混凝土層裂的案例
詳細的混凝土保護層的控制措施
來源：土木論壇
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正文如下：
眾所周知，日本是多地震國家，建筑以鋼筋混凝土結構為主，所以對混凝土保護層相當重視。下面小編詳細解讀日本對混凝土保護層的控制方法和措施。
混凝土保護層是什么
混凝土保護層是在混凝土構件中，起到保護并避免鋼筋直接裸露的那一部分混凝土，保護層厚度是從混凝土表面到最外層鋼筋 (包括箍筋、構造筋、分布筋等) 公稱直徑外邊緣之間的最小距離。(點我免費領取10個工程資料)
混凝土保護層有啥用
1、確保耐久性：防止鋼筋被空氣、水分、鹽分銹蝕。
2、確保握裹力：與鋼筋共同作用，使鋼筋發揮設計強度。
3、確保防火性能，使鋼筋混凝土構件在耐火期限內不會失去工作性。
由此可見，混凝土保護層直接決定了建筑的結構性、耐久性和功能性，所以是相當重要構造措施。
國內規定和做法
1、混凝土保護層最小厚度（mm） 【注：摘于《混凝土結構設計規范》】
規范表明，保護層最小值有15，20，25，30，35，40和50mm。
2、現場做法
2.1 梁底、板底：采用普通砂漿墊塊；缺點：容易踩踏鋼筋，使得水泥墊塊碎裂。
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藥型罩中間存在倒角給建模增加了難度
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展開 包含預制裂紋及纖維包裹層的混凝土動態沖擊壓縮 ￥40
現役橋梁主要還是以鋼筋混凝土結構為主,而裂紋是混凝土中不可避免的,因此,通過對預制裂紋混凝土疲勞性能的研究,準確分析混凝土的疲勞損傷積累,確定損傷的位置及程度,預測其剩余疲勞壽命顯得十分重要。
通過ls-dyna軟件建立了含預制裂隙的混凝土模型，如圖1所示。
通過SHPB系統分析其在有無纖維包裹層保護作用下的破壞模式。
纖維包裹層采用兩種方式進行建模，方法一：共節點殼單元 方法二：實體單元+接觸
其中纖維包裹層采用054/055MAT_ENHANCED_COMPOSITE_DAMAGE材料，混凝土采用MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CONCRETE材料。
不同方式下的動態沖擊破壞效果如下：
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如何確保鋼筋混凝土保護層厚度？施工和墊塊要點總結！
4）采用細石砼制作時，墊塊一般要比混凝土強度等級高一個等級，規格可為7cm×7cm×混凝土保護層厚度。構造物高度大于1.5m時，混凝土保護層墊塊規格宜為10cm×10cm×混凝土保護層厚度。
個人認為堅固、耐久、美觀、適用是所有建筑物最基本的要求，而耐久性需要長時間的考驗，更容易被忽略，也最難以追溯，但對建筑物安全使用年限的作用，以及社會資源的浪費卻是巨大和無形的。而混凝土保護層是鋼筋混凝土構件中對維護結構耐久性最重要的因素之一，尤其需要在施工中加以規范和監督。
展開 abaqus鋼筋銹蝕導致混凝土保護層脫落細觀模型
abaqus鋼筋銹蝕導致混凝土保護層脫落細觀模型
鋼筋銹蝕影響：
細觀模型：
混凝土損傷：
保護層脫落：
