮有用吗？事实上，起作用的是腰部和腿部力量。&br&&br&再想象一下你站在公交车上，没有抓栏杆，公交车突然刹车。为了不被惯性晃倒，是你的胳膊在用力还是腿在用力？&br&&br&框架结构也是一样，框架柱是腿，框架梁是胳膊。为了不被地震推倒，所有的地震剪力都要由框架柱来承担。&br&&br&简单按底部剪力法和反弯点法来理解，每层的地震剪力由框架柱承担，由地震剪力和反弯点位置可以确定柱端弯矩，每个梁柱节点处，上柱柱底和下柱柱顶的弯矩是不平衡的，这个不平衡弯矩由该节点的框架梁承担，这也就是所谓的“框架”作用。&br&&br&在地震作用下，每层承受的层水平力，从下往上依次增加。累计起来的地震剪力，则是从上往下依次递增。因此，一般而言，顶层的梁柱受力最小，底层的梁柱受力最大。&br&&br&近似来看，各层框架梁的受力情况是这样的。在水平荷载作用下，底层受力最大，顶层最小；而在竖向荷载作用下，各层基本相同。&b&总体来看，各层框架梁的差异不大&/b&。对于地震力较大的框架，可能底部的框架梁需要提高混凝土强度等级，而对于地震力比较小的框架，可能从上往下框架梁都用C30也就足够了。&br&&br&而框架柱的情况则完全不同。水平荷载作用下，底层受力最大，顶层最小；而竖向荷载作用下，同样是底层受力最大，顶层最小。也就是说，&b&底部几层的框架柱承受着竖向荷载引起的最大的轴力和水平荷载引起的最大的弯矩&/b&。因此，这个部位的框架柱必须要加强。&br&&br&实际设计中，需要用&b&轴压比&/b&这个概念来控制框架柱的设计。也就是说，框架柱实际承受的竖向轴压力与它的混凝土部分理论上可以承受的最大轴压力的比值。各个抗震等级的框架柱的轴压比都有严格的限值。之所以要控制轴压比，让柱子承受的轴压力远远小于它可以承受的轴压力，就是让它留有充足的余量，保证足够的延性，进而保证它在水平荷载作用下有较好的表现。&br&&br&&b&其实这个也很好理解，柱子从上到下，肯定是越往下承受的荷载越大，所以底下的柱子应该比上面的结实&/b&。有两个方法可以让下面的柱子比上面的结实。其一是扩大截面，就是强度不变，让底下的柱子比上面的柱子粗大，所以就结实了。其二则是提高强度等级，截面不变，粗细都一样，但是底下的柱子强度比上面的柱子要高，所以也变结实了。&br&&br&扩大截面的缺点很多，建筑布局会受到影响，而且建筑实用面积会减少。此外，截面扩大后结构抗侧刚度会提高，继而会吸收更多的地震力，形成恶性循环，“面多了加水，水多了加面”，非常不合理。&br&&br&提高混凝土强度等级则没有这些缺点，在不扩大截面尺寸、不改变结构刚度的前提下，比较方便的就能够满足轴压比的要求。每一层的建筑布局也能够保持一致。而且，提高混凝土强度等级，对经济性的影响很小，高强度等级的混凝土比低强度等级的价钱贵不了多少。因此，这也是最常用的方法。&br&&br&&b&并不是所有框架柱混凝土强度等级都大于跟它相连的框架梁的，简单说，只要框架柱能够满足轴压比即可，混凝土强度等级太高了也没必要&/b&。梁C30，柱如果C30也能满足轴压比的要求的话，那就梁柱都C30就可以。&b&“强柱弱梁”说的是实际承载力，跟截面尺寸、配筋大小直接相关，与混凝土强度等级关系不大。&/b&Mbua的计算公式中，根本没有混凝土强度等级这一项。&br&&br&举例来说，一个比较高的框架结构，梁板柱混凝土等级很可能会是这样的：&br&&blockquote&底部几层
板C30&br&中间几层
板C30&br&顶部几层
板C30&/blockquote&而一个普通的框架结构，梁板柱混凝土等级则可能是这样的：&br&&blockquote&底部几层
板C30&br&顶部几层
板C30&/blockquote&如果是一个两三层的框架结构，那就更简单了，梁板柱统统C30就行了。
竖向荷载的确是由框架柱来承担，但是水平荷载事实上也是由框架柱来承担的。想象一下，你和朋友面对面站好，手臂伸直，互相推对方，脚不能动，看谁先把谁推倒。为了保证自己不被推倒，胳膊再强壮有用吗？事实上，起作用的是腰部和腿部力量。 再想象一下你站…
