钢筋排布影响下混凝土锈胀开裂规律研究

钢筋混凝土结构在受到氯离子等侵蚀介质的作用后,往往会发生不同程度的钢筋锈蚀乃至保护层剥落,造成混凝土结构的提早破坏.本文利用COMSOL多物理场耦合软件建立耦合腐蚀模型,得到钢筋非均匀腐蚀分布;基于ABAQUS软件中的扩展有限元,采用预先设置多条裂缝后选择主裂缝的方法,模拟混凝土保护层锈胀开裂过程.考虑到混凝土结构中存在多根钢筋,着重探讨不同钢筋排布方式对混凝土开裂的影响.结果表明:腐蚀程度和d/s(钢筋直径与钢筋间距的比值)越大,裂缝更容易相互贯通并贯穿保护层;当腐蚀程度一定时,随着d/s的减小,混凝土中最大裂缝宽度先增大后减小,其中d/s为0.32的情况下裂缝宽度最大.这表明钢筋排布方式对裂缝扩展和贯通情况造成的影响不可忽略,在混凝土结构耐久性设计和相关施工中有必要加以考虑.