KOROZE VÝZTUŽE V BETONU: NUMERICKÉ MODELOVÁNÍ

CORROSION OF REINFORCEMENT IN CONCRETE: NUMERICAL MODELING

book chapter

Czech

Koroze železobetonových konstrukcí je jedním z klíčových faktorů způsobujících degradaci železobetonových konstrukcí vedoucí k rozvoji trhlin v betonu a odprýskávání. Negativní vliv koroze je způsoben tím, že korozní produkty mají objem 2 - 6 krát větší než původní ocel. Výsledkem je, že korozní produkty působí expanzivním napětím na okolní beton, jehož tahová pevnost je obvykle malá. Tato práce prezentuje možnosti numerického modelování rozvoje trhlin v betonu zatíženém korozí ocelové výztuže s využitím nelineárního programu založeného na metodě konečných prvků. Použitý numerický model zahrnuje nejnovější metody nelineární lomové mechaniky. Heterogenní struktura betonu je modelována pomocí prostorové variace parametrů konstitutivního zákona. Rozvoj trhlin v betonu vyvolaný korozí výztuže je modelován crack band modelem kombinovaným s vhodným zákonem poškození. Výsledky numerické studie jsou srovnány s vybraným analytickým modelem. V závěru je ukázán příklad reálné železobetonové konstrukce simulované numerickým přístupem.

Corrosion of reinforcing steel in concrete is one of the most influencing factors causing the degradation of reinforced concrete structures, conducting to concrete cracking and spalling. The detrimental effect of corrosion is due to the fact that a rust product has a volume 2 - 6 times larger than the original steel. Consequently, the rust products exert an expansive stress on the surrounding concrete whose tensile strength is usually low. This work attempts at the application of numerical approaches to simulation of concrete cracking due to corrosion of reinforcement. Numerical computations obtained with nonlinear finite element code are presented. The model features the state-of-the-art in nonlinear fracture mechanics modeling and the heterogeneous structure of concrete is modeled via spatially varying parameters of the constitutive law. The crack growth in concrete induced by corrosion of steel reinforcement is modeled with the crack band model combined with a suitable damage law. Finally, the results of the numerical studies are compared to a chosen analytical model and a real-life numerical example is shown.

KOROZE VÝZTUŽE V BETONU: NUMERICKÉ MODELOVÁNÍ

Reinforcement, corrosion, numerical modelling

VOŘECHOVSKÁ, D.

2007

1. 11. 2007

Brno

978-80-01-04176-5

Technické listy 2007

1

1

1

2

2