谢邀，我曾经也有过这个问题。&br&我甚至问过老师，问题退化到极限状态，全部采用钢结构，难道也很危险吗？这不就是钢结构吗？&br&&br&&br&这是个非常好的问题，结构设计原理的老师通常都会告诉你超筋不好，但是只是说超筋是脆性破坏，所以不好。&br&这样实际上是没有把问题讲透的。&br&&br&首先，按照你的前提条件：前提条件，荷载相同，截面尺寸相同。即除配筋外的一切条件相同。&br&超筋梁的承载能力与最大配筋率的适筋梁，基本相当。&br&&br&有这么一个试验，就是你提的这个条件，逐步从0开始，增加配筋率，一开始承载能力是提高的，当进入超筋状态后，承载能力基本保持不变了。&br&配筋率与承载能力的曲线，基本上就是下图的形态。&br&&img data-rawheight=&101& data-rawwidth=&95& src=&/e228e6c8d6b1b23510d9c_b.jpg& class=&content_image& width=&95&&&br&这就是说，当达到适筋梁的最大配筋率后，提高配筋率是不会提高梁的承载能力的。&br&原因是，超过最大配筋率后，钢筋是没法完全屈服的，结构的破坏是受到混凝土强度控制，而不是钢筋屈服控制了，所以钢筋强度没法完全发挥出来。相当于多加的钢筋，白加了。&br&&br&而，我们规范给的公式是基于适筋梁的假设，钢筋完全屈服，计算公式中钢筋应力用了钢筋设计强度的。&br&&u&&b&按照规范公式中，钢筋配的越多，梁承载能力越高。&/b&&/u&&br&&br&因此，如果配筋出现了超筋，而又采用了规范公式计算，这时候是高估了梁的承载能力的。&br&&u&&b&如果在高估的情况下，梁的承载能力才满足设计要求的话，那么实际梁的承载能力就低于设计荷载的要求，这就是危险的设计&/b&&/u&。&br&&br&所以超筋是大忌。
谢邀，我曾经也有过这个问题。 我甚至问过老师，问题退化到极限状态，全部采用钢结构，难道也很危险吗？这不就是钢结构吗？ 这是个非常好的问题，结构设计原理的老师通常都会告诉你超筋不好，但是只是说超筋是脆性破坏，所以不好。 这样实际上是没有把问题…
6.9 更新几个图片&br&------------------------------cut---cut----cut----cut----cut----------------------------&br&这个已经超出了简单的化学方程式来解释的程度。&br&&br&&b&A&/b&.氯离子离子半径比较小，扩散难以受到阻碍，当它运动到金属表面时可以吸附在金属表面上。氯离子本身具有一定的络合性，在吸附在铁表面后由于其较高的活性，可以与钝化膜（如果有钝化存在）或是铁在微观上发生反应，可以简单直观理解为它一点点地把钝化膜剥下来，直到钝化膜出现微观缺口。&br&&br&&b&B&/b&.当钝化膜出现缺陷时，这一缺陷处就有新鲜的金属裸露出来，此时金属局部上就是一个大原电池，缺口裸露金属处变成了一个活化阳极区（原电池中的负极），而其他未裸露区是面积广大的阴极区（原电池中正极），因此形成了一个所谓 大阴极-小阳极 组成，在阳极区的腐蚀电流也就是腐蚀速度会很大，使得钝化膜缺陷处迅速形成一个腐蚀出来的深坑。&b&这种现象一般称之为点蚀&/b&。&br&&br&由于点蚀产生的腐蚀表面一般是小而深的腐蚀坑，里面的溶液处于一个比较闭合的坑里面，所以比较难以扩散到坑外。金属腐蚀会产生了金属离子，比如Fe2+，这些金属离子会发生水解 Fe2+ + 2H2O = Fe(OH)2 + 2H+，会产生氢离子，而由于这些氢离子又扩散不到坑外去，所以腐蚀坑内pH会降低，进一步加速金属腐蚀。因此点蚀往往像一直往里面钻孔一样。&br&&br&点蚀机理示意图（此图对于反应发生顺序未标明，因此看起来有些混乱，无法理解的参考下方缝隙腐蚀示意图）。图片来源未知，如有侵权请告知。