最近，有人问到混凝土桥墩正截面屈服曲率和极限曲率随时间的变化规律。大致情况是：他已经用XTRACT计算得到了这二者的变化规律，但跟别人论文的结论相反。所以希望拿其它软件再校核一下。归纳起来，这个问题可以从以下4个方面来理解：

1         

材料（混凝土、钢筋）特性随时间的变化规律及其内在联系

钢筋有应力松弛的现象，表现为在变形相同的情况下，钢筋提供的作用力减小了。反映到材料特性上：随着时间的增长，钢筋的弹性模型和屈服强度在下降。

而约束混凝土的材料特性是受箍筋特性直接影响的。钢筋的松弛导致约束混凝土的约束混凝土强度、屈服应变、破碎应变全面下降。这也是二者相互影响的内在联系。

2         

屈服曲率的受力、变形特点

边缘钢筋应变刚刚屈服（1.92E-3，与弹性模量的乘积约等于屈服强度）；

中和轴略高于形心轴（受拉区局部开裂，导致中和轴上移，但上移有限，还基本在形心附近）

由于1可知，钢筋的屈服应变随着时间在增加，故屈服曲率（下图右侧红色实线与垂直线的夹角）也在递增。

3         

极限曲率的受力、变形特点

以边缘部位的约束混凝土压溃为变形特点；钢筋早已屈服；受压区高度只有全截面高度的六分之一左右。

由1可知，约束混凝土强度在下降，为保证受力平衡，受压区面积需要增加。即受压区三角形的垂直边长要增加。

同时，由1可知，约束混凝土的极限压应变也在减小，所以极限曲率（下图右侧示意图中蓝色的实线）在下降。

4         

截面设计软件可能的求解策略

截面转角作为已知条件，每一步截面的转角都以特定的增量单调增加，直至满足终止条件；

以形心位置为基点，不断改变中和轴的高度，来判断平衡条件（以轴力、弯矩的误差作为判断平衡的依据）。

最后介绍一下SAP2000截面设计器的一些优点。

5         

截面设计器的几个优点

截面设计器可以得到每一步边缘钢筋、边缘混凝土的应变以及中和轴高度，让人更容易理解正截面承载力的整个受力、变形特点。

以上是我近期的总结，有可能不对，如有发现，望通过留言或者QQ408615676告知。