如果考虑到裂缝间距、钢筋布置及数量等因素,方法三相对简单易用。根据开裂后应力-应变关系形式的不同,有多种模型,如下图所示。
应用ABAQUS自带的混凝土模型时,需要定义(*tension stiffness),此即上述第三种考虑混凝土受拉刚化效应的方法。若分析素混凝土结构,(*tension stiffness)即素混凝土的单轴受拉应力-应变曲线,可直接按照规范附录C的建议取用;若分析钢筋混凝土结构,(*tension stiffness)为考虑了纵筋有利作用的混凝土受拉应力-应变曲线。两者的差别如下图所示,其中虚线为素混凝土单轴受拉曲线,实线为考虑混凝土受拉刚化效应后的曲线。
受拉刚化效应的大小与配筋率、钢筋与混凝土间的粘结力的大小等因素有关。在重复和反复荷载作用下,钢筋和混凝土的粘结状况会逐渐退化,受拉刚化效应也会因此减弱。ABAQUS帮助文档建议,对于配筋率相对较大的结构,当采用较细密的网格时,可以假设混凝土开裂后,应力从峰值点线性衰减为零,对应的应变为开裂应变的10倍。对于一般的分析,作为近似,可采用此假设,如果想更加精确的考虑受拉刚化效应,可以去查阅文献,此方面的英文文献很多。
3.销栓效应
混凝土受拉开裂后,钢筋可以直接承担部分剪力,此即销栓作用。通过赋予开裂混凝土一定的刚度和强度,可以考虑这种效应。骨料咬合作用也可以通过类似方式考虑。