在本节中,我们重点介绍强度和锚固(承载能力极限状态校核)。请注意,选择其中一项承载能力极限状态校核后,顶部功能区会出现一个新选项卡(Results)。
在左侧,您可以选择显示自动极值、特定承载能力极限状态组合或增量的结果。请记住,计算采用非线性方法(钢材和混凝土均允许塑性应变)。 且仅考虑承载能力极限状态组合或单独荷载工况。
其余按钮用于在当前结果之间切换。
Results选项卡中的最后几个按钮用于编辑图形输出(绘制网格、视图比例或显示极值)。
混凝土
我们可以观察六种可能的结果,逐一介绍如下。
应力校核值
第一个值表示相对于混凝土强度的材料承载比水平,即混凝土应力与混凝土强度之比。 有关极限值确定方法,请参阅以下文章。
- 承载能力极限状态分析
混凝土压应力
下一选项用于显示在施加荷载比例下混凝土应力σc 的分布,也称为主应力σ2。

混凝土压应变
点击结果选项卡中的第三个图标,可显示在施加荷载比例下混凝土应变εc 的分布,也称为主应变ε2。

混凝土压缩塑性应变
要观察混凝土中塑性行为的发生情况,请继续查看混凝土压缩塑性应变。您可以显示混凝土处于应力-应变图塑性段的区域。

主应力方向
该功能显示主应力方向。由于混凝土拉力被排除,仅显示压力向量。

抗压强度折减系数
第六个选项显示由横向应变引起的混凝土抗压强度折减分布,即压力软化效应。该现象(kc2)以及混凝土随强度增加而增大的脆性,均通过系数kc加以考虑。

如需了解更多内容,请阅读文章:材料模型(EN)。
钢筋
对于钢材,与混凝土类似,我们有更多选项用于显示结果。总体而言,可以显示钢筋中的应力和应变,以及应力或应变与极限值之比。
应力或应变与极限值之比
前两个图标允许您校核应力和应变与其极限值之比。第三个图标显示应力与屈服应力的比较,即材料承载比水平。

应力与应变
除上述选项外,还可以显示钢筋的应变(εs)或应力(σ2)。在数据选项卡中,可逐一查看各根钢筋,也可在主窗口中查看模型和总览。

锚固
锚固是承载能力极限状态最后一项可用结果。
为了解进入计算的力的来源,我们先逐一讨论各组成部分。
粘结应力
粘结应力𝜏b (钢筋表面的应力)由粘结单元的变形计算得出,该单元代表混凝土(二维单元)与钢筋(一维单元)之间的连接。 该关系由应力-变形函数表达,见下图。

注意,允许发生滑移。
fbd* - 屈服粘结应力
fbd - 极限粘结应力
Gb - 弹性段剪切刚度
Rf - 强化系数
δu, max - 极限滑移
一旦进入塑性段——𝜏b = fbd*,应力(𝜏b)相对于变形(δu)的增长幅度不再显著。此时(𝜏b = fbd*),粘结应力比校核值(𝜏b/fbd) 超过99%。在达到极限变形δu, max 之前,校核均通过。

锚固力
由代表所选钢筋锚固类型的弹簧传递的力称为锚固力。最大*锚固力按以下公式计算——Fau=β⋅As⋅fyd, 其中:
β 基于锚固类型的锚固系数,
As 钢筋截面面积,
fyd 钢筋屈服强度设计值。
*最大力是钢筋在完全承载比时可达到的力。实际上,弹簧传递的力Fa将由钢筋中的实际应力计算得出,并根据混凝土与钢筋之间的粘结模型(粘聚力),进一步扣除沿钢筋长度方向积累的力。

如需了解更多锚固理论及粘结模型,请阅读以下文章:
- 有限单元类型
总力
总力Ftot是有限单元法分析的结果,可通过两种方式定义。
\[F_{tot}=A_{s}\cdot \sigma_{s}\]
其中As为钢筋截面面积,σs为钢筋中的应力。
粘结应力校核值
显示所选(组)钢筋的粘结应力(𝜏b)与极限粘结强度之比,反映钢筋与相邻混凝土之间极限粘结强度的承载比水平。

力校核值
力校核值是钢筋中总力(Ftot)与极限值之比。力的极限值取以下两值中的较小值:
- 该力由极限锚固力与从钢筋端部到计算点之间按极限粘结强度发展的力之和计算得出
- 钢筋的极限强度

换言之,Flim是考虑极限锚固力和钢筋极限抗力后的钢筋极限力。
如需进一步了解Ftot和Flim,请阅读以下文章:
- 承载能力极限状态分析
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