当一个钢筋混凝土的房子突然间去掉所有混凝土只剩下钢筋的话,那么它的强度会受何影响?

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。

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?

「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。

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。

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。

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