&br&&img src=&/39114fc9bba37d79924b8_b.jpg& data-rawwidth=&294& data-rawheight=&196& class=&content_image& width=&294&&缝隙腐蚀机理示意图（与点蚀相似）图片来源搜狗百科&a href=&///?target=http%3A///v8778717.htm& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&点腐蚀和缝隙腐蚀&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&img src=&/6d659f36f08aedc0af2b4f_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&675& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&/6d659f36f08aedc0af2b4f_r.jpg&&&br&&br&如图所示，铝合金表面的点蚀坑。图片来源：山东大学物理化学课程资料&a href=&///?target=http%3A//course./G2S/Template/View.aspx%3FcourseId%3D13%26topMenuId%3Daction%3Dview%26type%3D1%26name%3D%26menuType%3D1%26curfolid%3D117483& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&物理化学&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&img src=&/fdb14bba13f1d81952a91e_b.jpg& data-rawwidth=&334& data-rawheight=&230& class=&content_image& width=&334&&&br&&br&这方面的东西学的时间很长了，可能不是很准确，题主感兴趣的话，可以自己查阅下相关资料。&br&A过程涉及&b&Cl离子的剥蚀作用&/b&，或者叫Cl离子的腐蚀激发作用之类的，具体术语上我还真是有些说不准了，相关的理论研究和机理假说很多，针对不同类型钢材或是金属具体机理还不同。&br&B过程其实主要就是&b&点蚀理论&/b&，孔蚀或者缝隙腐蚀的原理跟它很类似。&br&&br&楼上的答案里面，氯离子对钢材的腐蚀&b&在任何pH条件&/b&下均会发生，只是酸性条件下更快。&br&另外&b&并不是什么氯离子跟谁搭档才会腐蚀&/b&，尤其氯化钠虽然很常见，但是海水中就是氯化钠氯化钾，海水腐蚀是最常见的氯离子腐蚀，每年带来的腐蚀损失都是上千亿计，防止海洋腐蚀是一项宏大艰巨的防腐工程。&br&&br&如图所示，海水中金属的腐蚀（干燥区、浪溅区、浸没区） 图片来源：山东大学物理化学课程资料&a href=&///?target=http%3A//course./G2S/Template/View.aspx%3FcourseId%3D13%26topMenuId%3Daction%3Dview%26type%3D1%26name%3D%26menuType%3D1%26curfolid%3D117483& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&物理化学&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&img src=&/81b064eac3d02b0ff21a162228aed07f_b.jpg& data-rawwidth=&326& data-rawheight=&235& class=&content_image& width=&326&&&br&氯离子腐蚀是一项很难的技术难题，在我学习腐蚀理论（大约4年前）时，&b&世界上还没有绝对的阻止氯离子腐蚀的技术&/b&，只是可以显著降低它的腐蚀速率而已。现在发展情况未知。&br&------------------------我割我割我割我割----------------------&br&&b&本人学习腐蚀理论较为浅显，时间也较长了，很多解释并不准确，如有谬误欢迎告知，一定第一时间纠正。如果您能写出详尽的答案就更好了:)&/b&
