RF-/CONCRETE 非线性计算

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根据EN 1992-1-1 [1]设计钢筋混凝土构件时,对于极限状态和适用性极限状态,可以采用非线性方法确定内力。 在考虑内力和变形的非线性作用的同时确定内力和变形。 计算裂缝状态下的应力和应变通常会产生远大于线性确定值的挠度。

上一篇文章介绍了在开裂状态下计算竖井梁,肋和板的一般方法。 下面的描述描述了钢筋混凝土连续梁的设计。 可以使用模块CONCRETE和RF-CONCRETE Members以及EC2和RF-CONCRETE NL的许可进行计算。

系统和荷载

连续梁的截面为20/35 cm,混凝土等级为C30/37。

永久荷载和交通荷载按三个荷载工况进行组织。 RFEM/RSTAB按照EN 1990进行设计组合确定时,使用了自动组合技术,以实现极限和正常使用(常见的设计情况)。

ULS中钢筋的线性计算

首先确定极限状态的钢筋。 计算的结果考虑了力矩组合RC1的内力的力矩分布和舍入。 此外指定了以下钢筋参数:

  • 钢筋直径16 mm
  • 三个区域的配筋缩放
  • 混凝土保护层30 mm
  • 顶层和底层的最小钢筋2Ø12
  • 结构钢筋,最大钢筋间距15 cm(Ø12)

在此基础上,程序根据线弹性法确定加固方案。 在窗口3.1中可以检查钢筋,这是非线性计算的基础。

SLS中裂缝宽度和变形的非线性计算

对于荷载极限CO6到CO8非线性计算使用极限状态(结果组合不允许明确的应力-应变关系)。 在非线性分析中应考虑受拉刚度的影响。 为此选择根据[2]修改钢特性的方法。

图片 03 - Window '1.1 General Data' for Serviceability Limit State with Settings for Nonlinear Calculation According to [2]

另外考虑了蠕变和收缩的影响。 规格在窗口1.3中进行。

图片 04 - Window '1.3 Cross-Sections' with Settings for Creep and Shrinkage

计算结果

进行物理和几何非线性计算。 应变状态的迭代在截面平面上进行。 从迭代周期内的内力分布开始计算新的和当前的应变-应力状态。 当达到平衡状态时收敛。

正如预期的那样,在区域1中最大的变形发生在加载CO6时(LC1 + 0.5∙LC2)。 裂缝宽度很小。

图片 05 - Window '6.2.3 Serviceability Limit State for Nonlinear Calculation by Member'

考虑蠕变效应的非线性计算的变形明显高于不考虑蠕变影响的纯线性弹性计算的变形。 通过比较变形可以清楚地看出这一点。

图片 01 - 变形比较

刚度图显示,在使用状态下面板1的大部分区域开裂。

图片 02 - 刚度Iym∙E的分布

小结

与钢筋混凝土构件的线弹性计算相比,对刚度和应变的非线性分析得出的变形值在考虑裂缝形成时会更高。 Dlubal钢筋混凝土模块的非线性分析方法可以考虑这种影响。 也可以考虑蠕变和收缩的影响。

使用的文献材料

[1]  欧洲规范2: 钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计-第1-1部分: 一般规则和建筑物规则; EN 1992‑1‑1:2004 + AC:2010
[2]  DAfStb: DAfStb第525期-DIN 1045的说明:1。 Berlin: Beuth,2003年
[3]  手动混凝土。 Tiefenbach: Dlubal Software,2017年8月。 下载

关键词

非线性方法 裂缝状态 状态 II 裂缝宽度 开裂 正常使用极限状态 抗拉强化影响 蠕变 收缩 应变状态 刚度

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