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《锈蚀钢筋混凝土梁开裂的分形特征》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第26卷第1期交通科学与工程Vol.26No.12010年3月JOURNALOFTRANSPORTSCIENCEANDENGINEERINGMar.2010文章编号:1674-599X(2010)01-0029-06锈蚀钢筋混凝土梁开裂的分形特征张建仁,余常,王磊,乔文慧(长沙理工大学土木与建筑学院,湖南长沙410004)摘要:基于电化学快速锈蚀混凝土梁的静载试验,分析了相同类型5片锈蚀钢筋混凝土梁在各级荷载下的裂缝特征,证明了构件裂缝分布具有分形特性,在此基础上,利用分形理论研究了锈蚀钢筋混凝土梁开裂及破坏过程,讨论了裂缝分维数与荷载、跨中挠度及钢筋锈蚀率的关系.试验结果表明:随
2、着试验梁上作用荷载的增加,构件裂缝的分维数逐渐增大;极限荷载下锈蚀钢筋混凝土梁裂缝的分维数随着钢筋锈蚀率的增加而减小.关键词:钢筋混凝土梁;锈蚀;裂缝;分形;分维数中图分类号:TU528.571文献标识码:AFractalcharacteristicsofcracksforcorrodedreinforcedconcretebeamsZHANGJian2ren,YUChang,WANGLei,QIAOWen2hui(SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,ChangshaUniversityofScience&Technology,Chang
3、sha410004,China)Abstract:Basedonthestatictestabouttheelectrochemicalacceleratedcorrosionrein2forcedconcretebeams,thecrackingcharacteristicsofthefivetypereinforcedconcretebeamsunderdifferentloadlevelsareanalyzed.Itisverifiedthatthecracksofbeamspresentthefractalbehavior.Afterthefractalgeometryis
4、usedtoinvestigatethecrack2ingandfailureprocessofthecorrodedreinforcedconcretebeams,therelationshipsbe2tweenthefractaldimensionofcracksandload,midspandeflection,thereinforcementcorrosionratesarediscussed.Theexperimentalinvestigationshowsthatthefractaldi2mensionofcracksenlargeswiththeincreaseofl
5、oadsonbeams,thefractaldimensionofcracksonultimateloaddecreaseswiththeincreaseofcorrosionrates.Keywords:reinforcedconcretebeam;corrosion;crack;fractal;fractaldimension混凝土中的钢筋锈蚀是影响结构可靠性的重混凝土表面裂缝的分布与扩展直接影响钢筋要因素,其危害表现在3个方面:①降低了构件的混凝土构件的锈蚀进程,但构件表面裂缝特征与承载能力;②降低了构件的刚度,增大了变形;③构件受力性能和锈蚀率之间的关系一直难以定量降低了构
6、件的延性,甚至改变其破坏状态,造成伤描述.在实际结构中,裂缝产生的原因较多,各种亡事故.钢筋腐蚀导致的工程破坏屡有发生,这个性质的裂缝相互混杂、交织,难以描述.BenoitB[1]问题已愈来愈引起国内、外工程界的关注.Mandelbrot创立的分形理论为描述自然界中复收稿日期:2009-07-30基金项目:国家自然科学基金项目(50878031);交通运输部西部交通建设科技项目(200631800019);湖南省应用基础重点项目(06FJ2008)作者简介:张建仁(1958-),男,长沙理工大学教授,博士生导师.30交通科学与工程第26卷杂现象提供了一种有力工具,已在地质学、计算机
7、绝缘带),防止通入电流被其他钢筋分担.将达到科学、材料科学等众多领域广泛应用.所谓分形是强度的钢筋混凝土试件浸泡在5%的NaCl溶液指由各个部分组成的形态,每个部分以某种方式中,通过控制电流密度和通电时间来控制钢筋的与整体相似,它具有自相似性和标度不变性;其中锈蚀量.自相似性是指某种结构或过程的特征从不同的空间尺度或时间尺度来看都是相似的,这一特征被称作分形体的本质特征;而标度不变性是指在分形上任选一区域,对它进行放大,这时得到的放大图又会显示出原图的形态特征.近年来
