基于鋼筋銹脹力的混凝土碳化裂縫寬度計算.pdf

1、對西北地區(qū)渡槽工程進行質(zhì)量檢測發(fā)現(xiàn)大部分工程混凝土碳化現(xiàn)象嚴重，鋼筋銹脹導致混凝土開裂，影響到結(jié)構承載力，降低了結(jié)構的安全性。針對裂縫問題，各國學者相繼提出了控制裂縫的要求，裂縫寬度計算至今仍是研究的重點，但由于影響混凝土開裂的原因復雜，普遍適用的裂縫寬度計算公式仍然在研究中。隨著計算機技術的飛速發(fā)展，有限元軟件逐漸被學者們所接受。ANSYS有限元中SOLID65單元特有的屬性為模擬混凝土開裂提供了便利。
　　本文應用有限元軟件A

2、NSYS建立了單根鋼筋均勻銹蝕導致混凝土開裂的數(shù)值模型，并通過熱-結(jié)構耦合作用，模擬了混凝土碳化后鋼筋銹脹導致混凝土開裂的銹脹力，并將碳化深度模擬值與試驗值進行對比。通過給模型施加不同的荷載，計算了裂縫寬度模擬值，并與經(jīng)典公式以及實際工程測量值對比，研究了混凝土碳化深度對裂縫寬度的影響規(guī)律。結(jié)果如下:
　　(1)本文根據(jù)熱傳導原理數(shù)值模擬混凝土碳化作用的可行性，通過應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致混

3、凝土開裂的鋼筋銹脹力，與理論值對比表明誤差在允許范圍內(nèi)。通過給模型施加碳化場，模擬了混凝土碳化后單根鋼筋均勻銹蝕導致混凝土開裂的銹脹力，分析了碳化對混凝土開裂的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)增加碳化因素后，混凝土開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值對比發(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，且相關性較好。利用ANSYS強大的耦合功能，將碳化場與應力場耦合，模擬結(jié)果更接近工

4、程實際，為后期模擬混凝土碳化后的開裂變形及計算裂縫寬度提供了理論依據(jù)。
　　(3)在熱-結(jié)構耦合模型的基礎上，通過給模型施加不同的荷載，觀察鋼筋混凝土的裂縫擴展情況，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裂情況，發(fā)現(xiàn)碳化深度較小時，對裂縫寬度的影響不明顯，當碳化深度超過某一范圍時，對裂縫寬度的影響明顯。
　　(4)將裂縫寬度模擬值與理論值對比，發(fā)現(xiàn)數(shù)值模擬得