基于鋼筋銹脹力的混凝土碳化裂縫寬度計(jì)算.pdf

1、對(duì)西北地區(qū)渡槽工程進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)發(fā)現(xiàn)大部分工程混凝土碳化現(xiàn)象嚴(yán)重，鋼筋銹脹導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂，影響到結(jié)構(gòu)承載力，降低了結(jié)構(gòu)的安全性。針對(duì)裂縫問(wèn)題，各國(guó)學(xué)者相繼提出了控制裂縫的要求，裂縫寬度計(jì)算至今仍是研究的重點(diǎn)，但由于影響混凝土開(kāi)裂的原因復(fù)雜，普遍適用的裂縫寬度計(jì)算公式仍然在研究中。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，有限元軟件逐漸被學(xué)者們所接受。ANSYS有限元中SOLID65單元特有的屬性為模擬混凝土開(kāi)裂提供了便利。
　　本文應(yīng)用有限元軟件A

2、NSYS建立了單根鋼筋均勻銹蝕導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂的數(shù)值模型，并通過(guò)熱-結(jié)構(gòu)耦合作用，模擬了混凝土碳化后鋼筋銹脹導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂的銹脹力，并將碳化深度模擬值與試驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比。通過(guò)給模型施加不同的荷載，計(jì)算了裂縫寬度模擬值，并與經(jīng)典公式以及實(shí)際工程測(cè)量值對(duì)比，研究了混凝土碳化深度對(duì)裂縫寬度的影響規(guī)律。結(jié)果如下:
　　(1)本文根據(jù)熱傳導(dǎo)原理數(shù)值模擬混凝土碳化作用的可行性，通過(guò)應(yīng)用大型通用有限元軟件ANSYS較好的模擬了單根鋼筋均勻銹蝕導(dǎo)致混

3、凝土開(kāi)裂的鋼筋銹脹力，與理論值對(duì)比表明誤差在允許范圍內(nèi)。通過(guò)給模型施加碳化場(chǎng)，模擬了混凝土碳化后單根鋼筋均勻銹蝕導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂的銹脹力，分析了碳化對(duì)混凝土開(kāi)裂的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)增加碳化因素后，混凝土開(kāi)裂所需的鋼筋銹脹力減小。
　　(2)本文模擬了混凝土的碳化深度值，并與相同條件下的試驗(yàn)值對(duì)比發(fā)現(xiàn)結(jié)果相近。建立了鋼筋銹脹力與混凝土碳化深度的線性回歸方程，且相關(guān)性較好。利用ANSYS強(qiáng)大的耦合功能，將碳化場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)耦合，模擬結(jié)果更接近工

4、程實(shí)際，為后期模擬混凝土碳化后的開(kāi)裂變形及計(jì)算裂縫寬度提供了理論依據(jù)。
　　(3)在熱-結(jié)構(gòu)耦合模型的基礎(chǔ)上，通過(guò)給模型施加不同的荷載，觀察鋼筋混凝土的裂縫擴(kuò)展情況，發(fā)現(xiàn)荷載在某一范圍內(nèi)，荷載越大，裂縫寬度越大，裂縫條數(shù)也增多。施加相同的荷載，模擬不同碳化深度下混凝土的開(kāi)裂情況，發(fā)現(xiàn)碳化深度較小時(shí)，對(duì)裂縫寬度的影響不明顯，當(dāng)碳化深度超過(guò)某一范圍時(shí)，對(duì)裂縫寬度的影響明顯。
　　(4)將裂縫寬度模擬值與理論值對(duì)比，發(fā)現(xiàn)數(shù)值模擬得