尽管具有不同的拉伸性能和压缩性能，钢筋混凝土材料模型在统计学上仍被视为同类。它遵从涂抹式裂纹模型，通过积分点处弹性的衰减来模拟破裂和破碎过程，而不是通过跟踪各个宏观裂纹进行模拟。（在每个单元的每个积分点处，最多有三个正交平面可能发生破裂。积分点数是在“单元定义”中设置的。）本文所述的模型用于相对单调的载荷。（真正单调的载荷可增可减，但不得反向。）在当前模型中，尽管破裂被认为最重要的方面，但还应合理考虑约束导致的压缩情况。请参见图 1。
此外，钢筋混凝土的材料模型还采用弥散式钢筋方法。钢筋假定使用给定的体积分数分布（弥散）在整个单元中。钢筋的强度将加强指定方向上的混凝土。钢筋材料本身采用 von Mises 双线性等向强化的弹塑性材料模型。您可以定义三个独立的钢筋方向。
提示：弥散式钢筋法的备选方法
尽管弥散式钢筋法是一种常见的分析方法，但在某些情况下，其近似值不可接受。以下任一方法可得出更准确的解：
- 使用两个部件，而不要使用一个钢筋分布在整个体积中的部件。这两个部件均定义为钢筋混凝土。第一个部件由不含钢筋的混凝土组成。第二个部件由围绕钢筋的混凝土组成，并在其体积中使用弥散式钢筋技术。
- 将混凝土作为不含钢筋的部件进行建模；使用梁或桁架单元，将钢筋作为第二个部件进行建模。理想情况下，梁或桁架单元应沿钢筋长度连接到混凝土的每个节点；这可能需要根据钢筋的数量和复杂性额外创建网格。
图 1：普通混凝土的理想化单轴行为
钢筋混凝土的材料属性如下所示。在以下描述中，普通混凝土是指不含任何钢筋的混凝土。混凝土和钢筋的综合属性由处理器进行处理。
“常规”选项卡
“常规”选项卡中的输入适用于普通混凝土。
- 质量密度：输入普通混凝土（钢筋除外）的单位体积质量。
- 杨氏模量：输入杨氏模量。这是模型在弹性区域中的应力-应变曲线（图 1 中的点 2-3-4）斜率。它也称为“弹性模量”。此值必须大于零。
- 泊松比：输入泊松比。泊松比是指获取负侧向应变，然后用其除以轴向加载的成员的轴向应变。
“强度”选项卡
“强度”选项卡中的输入适用于普通混凝土。
- 单轴拉伸强度：输入混凝土受单轴拉伸载荷（图 1 中的点 4）作用的强度（失效应力）。此值必须大于零。
- 单轴压缩强度：输入混凝土受单轴压缩载荷（图 1 中的点 1）作用的强度（破碎应力）。此值输入为正数，并且必须大于零。
- 双轴压缩强度：输入混凝土受等双轴压缩载荷作用的强度（破碎应力）。此值输入为正数或零。如果输入为零，则“高级”选项卡中的输入将确定双轴压缩强度。
- 拉伸硬化：此下拉菜单包含两个与裂纹形成以及强度变化相关的选项。选择“断裂能，线性”时，输入普通混凝土的“断裂能/面积”值，即：单位面积的断裂能（介于某一裂纹出现与完全失效之间）。值零相当于将“拉伸硬化”值设置为“无”。每体积的断裂能与从点 4 到点 5 的应力-应变曲线下的面积成比例，将此值乘以特征长度可得出“断裂能/面积”的值。
- 剪力保持：形成并闭合裂纹时，材料能够以平行于裂纹平面的方式传递剪切力。“参数”为 1 表示裂纹粗糙；能够完整地传递所有剪切力。值为 0 表示裂纹非常平滑，没有摩擦；剪切力无法沿裂纹平面传递。
“硬化”选项卡
“硬化”选项卡中的输入适用于普通混凝土。此输入描述混凝土在弹性区域之后受压缩作用的应力-应变曲线（图 1 中的点 2 到点 1）。
将“应变”和“应力”值输入为负值，先输入屈服点（点 2）。使用“排序”按钮，可按降序（从屈服点到失效点）对这些值进行排序。至少需要两个数据点。
第一行（索引 1）中的条目是屈服点，它将链接到您在“常规”选项卡中输入的杨氏模量。因此，不能输入第一行的应变；处理器将根据（应力行 1）/（杨氏模量）计算得出。如果您尝试选择第一行的应变，则该界面将计算并输入该单元格；处理器将计算初始应变，而不考虑输入的值。
“钢筋”选项卡
“钢筋”选项卡中的输入适用于钢筋材料。该分析中使用双线性应力/应变曲线。其中，材料在达到屈服应力之前采用弹性模量，之后采用应变硬化模量。
- 钢筋数：使用该下拉菜单，选择材料中要包括的钢筋数。相应数量的钢筋选项卡可用于输入数据。
- 体积比：这是钢筋的体积与总体积之比。此值必须介于 0 到 1 之间，且所有钢筋的体积比之和必须小于 1。
- 质量密度：仅输入钢筋材料的单位体积质量。
- 弹性模量：输入弹性区域中的钢筋材料弹性模量。
- 应变硬化模量：应变硬化模量是屈服应力之后的应力/应变曲线斜率。
- 屈服应力：输入钢筋材料的屈服应力。
- “钢筋方向 X”、“钢筋方向 Y”和“钢筋方向 Z”是定义钢筋方向的矢量的 X、Y、Z 分量。因此，[1,0,0] 表示钢筋平行于 X 轴，[1,1,0] 会将钢筋放置在 XY 平面中，与 X 轴成 45 度角。矢量值必须大于 0，否则不得使用。
“高级”选项卡
您可以根据通过“强度”选项卡中输入的强度或实际的测试数据，计算普通混凝土的破坏包络面。使用“方法”下拉菜单，指定计算中要使用的参数。有关如何根据测量数据计算系数的信息，请参考钢筋混凝土的理论描述。