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CSFM(协调应力场法)中的应力-应变图

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所用材料及其特性是正确进行规范校核的基本参数。下面介绍 IDEA StatiCa Detail 中使用的应力-应变图,以及承载能力极限状态和正常使用极限状态下弹性模量 E 的计算方法。

在本文的第一部分,我们将重点介绍应力-应变图本身:

CSFM(协调应力场法)中实现的应力-应变图基于规范要求,包括欧洲规范(EN)和 ACI。在处理混凝土时,需要区分承载能力极限状态和正常使用极限状态的评估。 

承载能力极限状态(ULS)下的混凝土构件采用抛物线-矩形图(EN)或双线性图(ACI),并考虑压力软化效应。对于正常使用极限状态评估,则采用不同的、更简单的图形,即具有无限弹性分支的线性或双线性图。 

对于钢筋,采用具有斜顶支或水平顶支的双线性图,并在承载能力极限状态和正常使用极限状态校核中均考虑拉力刚化效应。

请观看下方视频,其中展示并简要介绍了所有应力-应变图。有关应力-应变关系的更详细说明,请参阅理论背景。

现在已明确所使用的图形,下面介绍弹性模量 E 的计算方法:

承载能力极限状态

弹性模量由特定龄期的混凝土应力值(引入混凝土抗压强度随龄期的增长)和最大强度值处的应变值计算得出。

下表最后一列显示了弹性模量随时间的增长情况,在龄期达到 28 天后,最大值达到 10GPa。

正常使用极限状态

规范在第 3.1.3 条中将 Ecm 值设定为 0.4fcm 处的割线弹性模量。

第(3)款规定:

下表显示了标准组合(正常使用极限状态)下弹性模量的增长情况:

骨料类型也会影响弹性模量的计算。混凝土中使用的骨料类型默认设置为石英岩。对于石灰岩或砂岩骨料,弹性模量取折减值;对于玄武岩骨料,则取增大值。

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