Pemodelan struktur beton bertulang yang mengalami korosi lokal dalam analisis elemen hingga non-linier

Abstrak
Masuknya klorida, yang berasal dari penggunaan garam antibeku atau kedekatan dengan laut, dapat menyebabkan korosi tulangan lokal yang parah pada struktur beton seperti jembatan, terowongan, galeri, dan dinding penahan. Metode sangat dibutuhkan untuk menilai secara realistis kapasitas menahan beban dari struktur yang rusak tersebut, dengan memperhitungkan dampak kerusakan lokal. Namun, pemodelan korosi lokal pada struktur beton menggunakan metode elemen hingga tidaklah mudah. ​​Di satu sisi, menganalisis dampak korosi lokal memerlukan elemen hingga yang besarnya lebih kecil daripada ukuran elemen yang sesuai yang digunakan untuk memodelkan seluruh struktur beton secara efisien, sehingga pendekatan ini tidak layak bahkan saat menggunakan komputer berkinerja tinggi. Di sisi lain, saat memodelkan struktur dengan elemen yang relatif besar, kerusakan lokal menimbulkan diskontinuitas pada FE yang terpengaruh, yang dengan demikian tidak lagi menjadi kontinum seperti yang diasumsikan dalam formulasi elemen standar. Oleh karena itu, pengaruh diskontinuitas perlu ditangkap secara konsisten dan independen dari ukuran elemen. Makalah ini menyajikan pendekatan yang konsisten secara mekanis untuk menangani diskontinuitas dengan mendefinisikan volume pengaruh dan hubungan konstitutif yang selaras. Pendekatan ini didemonstrasikan menggunakan Model Tali Tegangan Terkorosi yang ada sebagai hubungan konstitutif dan divalidasi terhadap solusi analitis untuk ikatan beton bertulang yang terpengaruh oleh korosi lokal dan tiga eksperimen pada strip pelat kontinu dengan dan tanpa kerusakan lokal. Perilaku beban-deformasi ikatan beton bertulang ditangkap secara akurat oleh simulasi numerik. Perilaku beban-defleksi dan mode kegagalan yang diamati dalam eksperimen dapat diprediksi secara akurat tanpa ketergantungan ukuran mata jaring, sehingga membuktikan kesesuaian pendekatan yang diusulkan.