拉力对混凝土构件来说意味着什么？
如果在构件一端的截面重心处只作用一个轴向拉力，那么该构件为纯受拉构件。 轴力 N 是垂直于横截面的，并指向力作用的一侧。 此处忽略混凝土自重且截面均匀受拉。
钢筋拉应力
对于应力-应变曲线强化阶段的钢筋应力可以根据欧洲规范 EN 1992-1-1 中的 3.2.7(2) 的规定计算如下。
| σS | 钢筋应力 |
| fyd | 钢筋屈服强度设计值 = fyk / γs |
| k | 标准极限值比值 = ftk / fyk |
| εuk | 变形极限值 |
| Es | 弹性模量 |
| εS | 钢筋变形 = εud = 0.9 ⋅ εuk |
| fyk | 屈服强度标准值 |
| γS | 钢筋的分项系数 |
| ftk | 抗拉强度标准值 |
| εud | 变形极限设计值 |
纵向钢筋
请注意：纯受拉情况下此处忽略混凝土的受拉情况。 在这种情况下，完全平衡拉力 NEd 。 然后根据拉力和现有应力来确定所需的钢筋截面积。
As = NEd / σs
AS ... 纵向钢筋截面面积
NeD 主要内容: 1. Grasshopper 和 RFEM 6 之间的接口新功能。 极限轴力
附加模块 RF-CONCRETE Members 中的理论应用
我们以一个纯受拉构件为示例，对其进行配筋计算。 输入数据如下：
- 永久荷载： Ng = 100 kN
- 可变荷载： Nq = 40 kN
- 截面： 20/20 cm
- 混凝土强度等级: C25/30
- 钢筋： S 500 A
- 纵向钢筋直径: ϕl = 12 mm
- 横向钢筋直径: ϕt = 6 mm
- 混凝土保护层: 3 cm
- 此处不需要检查裂缝。
如果想要检查 RF-CONCRETE Members 中的材料设置是否正确，可以参看图 02 中显示的混凝土和钢筋的相关信息。
2
表 1.2 材料
承载力极限状态
承载能力极限状态下的荷载：
NEd = 1.35 ⋅ 100 + 1.5 ⋅ 40 = 195.00 kN
3
显示主导荷载
现有拉应力
承载能力极限状态 - 持久和短暂设计状况：
fyd = 500/1.15 = 435 MPa
k = 525/500 = 1.05 （根据欧洲规范 EN 1992-1-1 表格 C.1）
εuk = 25 ‰
εud = 0.9 ⋅ 25 = 22.5 ‰
σs = 435 + (1.05 ⋅ 435 - 435) / (2.5 - 435 / (200000)) ⋅ [2.25 - 435 / (200000)] = 454 MPa
所需的纵向钢筋
承载能力极限状态下的纵向配筋：
As = 0.195 / 454 ⋅ 104 = 4.30 cm²
实配的纵向配筋
在 RF-CONCRETE Members 中设置直径为 12 mm 的钢筋后，由附加模块自动计算得出的钢筋数量为 4 根，对称分布在截面的上下部位，即 2 x 2 HA12，配筋截面面积如下：
As = 4 ⋅ 1.13 = 4.52 cm²
横向钢筋
RF-CONCRETE Members 可以在用户定义完横向钢筋的情况下，根据规范自动计算间距，并检查与标准是否相符。
在我们的示例中，通过设置直径为 6 mm 的箍筋，程序为我们提供了长度为 0.122 m 的间距，但也在建议栏中显示了如图 07 所示的编号为 155) 的警告信息。
相关公式根据欧洲规范 EN 1992-1-1 中第 9.2.2 (8) 定义如下。
Sl,max = 0.75 ⋅ d
Sl,max ... 箍筋最大横向间距
[SCHOOLTRAINING.NUMBEROFSTUDENTS]... 有效高度
d = h - e - ∅t - ∅l/2
h ... 截面高度
e ... 混凝土保护层
上述公式得到以下结果：
d = 0.200 - 0.03 - 0.006 - 0.012 / 2 = 0.158 m
Sl,max = 0.75 ⋅ 0.158 = 0.12 m
并且会出现警告信息 155，因为横向上梁的箍筋肢间间距超出规范规定的极限值。 可以通过在箍筋设置中增加箍筋肢的数量来解决这个问题，详见FAQ。
概述总结
在事先设定好参数后，RF-CONCRETE Members 会根据定义的排列方式给出所需的钢筋数量，以便根据 RFEM 得出的内力来验算拉应力。 根据显示的警告信息，用户还可以在计算后修改配筋及其排列方式。
