混凝土保护层锈胀开裂理论及有限元分析

张新鹏，沈明燕，石卫华，舒小娟，陈洪兵

（湖南科技大学 土木工程学院，湖南 湘潭  411201）

摘  要：假设钢筋锈蚀产物沿钢筋径向和轴向均呈均匀分布，将保护层视作一厚壁圆筒，通过弹塑性力学及有限元软件对保护层锈胀开裂全过程进行了分析。建立了混凝土保护层锈胀开裂临界截面损失率的计算公式，对钢筋直径、保护层厚度、混凝土强度及钢筋位置等因素对锈胀开裂的影响进行了分析，得出如下结论：在假设钢筋发生均匀锈蚀的前提下，保护层厚度和钢筋直径对锈胀开裂的影响较大，混凝土强度和钢筋位置对锈胀开裂的影响较小；对比试验数据后发现，有限元分析比理论模型更符合实际的混凝土锈胀开裂力学行为。

关键词：混凝土结构；钢筋锈蚀；弹塑性力学；锈胀开裂；有限元分析