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。
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本帖最后由 ougaogong 于 2010-6-21 16:51 编辑 ]
2楼
确实，如果在对构件配筋之前，必须要考虑配筋率对结构截面属性的影响，确实很难将内力计算进行下去，未知数太多。。。通常做法有2：其一，是找尽量多的条件，或试算，即使这样，考虑因素太多了，也是无法求解；其二，当然就是回避之，另辟蹊径——这就有了经验公式。
内力计算时采用弹塑性设计方法，以简洁、有效的方式使得所配钢筋更能充分发挥其性能，提高了利用效率。这多多少少就造成了楼主提到的“重构件，轻体系”。
特别是用软件做结构分析，如ANSYS，在建模时大多不单独建立相应的“钢筋单元”，当然其实该软件还是可以模拟钢筋混凝土构件的，采用solid65单元模拟，但其异常复杂，通常情况下是建立素混凝土单元，然后设定构件截面属性时将钢筋影响考虑进去，但是这个具体数值该怎样确定，在下学艺不精，还未找到合适方法。
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本帖最后由 wanda8458 于 2010-6-10 10:43 编辑 ]
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3楼
随便谈些看法：
1、周献祥老师的说法是非常严密的，作为学者提出这样的观点，就需要国家投入大量的试验来修改规范，以适合我们这样一线的操作人员了。
2、个人认为规范是考虑了配筋率的影响的，只是转变到一些基本的数据中去了，材料方面如弹性模量。计算方面如计算简图，计算长度。构造方面如最大、最小配筋率。以及后面一些的挠度，裂缝验算等。
3、作为论文我觉得很好。实践才是检验真理的唯一标准
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4楼
具体涉及对刚度的贡献比较难量化。
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5楼
下面是我的一些看法：
一般的钢筋混凝土结构设计流程如下：弹性刚度——内力分析——构件塑性设计——正常使用极限状态验算。
仅仅在“正常使用极限状态验算”下使用配筋后的构件真实刚度来计算，弹性刚度和考虑混合材料后的真实刚度是不同的。
而且，绝大部分软件都是仅对构件截面刚度，而不是体系真实刚度进行验算。
如：框架中的梁，计算刚度时的“混凝土有效抗拉截面”取值，基本上没考虑翼缘的影响，造成大部分框架梁梁端裂缝计算过大，进而影响配筋（此处仅指出影响裂缝计算的一个因素，其它因素不在本话题讨论）。
在【混凝土规范】7.3.12条里提到的刚度折减与考虑配筋后的截面刚度不是一个概念，它仅针对考虑二阶效应的弯压构件有关，是种数据向结果的模拟，而混合材料刚度与弹性刚度的不同是因为材料因素。
以此延伸：预应力可以提高刚度吗？我认为这是个伪命题。无论预应力钢筋还是普通的存在，都使得结构截面刚度变化。
考虑配筋率对截面刚度的影响，其实就是考虑配筋对结构弹性刚度的影响。
我个人对设计流程有如下意见：采用三轮计算法
1、弹性刚度——内力分析1——构件塑性设计——正常使用极限状态验算（调整配筋）——2
2、调整后刚度（拟刚度）——内力分析2——构件验算（调整）——正常使用极限状态验算（调整）——3
3、真实刚度——内力分析——构件验算——正常使用极限状态验算——完成
简化方法：
1、预算出不同构件、不同材料、不同配筋率下的构件刚度调整系数，制成表格
2、在计算程序中的不同构件填入刚度调整系数
3、内力计算
4、构件验算
5、正常使用极限状态验算
6、根据验算结果调整第二个数据——完成
即：1——2——3——4——5——6——2——……
如果想快速完成设计，需要工程师有丰富的经验或实验数据参考，很难！
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6楼
我的一些看法！共三点：
1..关于目前结构设计中常见“重构件轻体系”的做法是普遍的！这是与我国目前所掌握的工程资料和研究结果直接相关的，周献祥的说法恰恰说明我们目前在这方面领域的研究还处于落后的状态！急需加大研究力度！
2.目前我们所用的规范中体现的配筋率对刚度的影响很大一部分都是忽略如果配筋率大的话会按净面积进行计算的，如配筋率大于3%时等，规范中对此有多处规定！
3.尽管这样规范还有一些正常使用状态下的规定，构造方面硬性规定！这些对构件的配筋率对截面刚度的影响会在另一个角度上得到弥补！或称在限值上给予了足够的重视！
当然具体到影响多少，还是需要实验数据来说明的！:)
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7楼
5楼前面说的有道理，后面提出的方案还是难以实现，实际也没有必要那么复杂，关键就是我们的假定怎么设置。做工程设计与高校的科研又不同，我们只能说能否满足工程要求。
