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2026-10-19

拉伸刚化与旧版本的偏差

为什么在根据 Quast 使用拉伸刚化时,旧版本程序中现有模型的结果会出现偏差?


回复:

自版本 6.16.0001 起,对于各向异性损伤材料,新的受拉刚化方法取代了原有全局作用的方法,适用于 Quast 方法和 Quast 修正方法。新方法在局部(即每个混凝土积分点处)作用,并在两个主应变方向上分别作用。与 6.16.0001 之前程序版本的偏差是有意为之的。只有使用较旧的程序版本才能与原有行为进行比较。更多信息请参见 RFEM 6 混凝土设计在线手册中的相关理论章节:

信息

该方法仅针对面单元实现。对于杆单元和实体单元,该方法不可用。

变更内容

原有方法与新方法
主题 原有方法 新方法
作用 对整个混凝土层或截面受拉行为的全局改变 在每个混凝土积分点处局部作用,并在两个主应变方向上分别作用
激活 所有配筋层中的最大钢筋应变激活受拉刚化 每个配筋层通过一个激活系数参与,该系数由其剩余能力、其与主受拉方向的夹角及其位置确定
方向与位置 不依赖于配筋方向,仅通过厚度对位置进行有限考虑 考虑配筋的方向和位置
后果 在钢筋无法起作用的地方也可能被激活,例如在受弯截面的受压侧 受拉刚化仅在钢筋能与混凝土共同作用的地方起作用

何时结果相近

在以下情况下,结果在性质上与旧版本相近:单一配筋方向法线方向上的简单受弯、受拉区有一层配筋、无显著收缩或显著初始应变,且基本材料在开裂前受拉时近乎线弹性。

何时会出现偏差

与旧版本相比预期的偏差
情况 预期偏差
多方向配筋 不相关方向的配筋层不再相互影响。受拉刚化仅在配筋层方向与混凝土主受拉方向相符的地方起作用。
两侧均有配筋 仅位于受拉区且方向正确的钢筋参与。受弯截面另一侧的受拉刚化不再无故激活。
收缩主导的状态 包括初始应变(例如由收缩引起)在内的混凝土应变被投影到配筋方向上。因此,即使仅凭钢筋应变提示为压力,当混凝土因受约束收缩而受拉时,受拉刚化仍可保持激活状态。
非线性基本材料 受拉刚化补充基本材料的应力。对于损伤材料,其行为因此可能与原方法有所偏差。
无参与配筋的区域 在没有配筋、配筋方向错误、距离过远或受压力作用的地方,不再补充受拉刚化。这些区域显示出底层混凝土材料的脆性受拉行为。

收敛性

原方法的简化可能掩盖非线性,在个别情况下表面上改善了收敛性。新方法优先考虑方向忠实性和局部性。

各向同性损伤材料

对于各向同性损伤材料,角度系数被替换。当前的两个主受拉应变被投影到配筋方向上,并分别按较大的主受拉应变进行归一化。这样得到两个主方向共用的一个激活值,因为各向同性损伤模型无法提供哪个方向开裂的信息。


作者

Marc 任职于产品工程部门,专注岩土工程,同时兼顾客户支持工作。他凭借专业经验,能够有效参与并解决复杂的技术问题。

链接


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