关于混凝土结构裂缝计算的疑问及联想
wanglixin6181
2013年12月13日 11:30:09
只看楼主

《全国民用建筑工程设计技术措施(2009版)》(以下简称“技术措施”)中说明:我国对于混凝土构件的受力裂缝宽度的计算公式,有三本规范:建设部、交通部、水利部的混凝土结构设计规范,计算结果相差很大。交通、水利工程的混凝土构件所处的环境条件比我们建筑物构件要严酷得多,但是建设部《混凝土结构设计规范(GB 50010 -2010)》计算的结果却是最大的。综上所述,我们可知:1、《混凝土结构设计规范(GB 50010 -2010)》裂缝宽度的计算公式所得出的裂缝宽度偏大;

《全国民用建筑工程设计技术措施(2009版)》(以下简称“技术措施”)中说明:

我国对于混凝土构件的受力裂缝宽度的计算公式,有三本规范:建设部、交通部、水利部的混凝土结构设计规范,计算结果相差很大。交通、水利工程的混凝土构件所处的环境条件比我们建筑物构件要严酷得多,但是建设部《混凝土结构设计规范(GB 50010 -2010)》计算的结果却是最大的。

综上所述,我们可知:

1、《混凝土结构设计规范(GB 50010 -2010)》裂缝宽度的计算公式所得出的裂缝宽度偏大;

2、该公式适用范围:适用于简支梁(单向受弯构件),不适用于连续梁和双向受力构件,也不适用于压弯构件如地下室外墙板等等;现在一些程序给出的裂缝计算结果有些不可靠,没有合理的理论依据,不宜采用。

根据上述说明,在这里有这样几个疑问:

1、这个问题是在“技术措施”(民用建筑)中提出来的,那么是否也适用于工业建筑?至于交通、水利工程肯定是不适用的,而且“技术措施”中也明确提到按《混凝土结构设计规范(GB 50010 -2010)》计算的裂缝宽度是最大的。那么,这是否说明交通、水利部门对这个问题研究得更为透彻?其采用的计算公式是否更为合理?

2、规范中的裂缝公式是基于简支梁试验得出的,而且是依据早年的试验得出的,最近一、二十年我国基本未进行混凝土基本理论的研究和试验。那么,未进行研究试验的真正原因是什么?是因为研究经费不足,还是由于研究难度太大,或者说已经失去研究的意义?

3、“技术措施”中明确提出除单向受弯构件外,规范公式不适用于其他构件,那么其他构件的裂缝计算公式在哪里?在具体设计与图审中又将依据什么规定进行?这不叫结构设计人员为难吗?

4、经与他国规范比较,我国对裂缝宽度的限制是最严格的,而且根据实际结构的观察与测试,其裂缝宽度几乎都比计算值要小。那么,既然我国的经济实力还比不上发达国家,而且实际也证明了计算公式的保守与不经济性,那为什么不对这个限制进行适当放松,而要白白地浪费资源与金钱呢?

5、就目前而言,之所以出现这个问题,是否说明对混凝土结构的裂缝出现机理还没有一个比较明确的认识?是否说明对裂缝的计算还得不出一个相对合理的结论?那么,这到底是不容易研究清楚还是根本就无法研究清楚?

有人将其归结到基础理论研究的忽视与放松。虽然基础理论研究应该是一个国家科技进步的需要,但这个问题已经超出了我们的讨论范围,就不再展开了。

从上述这些疑问而联想并延伸到其他一些问题,不妨举两个例子。

1、关于土压力计算问题。土压力计算有两个经典理论:库仑理论与朗肯理论。这两个理论都是十八、十九世纪的产物,虽然已经过去一、两百年,但目前依然是相对合理而实用的理论,就连土力学泰斗太沙基都未能提出更好更合理的土压力计算理论。库仑公式与朗肯公式都有自己的适用条件,在实际工程中与其公式所需的条件几乎不可能都相符。那么,我们还可以相信其计算结论吗?问题是我们没有更好的土压力计算理论,而按这两个理论计算的结果也能与实际情况基本相符,所以我们可以相信其计算结论。