你的延伸：预应力可以提高刚度吗？我认为是可以的，它使构件变“硬”，有预应力时变形会减小。即便是消压后，我认为大部分情况下还是可以起到作用的。
我还想和大家讨论一下空心楼板的等厚假定计算方法的可行性。
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8楼
又一次拜读“达观贵人”仁兄大作了，的确好久没看到你发主帖讨论了:hug:
看完后的几点随想……
我们先看看什么是刚度：
刚度定义：一个机构的刚度（k）是指弹性体抵抗变形（弯曲、拉伸、压缩等）的能力。计算公式： k=P/δ P是作用于机构的恒力，δ是由于力而产生的形变。 刚度的国际单位是牛顿每米（N/m）。
材料或构件承受外力时抵抗变形的能力称为刚度。刚度不仅与材料种类有关，还与构件的结构形式、尺寸等有关。比如同样截面积的圆管和圆柱相比，前者抗变形能力要比后者好，我们称前者的刚度强（好），后者的刚度弱（差）。刚度好的构件，在外力作用下的稳定性也好。
对于混凝土结构中钢筋对构件刚度影响的问题我是这么考虑的
对于刚度EI、GI在截面特性不变的情况下，改变的只有材料模量
大家都知道，混凝土的弹性模量和钢材的弹性模量相差只有10倍（甚至还不到）
对于一般结构，我们的配筋率控制在1%左右，这样算下来钢材对构件弹性模量的影响最多也就10%左右。相对于常规结构现有的计算精度水平还是可以忽略的。
举个例子，我们使用pkpm计算框架结构时，中梁刚度放大系数，选填1.9和2.0感觉没有质的影响！~
对于整体结构对地震作用的影响，可能会使周期变短，作用加大，但是针对现有地震研究的水平，这个影响更是可以忽略（只是感觉现有地震区划实在是……呵呵）
对于空心楼板计算问题
感觉”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。”在不超过极限范围时是可以实现的
空心构件的使用，是为了充分发挥材料自有特性，抵抗相应作用的。简单说也就是“好钢用在刀刃上”。对于厚板，板的中心混凝土对受压、受拉的贡献几乎没有，这部分完全可以用填充材料代替，达到质轻而不降低受力性能的目的！~
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9楼
我觉得楼主有点钻牛角尖了（别扣我分啊 哈哈） 咱们的结构计算不管是混凝土的还是钢结构的 都是理想化 尽可能地能接近真实地模拟现实情况 即使是咱们做结构用的基本的那些力学知识 也都是有假设前提的 像什么连续性啊均匀性啊 和各向同性假定啊 也就是说为了能够计算 很多东西都是尽可能的简化了 而为了保证安全 于是就有了那一堆的分项系数啊 安全系数
不过想想楼主说的也有道理
我的看法就是这要分个度 比如抗弯刚度EI来说吧 如果一个截面 咱们配筋是按这个截面进行配筋 这个时候钢筋占截面的比例是一个定值 假入咱们在此往极端想 如果配的钢筋截面超过了百分之50（当然这是不可能的） 而EI刚度咱们在计算时依然用混凝土的E 那肯定是有问题的 但是一般这样的情况只有假定的时候有 现实很难碰到钢筋截面面积占构件面积的比例超过很大 一般咱们自我主观是可以忽略的（因为后面还有那堆安全系数在） 于是乎 咱们为了方便也就认为忽略了 算了 不说了 我都绕里面了 哈哈 基本我认为 影响不大 对内力也是 因为有系数在 如果太具体了 那就没法设计了 因为做工程或者设计都是很现实的 希望那些在搞研究的可以往这方面研究研究 说不定还真能又搞出个什么系数 比如钢筋截面积与构件截面积相关的系数呢 说的很糙 大侠们还请见谅啊
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10楼
一些东西不去较劲人就会持续惰性，规范亦然。
如果以前规范的都是合理的，还改编它干什么？很多专家针对各方面提出过很多意见和见解，发表过，但没有普遍化，说不定以后就能在规范中找到。躲在一大堆安全系数放大系数后面对于工程来说足够，对于技术就不行了。
我发帖目的是为了辩明，而不是来讨论当前工程影响是否保持惰性。
我记得启发我的一个前辈说的好，大意是：一些小问题只有在大构件中才能放大到吸引你眼球。较劲可以让我们眼睛更尖锐。
对于空心板，在空心率较大时，能否考虑等厚板，有时候假定差别特远，结果也相差很远，后果就是浪费了钢筋。
事物在发展，比如现在抗震说三水准，哪天要求变高了，三水准还行吗？基于性能/位移的抗震设计方法在某些人眼里恐怕也不是新名词了吧。
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11楼
一些小问题只有在大构件中才能放大到吸引你眼球。较劲可以让我们眼睛更尖锐。
说的好！~
现在的结构工程师的确有一部分已经成为了软件的奴隶，只是会出图、赚钱
“思”则有“变”！~创新就是“变”，进步就是“变”！~
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