本文關(guān)鍵詞：基于格構(gòu)式模型的鋼筋混凝土銹脹開(kāi)裂數(shù)值模擬方法

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【摘要】：鋼筋受外部環(huán)境侵蝕發(fā)生銹蝕,進(jìn)而產(chǎn)生體積膨脹,導(dǎo)致周?chē)炷潦艿綌D壓。隨著鋼筋銹蝕程度加劇,混凝土保護(hù)層將受拉開(kāi)裂。當(dāng)裂縫發(fā)展到一定程度會(huì)引起混凝土保護(hù)層剝落,嚴(yán)重影響混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。因此,研究鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的銹脹開(kāi)裂在結(jié)構(gòu)耐久性研究中具有重要意義。本文主要通過(guò)MATLAB編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)用格構(gòu)式模型對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)銹脹開(kāi)裂進(jìn)行數(shù)值模擬,并用該模型研究了保護(hù)層厚度、鋼筋直徑、混凝土抗拉強(qiáng)度、粗骨料粒徑等對(duì)混凝土銹脹開(kāi)裂的影響,主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:(1)介紹混凝土的細(xì)觀結(jié)構(gòu)組成以及各成分的力學(xué)性能。提出了一種骨料投放方法,大大提高了骨料的體積投放率,并通過(guò)MATLAB編程建立二維混凝土隨機(jī)骨料模型。(2)根據(jù)格構(gòu)式模型的基本原理,在混凝土隨機(jī)骨料模型基礎(chǔ)上建立二維混凝土格構(gòu)式模型,并總結(jié)鋼筋的銹脹形態(tài)及其適用情況,根據(jù)鋼筋的銹脹形態(tài)施加強(qiáng)迫位移模擬混凝土的銹脹開(kāi)裂。(3)建立周邊混凝土雙線性四邊形單元模型,通過(guò)界面結(jié)點(diǎn)耦合實(shí)現(xiàn)格構(gòu)式模型(核心混凝土)與雙線性四邊形單元模型(周邊混凝土)之間力的傳遞,從而建立組合模型,運(yùn)用該模型對(duì)考慮邊界約束下的鋼筋混凝土銹脹開(kāi)裂進(jìn)行模擬。(4)用完善后的程序?qū)Ψ墙菂^(qū)和角區(qū)鋼筋混凝土的銹脹開(kāi)裂進(jìn)行模擬,繪制銹脹開(kāi)裂圖以及裂縫寬度與鋼筋銹脹量關(guān)系曲線,并比較了兩種骨料形態(tài)(圓形、橢圓形)下銹脹開(kāi)裂的異同。(5)以非角區(qū)鋼筋混凝土銹脹開(kāi)裂為例,選擇比較符合實(shí)際骨料形態(tài)的橢圓形骨料,研究了保護(hù)層厚度、鋼筋直徑、混凝土抗拉強(qiáng)度以及骨料粒徑對(duì)混凝土銹脹開(kāi)裂的影響。(6)針對(duì)兩個(gè)代表性試驗(yàn),根據(jù)本文介紹的方法進(jìn)行數(shù)值模擬,將模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,論證本方法的可行性及其存在的缺陷。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TU375

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