王斌：钢筋混凝土结构试验可以重复吗？

话说在2009~2011年间，咱土木行业里也有一个博客圈，朋友们通过博客交流，不亦乐乎。王博士便是这样一位老朋友，当年他在同济大学读博士，这些年联系少，估计早已毕业了吧。在整理友情链接的时候，发现他近期写了这样一篇文章，讨论混凝土结构实验是否也可以重复，这是挺有意思的话题，转载过来，大家看看有啥想法？

如果读过湖南大学易伟建教授的著作《混凝土结构试验和理论研究》，你可能就会清楚在半个多世纪前的1963年，美国University ofCalifornia Berkeley的B. Bresler教授和A. C. Scordelis教授在ACI StructuralJournal上发表了一篇关于RC梁的抗剪性能的论文“Shear Strength of ReinforcedConcrete Beams”，所完成了12个试件中有9个试件发生了剪切破坏（截止当前，这篇文章引用数为313次）。由于试验完成的比较早并且具有代表性，后来的研究者多次采用此试验数据（Benchmark）进行分析模型的验证。

Bresler                  Scordelis

Bresler–Scordelis的试验

然而40年后，2004年加拿大University of Toronto的F. J. Vecchio教授和其学生W. Shim在Journal of Structural Engineering发表了一篇论文“Experimental and analyticalreexamination of classic concrete beam tests”，是针对Bresler–Scordelis试验的再重复研究。至于为什么要重复这个试验，Vecchio在论文中说明了3点原因：（1）探究构件承载力与破坏模式的可重复性；（2）对Bresler–Scordelis试验的补充；（3）探究影响数值模拟精度的关键因素。

Vecchio- Shim的试验

虽然在Vecchio的重复试验中，混凝土的强度难以保证等同（最大误差近31%），但是其他参数大致相同。如果Bresler–Scordelis的试验存在明显的误差，那么以此作为Benchmark的分析需要进一步的审视。结果能够较好地重复40年前的试验，在一定程度上也说明了混凝土结构非线性的可靠性。

然后相比起Bresler和Scordelis两位教授，美国Northwestern University的Z. P. Bazant教授可能就没有这么“幸运”了。1991年Bazant教授的研究团队做了5组不同比例的梁的试验，主要是为了研究梁受剪破坏的尺寸效应，在ACI Structural Journal上发表了“Size Effect on Diagonal ShearFailure of Beams without Stirrups”。通过这个系列试验，Bazant教授将自己提出的尺寸率尝试推广到混凝土结构，这篇试验的文章影响比较大，后来也多次被他人引用（截止当前，这篇文章引用数为226次）。

但是到了2005年，加拿大University of Toronto的E. C. Bentz对这个试验的结果持有一定的质疑，便“重复”了这个试验，同样在ACI上发表了“Repeating a Classic Set ofExperiments on Size Effect in Shear of Members without Stirrups”，发现试验的结果和Bazant教授以前的结论差别很大，之所以给重复二字加引号，是因为后者的试验并不是完全的再现了前者的试验，只是在一定参数上和前者的试验一致，所以这也为后来两个研究团队的论战埋下了伏笔。所以Bazant后来有回复说，难以理解Bentz为何不采用相同的试验参数，反而，2005年的试验再一次证明了1991试验结论的正确性。

读到这里可能才发现，原来在钢筋混凝土试验中曾经也存在重复试验的例子，虽然试验材料和试验条件的差异会增加“重复可操作性”的难度，但是对于尚未达成共识的难点问题（如以上关于混凝土受剪破坏的问题），试验结果的可重复性也正是深入认识机理的标志。

参考文献：

[1] 易伟建. 混凝土结构试验和理论研究[M]. 北京：科学出版社，2012.

[2] Bresler B, Scordelis A C. Shear strength of reinforced concrete beams[J]. ACIstructural journal. 1963, 60(1): 51-74.

[3] Vecchio F J, Shim W. Experimental and analytical reexamination of classicconcrete beam tests[J]. Journal of Structural Engineering, 2004, 130(3):460-469.

[4] Bazant Z P, Kazemi M T. Size effect on diagonal shear failure of beams withoutstirrups[J]. Structural Journal, 1991, 88(3): 268-276.

[5] Bentz E C, Buckley S. Repeating a classic set of experiments on size effect inshear of members without stirrups[J]. ACI structural journal, 2005, 102(6):832-838.