6.9 更新几个图片 ------------------------------cut---cut----cut----cut----cut---------------------------- 这个已经超出了简单的化学方程式来解释的程度。 A.氯离子离子半径比较小，扩散难以受到阻碍，当它运动到金属表面时可以吸附在金属表面上。氯…
&b&根本不矛盾，因为极限和屈服承载力本来就几乎相等。问题里的这张图画的太离谱了，所以造成了「极限弯矩比屈服弯矩大很多」的假象。&/b&&br&&br&为什么写论文一定要有 reference 呢？为什么引用别人的图表一定要标出引用来源呢？其中一个原因就是别人的图表有可能是错误的，或者是不完全正确的，所以你需要让读者知道原始来源，需要让读者能够自行判断图表的可信程度。&br&&br&就比如说，拿这个图6-5作为论据，那就得说明这是哪本书或者哪篇文章的图6-5，作者是谁，这是出自peer-review的论文、教科书、还是学生作业？否则读者怎么能相信这个图6-5是可信的呢？&br&&br&具体到这张图，意思是这个意思，但是比例并不合理，所以会给读者很大的误解。&br&&br&同样的弯矩-曲率关系，在 Wight 和 MacGregor 的 Reinforced Concrete: Mechanics and Design (6th Edition) 里是这样的：&br&&img src=&/ac7a2dde9cafc46b78bbc00cee39a414_b.png& data-rawwidth=&890& data-rawheight=&474& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&890& data-original=&/ac7a2dde9cafc46b78bbc00cee39a414_r.png&&&br&在更经典的 Park 和 Pauley 的 Reinforced Concrete Structures 里，理想化的弯矩曲率是这样的：&br&&img src=&/dfe51a7cc47c465df8588e_b.png& data-rawwidth=&568& data-rawheight=&572& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&568& data-original=&/dfe51a7cc47c465df8588e_r.png&&在 Paulay 和 Priestley 的 Seismic Design of Reinforced Concrete and Masonry Buildings 里，理想化的弯矩曲率是这样的：&br&&img src=&/0dcc7b2d688a9d48a148aac01fb88dd6_b.png& data-rawwidth=&466& data-rawheight=&228& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&466& data-original=&/0dcc7b2d688a9d48a148aac01fb88dd6_r.png&&&br&这三张图表的共同特点就是极限弯矩几乎等于屈服弯矩，两者之间没有明显的数值大小上的区分。对于一般的抗震设计，计算模型就是简单的双直线弹塑性模型。&br&&br&也许你会说，这只是理论模型而已，那好，我们就来看真正的实验结果。去年我做了我们学校研究生混凝土课的课程实验，给同学们测试了相同截面、不同配筋率的若干混凝土梁，两端简支、跨中集中力加载，实测的跨中荷载-变形曲线是这样的:&br&&img src=&/f79a8a547b315fc8779ef_b.png& data-rawwidth=&364& data-rawheight=&339& class=&content_image& width=&364&&&br&能区分出屈服荷载和极限荷载的大小吗？能准确的定义出哪一点是屈服吗？