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Xtract参数说明


XTRACT 参数说明
在 xtract 中,混凝土所用模型是 Mander 模型,各参数说明如下:

1.Mander confine concrete--约束混凝土
(1).28days compressive strength fc' 指所应用的混凝土 28 天抗压强度,为标准值,可以由规范中查询。这里用的是混凝土圆柱 体。我

国的规范应用的是立方体强度(指混凝土标号)。二者的换算关系为 fc' = 0.85RS (2).Tension strength 指所应用的混凝土的抗拉强度,在进行弯矩曲率分析计算时,一般不考虑混凝土的抗拉,所 以为 0。
' (3).Confine concrete strength: f cc

指约束混凝土的峰值纵向压应力,在谢旭的书中,图为 p155 图 7.3。 其计算情况分为两种情况 ①.圆形截面

骣 7.94 fl ' fl ' ÷ ? ' f cc = f c' ? 2.254 1 + 2 - 1.254÷ ÷ ? ' ' ÷ fc fc ÷ ? 桫
在上面的公式中:

fc' —无约束混凝土的圆柱体的抗压强度,常用的单位是 Mpa,混凝土立方体标准试件的强度
与其他各种试件强度之间的换算关系: fc' = 0.85RS ,其中 s 是混凝土的标号。

fl ' —有效横向约束应力, fl ' = Ke

2 f yh Asp D' S

,其中: K e 是截面的有效约束系数。圆形截面

取 0.95; f yh 是圆形或螺旋钢筋的屈服强度(钢筋的设计强度),可以查规范; Ash 是圆形或螺 旋钢筋截面总面积(单位为 mm 的平方.上下单位统一即可.可以约掉),即纵向钢筋的总面 积— nAg ; D ' 是圆形或螺旋钢筋的环的直径。如下图所示:

S 是纵向箍筋的间距。 ②矩形截面 矩形截面在两个主轴方向的有效约束应力分别为:
' flx = Ke 贩 rx ' f yh , fly = Ke 贩 ry

f yh

其中: K e —截面的约束混凝土的系数。对于一般的矩形截面,可以取 0.75,对于狭长的矩 形截面,取 0.6。 r x , r y 分别为箍筋在 x, y 的体积含筋率。 r x =

Asy Asx ,r y = 。 dc s · dc s · bc

是矩形截面沿 Y 轴方向算到箍筋外缘的宽, bc 是截面沿 X 轴方向算到箍筋外缘的宽,S 是
' ' 纵向箍筋的间距。算出 flx 和 fly 之后,就可以利用约束应力与约束强度的关系曲线计算 f cc 。

'

该曲线可以参看范立础《桥梁延性抗震设计》149 页图 3.7。 (4)Crushing strain: ecu —约束混凝土的极限压应变 定义为横向约束箍筋第一根开始断裂时的压应变,图见范立础《桥梁延性抗震设计》146 页 图 3.6Mander 模型。混凝土极限压应变可以由下式得到较为保守的值:(一般的典型数值在 0.012—0.05 之间,大约是无约束混凝土相应数值的4到16倍)

ecu = 0.004 +

1.4r s 贩 f yh esm
' fcc

说明: r s —约束箍筋的体积配箍率,(圆柱的呢?)对于矩形, r s = r x + r y
' —约束混凝土的峰值纵向压应力 fcc

f yh —约束箍筋的最大拉应力,即屈服强度。
esm —箍筋的极限拉应变(可以保守的取 0.75 倍的箍筋的最大拉应变值(0.25)约为
0.1875) 。 (5)concrete Elastic modulus:使用混凝土的弹性模量。

2. .Mander unconfine concrete—无约束混凝土
无约束混凝土图例参见范立础《桥梁延性抗震设计》146 页图 3.6Mander 模型。各参数 说明如下: ⑴28—day compressive strength,混凝土 28 天抗压强度—标准值

⑵tension strength:一般不考虑,设为 0。 ⑶crushing stain eco :无约束混凝土的极限压应变。其设计值一般为 0.003,系统默认值 是 0.004。 ⑷spalling strain esp : 无约束混凝土的碎裂压应变, 也可以认为是保护层剥落时的应变。

esp 一般默认值是 0.006。
假定 e > 2eco 时, f c ? 0 ,此时无约束混凝土的应变达到碎裂应变,eco 为无约束混凝 土的圆柱体抗压所对应的纵向压应变, 一般取 0.002, 所以 esp 一般 默认值是 0.006。 ⑸post crushing strength:后继碎裂应变,一般不考虑,默认为 0。 (6)failure strain:破坏应变 这个应变值主要是控制程序分析何时终止, 如果用户分析的是无约束混凝土的截面, 该值设 为 0.004,如果用户分析的不仅仅是保护层的碎裂,还要进行约束混凝土的分析,则该值设 为 1。 ⑺concrete elastics modulus( Ec ):混凝土弹性模量。

3.Bilnear steel model:不考虑强化阶段的双直线型模型
①Yield stress f y :钢筋的屈服强度(设计强度),即 s sy ②Failure strain esu :钢筋断裂时的应变,即钢筋的极限拉应变(0.15) 。 ③Elastic modulus Es :钢筋的弹性模量。 ④Material Hardening:指钢筋进入屈服阶段后,直线的斜率,即 Es' ,一般取 0.01 Es 。这里指 的就是 Es' / Es ,即默认的 0.01 。

4.Parabplic strain hardening steel:考虑硬化阶段的双直线型模型
①Steel standard and grade:钢筋的标准等级 ②Yield stress:钢筋的屈服强度 f y ③Fracture stress( f su ):钢筋的极限应力。

已知钢筋进入强化后,直线的斜率为 0.01,即 应力。

f su - f y esu - esh

= 0.01 Es,可以计算出钢筋的极限

④Strain at onset of strain hardening ( esh ),钢筋进入强化阶段时的应变(结构设计原理课本上图 示中是 0.045)。 ⑤Failure strain( esu ):钢筋断裂时的应变,取 0.15,它将终止分析。 ⑥Steel Elastic modulus Es :钢筋的弹性模量。

(5)High strength restressing steel:高强度预应力钢筋
①Yield stress:钢筋的屈服强度 f y ,可查规范。 ②Peak stress:应力—应变曲线的峰值应力, f sy ③strain at peak stress( esp ):峰值应力对应的应变,可取与四项相同的 0.15。 ④Failure strain( esu ):钢筋断裂时的应变,取 0.15, ⑤Steel Elastic modulus Es :钢筋的弹性模量。


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