利用Lumerical FDTD探究隨機摻雜混凝土層對于毫米波的電磁響應
本篇以摻雜混凝土層為例，利用FDTD的散射體介質結構實現特定混凝土層中的隨機摻雜仿真，并探究墻體對于毫米波的透射影響。
1. 球形混合物摻雜混凝土層周期單元結構示意圖
本例因球形混合物的分布是隨機的，故采用三維仿真結構，利用Mesh order條件制造塊狀混凝土結構中的混合物摻雜。本例將以部分墻體為結構單元，在三維結構的兩個維度上設置periodic周期條件，而在第三維邊界設置PML（空氣）條件，模擬毫米波由空氣中射向墻壁的情形。
2. FDTD區域邊界條件設置
添加完塊體混凝土結構后，修改其mesh order值為5（也可以是任意大于2的整數）。在Lumerical FDTD軟件中，元素mesh order值默認為2。軟件采用嵌套式結構層實現材料的優先級，數值越小，優先級別越高。
3. 由于摻雜混合物需要嵌入混凝土層內部，因而降低混凝土層優先級
添加球形散射體作為摻雜混合物。點擊Components控件選擇More choices。。。
在結構庫中選擇隨機顆粒結構組件
雜質體積濃度是首要考慮的因素。下表中展示了關于摻雜混合物的關鍵參數設置，通過修改幾何參數可以實現有目的的體積濃度設置。
4. Allow overlap 值置為0：不允許雜志顆粒有重疊
5. 針對不同墻體狀況，實現一種或多種混合物的同時摻雜
6. 單一摻雜下的毫米波透射譜線圖
總結：針對不同摻雜參數下的混凝土墻壁，FDTD軟件提供了可行可靠的電磁波分析方法，內置的隨機散射體組建可以輕松實現不同雜志的隨機空間分布。
展開 《Engineering Failure Analysis》：混凝土保護層銹脹開裂細觀力學模擬
作者所建立的不同保護層厚度下鋼筋混凝土細觀數值模型如圖1所示，其中混凝土模型的截面尺寸為150mm×150mm，鋼筋直徑為16mm，骨料體積含量為46.5%，保護層厚度分別為20-40mm。
圖1 不同保護層厚度下的鋼筋混凝土細觀模型
不同保護層厚度下混凝土保護層的開裂模式如圖2所示，其中（a）~（d）為各細觀模型對應的混凝土宏觀模型，可以看出宏觀和細觀模型的開裂形態差別很大，宏觀模型下保護層的銹脹裂縫（損傷）呈現出連續的區域性分布，而在細觀模型下由于骨料的阻礙作用和界面區的薄弱性，銹脹裂縫呈現分散的形態，而且分布裂縫長度也較宏觀模型要長。
圖2 混凝土保護層宏觀模型和細觀模型銹脹開裂形態對比
作者對每組保護層厚度的鋼筋混凝土試件建立了8個不同骨料分布的數值模型，計算所得鋼筋邊界銹脹力-徑向位移曲線如圖3所示，可以看出在同保護層厚度不同骨料分布下曲線存在差異，這表明骨料分布對保護層銹脹開裂力學反應有影響。
圖3 各保護層厚度不同骨料分布下的銹脹力-徑向壓力曲線
角部鋼筋的保護層銹脹開裂模擬結果如圖4所示，可以看出，角部鋼筋處保護層的開裂形態與中部鋼筋有明顯不同，出現了混凝土角狀脫落的現象，相較于中部鋼筋情形更加危險。
圖4 角部鋼筋混凝土保護層開裂形態
原始文獻：Du X, Jin L. Meso-scale numerical investigation on cracking of cover concrete induced by corrosion of reinforcing steel [J]. Engineering Failure Analysis, 2014, 39: 21-33.
