箍筋锈蚀约束混凝土力学性能退化数值模拟

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1、四川建筑科学研究第39卷第5期SichuanBuildingScience2013年1O月箍筋锈蚀约束混凝土力学性能退化数值模拟张雯，牛荻涛，李强(西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安710055)摘要：为研究箍筋锈蚀对约束混凝土的影响，运用ABAQUS有限元软件对不同锈蚀率箍筋约束混凝土轴心受压构件进行分析，并引入配箍特征值A表征箍筋不同锈蚀率77对构件的影响。分析结果表明：随着箍筋锈蚀率的增大，约束混凝土的承载力和变形能力均有不同程度的下降。通过对数据的回归分析，建立了箍筋锈蚀后约束混凝土应力—应变模型。关键词：箍筋锈蚀；有限元；配

2、箍特征值；应力—应变模型中图分类号：TU312文献标志码：A文章编号：1008—1933(2013)05—094—04StirrupscorrosionofconcretecolumnwithaxialcompressionfornumericalsimulationZHANGWen，NIUDitao，LIQiang(Xi’anUniversityofArchitecture＆Technology，Xi’an710055，China)Abstract：Consideringtheefectofstirrupcorrosiononthepe

3、rformanceofconfinedconcrete，ABAQUSfiniteelementsoftwareisusedtore~archondiferentCOrOsionrateofaxialcompressioncolumn．Introducethestirrupeigenvalue入todiferentcorrosionrateofstirrups田。onthecomponents．Theres~mshowthat，withthestirrupscorrosionrateincreases，thebearingcapacitya

4、nddeformationcapacityofconfinedconcretehavediferentdegreesofdecline．BytheregressionanalysisOilthesimulationdata，stirrupscorrosionconfinedconcretestress．strainmodelhasbeenestablished．Keywords：stirrupcorrosion；finiteelement；stirrupcharacteristicvMue；stress·strainmodel大得多J，有

5、时当纵筋锈蚀量仅为5％～10％时，箍0引言筋的锈蚀已经很严重，甚至有锈断现象J。箍筋锈钢筋锈蚀是导致钢筋混凝土构件性能退化的主蚀后：①截面面积减小，其屈服强度、弹性模量和延要原因之一⋯。钢筋锈蚀后，其力学性能会发生改性均降低；②对混凝土约束作用降低；③保护层发生变，强度和延性均降低，从而造成服役结构构件力学锈涨开裂；④箍筋与混凝土间粘绪陛能退化；⑤构件性能退化，严重时可能造成结构提前失效甚至倒塌。破坏形式变为脆性破坏。箍筋锈蚀对混凝土结构的近年来，国内外学者对锈后钢筋混凝土构件承载力影响很大，对箍筋锈蚀后约束混凝土力学性能退化退化进行了研

6、究，研究方法主要采用有限元分析研究尤为重要。本文采用ABAQUS有限元软件，对和试验研究两种⋯。运用有限元方法分析锈蚀构不同箍筋锈蚀程度的轴心受压混凝土短柱进行分件力学性能退化，可以克服快速腐蚀试验与实际工析，研究锈蚀箍筋约束混凝土的力学性能退化。研程构件自然腐蚀间差异及试验周期长等缺陷，因此，究成果不仅可以为在役结构的检{贝4鉴定提供依据，有限元法成为解决钢筋混凝土结构耐久性分析的有而且可以为新结构的设计做指导。效手段。1有限元模型目前，国内外学者对纵筋锈蚀后构件的力学性能退化研究较多'加J，对于箍筋锈蚀相对较少。然1．1模型概况而，从

7、钢筋混凝土耐久性试验研究和现场检测发现，1．1．1构件概况在同等条件下，箍筋锈蚀程度比纵向钢筋锈蚀程度为考虑箍筋在约束混凝土中的作用，模型建立时不考虑保护层作用，采用尺寸为150mm×150收稿日期：2012-03-27mm×450mm的箍筋约束混凝土短柱，混凝土强度作者简介：张雯(1987一)，女，江苏苏州人，硕士研究生，研究方为25．64MPa，构件尺寸如图1所示。向：混凝土结构耐久性。基金项目：国家杰出青年科学基金(50725824)；陕西省“13115”科技1．1．2加载与边界条件创新工程项目(2O1OzDKG_55)本次模拟将受

8、压柱柱底设为固接，柱顶自由。E—mail：5l699l4676@qq．corn2013No．5张雯，等：箍筋锈蚀约束混凝土力学性能退化数值模拟95凝土损伤塑性模型、混凝土裂纹模型。本文在建模过