钢筋混凝土结构锈胀开裂全过程仿真分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com第15卷第3期建筑材料学报Vo1．15，No．32O12年6月JOURNALOFBUILDINGMATERIALSJun．，2012文章编号：1007—9629(2012)03—0327—07钢筋混凝土结构锈胀开裂全过程仿真分析徐港，徐可，王青。，王谊敏(1。中国水利水电科学研究院，北京100038；2。三峡大学土木与建筑学院，湖北宜昌443002)摘要：利用大型有限元软件DIANA，详细分析了锈蚀导致混凝土保护层开裂的全过程．仿真分析表明：混凝土保护层的锈胀开裂过程可分

2、为内裂、扩展、外裂和内外裂缝贯通4个阶段；锈蚀产物膨胀率一定时，混凝土保护层内侧裂缝的产生主要与混凝土抗拉强度相关，其他因素影响甚微；混凝土保护层表面锈胀开裂及其裂缝贯通主要与相对保护层厚度有关，该值越大，裂缝越不容易发展；提高混凝土抗拉强度，能有效延缓锈胀裂缝的产生和发展；在相同条件下，混凝土保护层非均匀锈胀开裂时的钢筋锈蚀率较均匀锈胀开裂时低；混凝土保护层剥落的特征主要与钢筋净间距和保护层厚度的比值相关，当该值较大(>3)时，仅角区保护层发生局部剥落，否则保护层将整体剥落．关键词：混凝土结构；钢筋；锈蚀

3、；保护层；仿真分析中图分类号：TU528．571文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1007—9629．2012．03．007SimulationAnalysisofWholeCrackingProcessduetoReinforcementCorrosioninConcreteStructuresX己，Gang～，X【，Ke，WANGQing，WANGYi—rain(1．ChinaInstituteofWaterResourcesandHydropowerResearch，Beijing1

4、00038，China；2．SchoolofCivilEngineering8LArchitecture，ChinaThreeGorgesUniversity，Yichang443002，China)Abstract：Bythelarge—scalefiniteelementsoftwareDIANA，thewholesplittingprocessofconcreteprotec—tivecoverlayerduetoreinforcementcorrosionwasanalyzedindetail．Th

5、esimulationanalysisshowsthatthewholecrackingprocesscanbedividedintofoursteps，thatis，internalcracking，crackgrowth，exter—nalcracking，andpenetrationcracking．Atacertainlevelofthevolumetricexpansionratioofcorrodedproducts，theinternalcracksinitiationatinternalsi

6、deoftheconcreteprotectivelayeraroundthesteelbarismainlyrelatedtothetensilestrengthofconcrete，andotherfactorshavelittleeffectonit．Externalcrackingaswellaspenetrationcrackingarerelatedtotheratioofprotectivelayerthicknesstobardiame-ter．Thelargertheratiois，the

7、moredifficultlythecrackpropagationoccurs．Itiseffectivetoimprovethetensilestrengthofconcretebydelayingcrackinitiationandpropagation；underthesameconditions，thecriticalcorrosionratioofreinforcingbaratcrackinginnon-uniformcorrosionislowerthanthatinuniformcorro

8、sion；thespallingpatternsofconcreteprotectivelayeraremainlydeterminedbytheratioofrebarclearspacingtotheprotectivelayerthickness(L／C)，whentheL／Cratioislargeenough(1argerthan3)，onlythecornerareaspallspartly．Othe