&br&&br&即便是简单的根据应变协调来理论分析这些混凝土梁的荷载-位移，得出来的结果同样也是如此，屈服和极限荷载并没有明显的区别：&br&&img src=&/9d77a99faf608e3ac31e71d605c170d1_b.png& data-rawwidth=&537& data-rawheight=&323& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&537& data-original=&/9d77a99faf608e3ac31e71d605c170d1_r.png&&对于普通的截面尺寸、普通配筋率的混凝土构件来说，极限承载力和屈服承载力没有明显的数值上的差别，在一般的分析和设计中完全可以不做区分，直接简化为两者相等的理想弹塑性模型。
根本不矛盾，因为极限和屈服承载力本来就几乎相等。问题里的这张图画的太离谱了，所以造成了「极限弯矩比屈服弯矩大很多」的假象。 为什么写论文一定要有 reference 呢？为什么引用别人的图表一定要标出引用来源呢？其中一个原因就是别人的图表有可能是错误…
全世界都是。&br&&br&也许您想不到，这个世界上产量最多的工业品之一就是混凝土……&b&全世界平均每人每年三吨混凝土。&/b&全世界每年的水泥总产量超过三十亿吨，用于制造混凝土的砂石用量超过两百亿吨，用于制造混凝土的淡水用量超过二十亿吨。&br&&br&为什么？因为钢筋混凝土是目前最好的结构材料。结构材料的性能有很多，某些方面它可能不如钢结构、FRP、或者其它材料。但是总体来看，钢筋混凝土是最好的，否则也不会有如此之大的需求。钢筋混凝土性能很不错，经济实惠，方便可靠，不需要技术工人，原材料世界各地都能找到。
全世界都是。 也许您想不到，这个世界上产量最多的工业品之一就是混凝土……全世界平均每人每年三吨混凝土。全世界每年的水泥总产量超过三十亿吨，用于制造混凝土的砂石用量超过两百亿吨，用于制造混凝土的淡水用量超过二十亿}
我要回帖
更多推荐
- ·农村俗语：民间四大俗语大全黑、民间四大俗语大全白、民间四大俗语大全脏、民间四大俗语大全净，分别指的是什么？
- ·张伟然简历科研项目
- ·安溪合资福建公司注册册条件
- ·公共产品与个人产品的区别有哪些特点
- ·新型冠状病毒的防治原则防控措施有哪些
- ·求大随求心咒梵文的写法名字
- ·男生适合干课程顾问好做吗嘛 ，应届毕业生？
- ·回族人都是穆斯林穆斯林移民海外的人多吗
- ·安县兴仁乡长沟村文良今天赶集赶哪些乡场
- ·上证指数的计算公式计算公式？
- ·买房签合同需要带什么要注意哪些细节
- ·青岛市公租房房源家庭计分怎么查询
- ·单身买房还需要单身证明吗需要什么手续
- ·从香港红堪怎么坐地铁到香港dfs免税店地址
- ·京东上的膜法世家官方旗舰店自营旗舰店和外面店里买的有区别吗
- ·在圆林工司公司里不干活的人多受伤，手术后快半年了，要生活费不给，他还说能给我报医疗费，后来把我的医疗保险取走，
- ·上海门面房出租想出租出去，但半年了，看房的也多，为什么有几个说签合同的突
- ·一个一人最多几个证券帐户可以开几个帐户
- ·事处卖房人可替买房人办理刚拿到房产证想卖房吗
- ·蚂蚁金服是马云的吗这个企业是不是属于马云的，阿里巴巴是马云创立的，但不知道蚂蚁金服是马云的吗这个支付宝公司算不算马云的
- ·中国混凝土外加剂网中外加剂DF——11是什么
- ·二手房包括哪些费用交易税是多少？
- ·太平洋保险人寿险公司寿险里面糖尿病怎么赔
- ·在新密房子过户需要多少钱165平方须要多少钱
- ·宝宝一个月零三天还能在居民医保报销比例吗？需要什么证件
- ·梦见新建房子旁边有绍兴大树江房子出售流水
- ·淘宝商品月销量怎么看购物此商品8月14日日开卖什么意思？
- ·成都肉驴价格多少钱一斤驴的进口驴肉价格行情情
- ·跑灯具业务员收入高吗好做不，有做跑灯具业务员收入高吗的没
- ·网贷有哪些容易借钱你们选网贷吗
- ·拼多多和阿里巴巴那个赵丽蓉货真价实写错了
- ·需要急卖掉雄壮远足牦牛 打折怎么打广告呢?
- ·寄联邦快递寄文件到美国一个文件，15块钱是个什么鬼