展開 Abaqus2024混凝土隨機多邊形及界面層插件AbyssFish_RandomPolygon2D V2版本更新 ￥188
</p><p><strong>豐富的模型組成：</strong>生成的二維混凝土細觀模型包括砂漿區域、多邊形骨料和界面過渡區（ITZ），為您提供了一個完整的混凝土微觀結構模型。</p><p><strong>自定義試件尺寸：</strong>您可以根據實際需求，設置試件的長度和寬度等尺寸信息，以便更好地模擬實際混凝土構件的性能。</p><p><strong>控制多邊形邊數：</strong>插件支持設置內部所投放多邊形的邊數，您可以根據需要調整多邊形的形狀和復雜性。</p><h1><br></h1><h1>?? 舊版本鏈接</h1><p>對于仍需要使用Abaqus2023及以前版本的用戶，您可以點擊</p><div contenteditable="false" width="100%"><figure class="figure-link" data-title="AbyssFish_RandomPolygon2D V1.0" data-link="https://www.yqgqt.org.cn/post/1787560"><div class="link-card"><span class="link-title">AbyssFish_RandomPolygon2D V1.0</span><div class="link-url">https://www.yqgqt.org.cn/post/1787560</div></div></figure></div><p>下載舊版本的安裝包。請注意，舊版本插件無法兼容Abaqus2024及以上版本。</p><h1><br></h1><h1>?? 單機授權說明</h1><p>本插件的售價為單機授權許可價格，購買后請聯系QQ：1135122921或微信：AbyssFish_LJR獲取許可證。
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基于abaqus的B31梁單元單跨兩層鋼筋混凝土框架滯回模擬
2011年韓國39層鋼骨混凝土結構辦公樓豎向震動事故及原因分析！
圖1 推測建筑物震動源
1)風荷載：由風吹到結構上引起的渦流等因素引起的垂直振動
2)空調控制室機械振動：位于Techno Mart辦公樓各層的空調控制室內的空調設備引起的機械振動引起的共振現象
3)辦公樓12層健身中心：健身中心因旋轉、跑步機、集體有節奏運動等引起的振動共振現象引起的結構振動
4)商業大廈9層CGV4D影院：4D放映設備振動共振現象引起的結構振動。
此外，還提出了前一天暴雨引起的地基沉降和基礎失效的問題，但在實地考察中，確定這種現象不會發生，不會引起這種振動。因此，對上述四種可能的原因進行了分析。
3.設計文件審查
3.1一般細節
Techno-mart21大樓的設計文件必須包含生產和安裝結構所需的明確信息，如每個構件的尺寸和位置、柱中心、帶肋部件的尺寸、螺栓的尺寸和數量、焊接尺寸和其他細節。因此，為了了解建筑物的現狀和信息，確定其是否按照設計文件進行設計，并在安全評估中使用這些信息，本節介紹了設計和結構計算文件的審查結果。
3.2結構圖主要內容
1)辦公樓的所有梁和柱都是用鋼制造的。大跨方向為抗彎框架，短跨方向為支撐框架，核心墻為剪力桁架墻。它們被設計成雙重體系，能夠抵抗風和地震荷載。
2)二層及以上采用鋼模橋面板體系，一層及以下采用鋼筋混凝土板體系。
3)辦公樓地下層的梁和柱都是鋼制。
4)商場地下層柱采用型鋼混凝土，地下一、二層梁采用型鋼混凝土，地下三、五層梁采用鋼筋混凝土。
5)地下室外墻采用鋼筋混凝土結構。
6）購物中心采用獨立基礎，和辦公樓的采用筏板基礎。
7)花崗巖在頂部用600 mm的板填充，并設計為在集水坑處排放預計的進水。
8)辦公樓的鋼柱為箱形柱，直至第13層。14層及以上大跨方向（不含核心）外柱按箱型柱設計，其余柱按H型柱設計。
展開 
ABAQUS細觀混凝土周期性邊界（PBC）表征體元（REV）界面層（ITZ）及砂漿塑性損傷（CDP）模擬
混凝土的細觀結構決定著其宏觀破壞行為，對混凝土在結構尺度上采用細觀模型將導致巨大的計算量而難以實現，表征體元（?REV）?方法可選取一定的平均范圍來描述混凝土的性質和行為，這對于理解和模擬混凝土的損傷機理至關重要。
本案例在Abaqus內采用Random Sphere RVE 3D（Mesh）V1.0 – AbyssFish插件進行建模，建立的混凝土細觀結構代表性體積單元(Representative Volume Element, RVE)在幾何上具備周期性邊界條件(Periodic Boundary Conditions, PBC)，包含砂漿、骨料-水泥界面過渡區(Interfacial Transition Zone, ITZ)、骨料三相材料。
案例中砂漿采用混凝土塑性損傷本構模型(Concrete Damaged plasticity Model, CDP)，骨料-水泥界面過渡區采用弱化的砂漿模型。
對代表體單元施加單軸壓縮荷載工況，對模型提交分析并查看結果。
從模擬結果反映出混凝土的損傷首先發生在骨料與水泥的界面過渡區，并向沿著界面過渡區向砂漿基體周圍擴散。
編輯
混凝土表征體單元最終會因產生貫穿裂紋而發生破壞。
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