混凝土中钢筋非均匀锈蚀应力分析

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中文摘要：为研究钢筋非均匀锈蚀下的锈胀力,首先建立了钢筋非均匀锈蚀的半椭圆锈蚀模型,根据复变函数理论,利用单层混凝土圆筒模型,将半椭圆锈蚀模型作为位移边界条件,基于平面应变假设,对钢筋非均匀锈蚀下的锈胀力解析解进行了推导分析.以某钢筋混凝土构件为例,采用Abaqus建立有限元模型并得到数值解,将理论计算结果与数值解进行了对比,验证了理论计算结果的有效性,对比了钢筋非均匀锈蚀与均匀锈蚀下的锈胀力.研究表明:面向混凝土保护层一侧的钢筋非均匀锈蚀径向应力均处于受拉状态,最大拉应力位置出现在0°附近,钢筋非均匀锈蚀下混凝土首先将在此处开裂;钢筋非均匀锈蚀的锈胀力显著大于均匀锈蚀的锈胀力;同等条件下,随着混凝土保护层厚度的增加,钢筋非均匀锈蚀与均匀锈蚀的锈胀力均不断增加,非均匀锈蚀下混凝土保护层厚度由30mm增至40 mm、由40 mm增至50 mm时,锈胀力分别增加了 0.65 MPa与0.84 MPa,表明锈胀力增速变快;随着钢筋直径的增加,钢筋非均匀锈蚀与均匀锈蚀的锈胀力均不断减小,非均匀锈蚀下钢筋直径由16 mm 增至20 mm、由20 mm增至25 mm 时,锈胀力分别减小了 1.76 MPa与1.14 MPa,表明锈胀力减幅变慢.

作者：

梁井彰、周靓

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作者单位：

湘西民族职业技术学院,湖南吉首 416099

关键词：

混凝土钢筋非均匀锈蚀半椭圆模型锈胀力数值解

出版年：

2024

湖南交通科技

湖南省交通科学研究院湖南省公路学会湖南省航海学会

湖南交通科技

影响因子：0.455

ISSN：1008-844X

年,卷(期)：2024.50(4)