2、关于多跨连续梁计算问题。我们都知道,对超过五跨的连续梁一般可以按五跨进行计算,其计算精度可以满足工程要求。这个结论应该是通过力学分析得到的,因为在试验中一般不会去搞一个六跨、七跨连续梁;即使有这种试验,但少量的试验恐怕也不具有代表性。那么,通过对诸如三跨连续梁试验所得的结论是否可以顺利地类推到多跨连续梁?因为从严格意义上说,三跨与六跨的作用效应肯定是有所区别的,那么是否意味着对三跨所得的结果就不能用于六跨呢?这个问题虽然存在,但由于对计算结果及工程实际的影响并不显着,所以可以忽略。

由此可见,提出问题虽然不容易,分析问题也会难得多,而要得到一个能解决问题的方法那是难上加难。目前的问题是虽然看到了问题但不去研究问题甚至于回避问题而使人对问题为之纠结并无所适从的问题。(抱歉,有些拗口。)这正是设计理论局限性之所在。因此,说目前的设计理论是一个“博大精深”的理论,在我看来是不太合适的。因为对裂缝计算这样一个不算太大的问题都不容易难研究清楚,又怎么能说是博大精深呢?所以,完善结构设计理论要走的路还很长,需要研究的问题还很多。

因此,在一定的条件下,在特定的时期中,在规范的框架内,从事结构设计也是一种没有更好办法的选择。与其说这是对设计者的一种“束缚”,不如说是设计者一种“无奈的选择”.
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画图匠
2013年12月13日 12:43:55
2楼
现在裂缝问题算是一个通病了,虽然说从我们传统受弯层面上分析受力的角度,裂缝计算也许偏于保守了。但对于诸如结构超长、收缩应力等我们甚少考虑的影响引起的裂缝大有存在。工程中控制受力上的理论裂缝,有时候也起到了歪打正着的效果。

前段时间看到了某大院一个讲座的ppt,列举了他们之前某工程的裂缝。角部、大板块、地下室顶板都裂得一塌糊涂。住宅中,住户可不会听你解释那个裂缝危害不大神马的。给点钱事小,遭官司就麻烦了。
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梦幻泡面
2013年12月13日 12:45:56
3楼
顶一下书生
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结构老卢
2013年12月13日 13:08:11
4楼
理论是人们对大自然认知以后经验的总结,不断认知不断修正,不能揠苗助长啊:lol
现有的理论也只是阶段性的经验啊
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高处能胜寒
2013年12月13日 13:21:32
5楼
书生你太牛了,想的好深。
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zongxiaoxiong
2013年12月13日 15:04:56
6楼
书生你太厉害了,佩服
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duanaihuihui
2013年12月13日 15:28:31
7楼
书生大哥,小弟看论坛,论坛一直说“裂缝宽度的计算公式适用于简支梁,不适用于连续梁和双向受力构件”,一直没有在规范上找到这些话,你能告诉我在哪里吗
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林夕一梦
2013年12月13日 17:15:15
8楼
规范的裂缝计算公式确实有其局限性,因为裂缝的产生太复杂,不可能用一个公式就搞定。
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小树监护人
2013年12月14日 21:05:49
9楼
我觉得目前普通的设计人员就按规范来就行了,好像新规范已经对裂缝计算有所放宽,剩下的让编规范的人去管吧:)
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你再猜啊
2013年12月14日 21:40:34
10楼
理论是人们对大自然认知以后经验的总结,不断认知不断修正,不能揠苗助长啊
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蒙赣津京
2013年12月14日 23:20:29
11楼
目前混凝土规范中裂缝的计算还是延用前苏联的那套,计算值比实际要大很多,而且还停留在单向受力阶段。说明我们的理论研究远远滞后,对于这些基础理论的研究及实试验实际上是很有必要的。目前土木工程类科研的误区是追求大跨,超高层等复杂结构,人云亦云,互相抄袭,所谓的大师,院士成名之后都无心学术,没有做到很好的引导,对于这些基本理论的试验一是不容易出成果,二是出了成果也不会引起多大学术影响,风气恶劣,悲哀。
混凝土规范明确正常使用状态的要求,但又不能给出合适的计算方法,哪怕是明确的构造保证也好。可怜广大设计人员,被要求算,还不能有有效的方法算。中国土木工程届研究人员的羞耻,天天夸夸其谈什么复杂结构,连最基本的都研究不透彻,谈那些还有何意义!可想,裂缝这一问题研究透彻,能为国家节省多少成本,比自认为合理的做100栋超高层都有实际意义。
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