midas 模拟大体积混凝土温度应力
midas civil水热化分析
课题背景及任务来源随着我国交通事业的迅速发展，大跨度桥梁大量出现，在桥梁中大体积混凝土承台、锚碇、塔等亦随之大量出现。
目前所生产的水泥放热速度较过去大为提高，这使得大体积混凝土的温度裂缝问题日益突出，已成为普遍性的问题。
大体积混凝土在固化过程中释放的水化热会产生较大的温度变化和约束作用，由此而产生的温差和温度应力是导致混凝土出现裂缝的主要因素，从而影响结构的整体性、防水性和耐久性，成为结构的隐患。
因此大体积混凝土在施工中必须考虑裂缝控制。
大体积混凝土温度裂缝问题十分复杂，涉及到结构、建筑材料、施工、环境等多方面因素，工程建设领域目前对桥梁中所使用的大体积混凝土的研究还不够深入、全面，相关的规范条文还不够完善，对很多工程实践中的问题只能依靠经验处理，缺乏适当的理论依据，这会造成许多不必要的人力、物力、财力的浪费，大体积混凝土施工质量控制的结果也不很理想。
在总结大体积混凝土温度裂缝产生的原因的基础上，本文结合邕江四线特大桥，以及对承台试块的模拟试验，研究分析了大体积混凝土内部温度场和温度应力变化的规律和工程中采用的温控措施的实际效果。
本文在大体积混凝土工程中所采用的温度监测和裂缝控制措施，为今后同类工程施工提供了有用信息，也为今后开展深入的理论研究提供了试验和理论参考依据。
组成结构通过midas来模拟大体积混凝土在水化热情况下温度与应力应变的变化，并且通过不加冷水管和加冷水管的情况下进行对比分析，并得出相应的结果。
功能与技术能够直观的看到混凝土内部在水化热的情况下温度随时间的变化，并且通过精确的数值进行分析。
从而使我们对水化热有进一步的认识，进而通过温度变化趋势分析混凝土可能会产生的裂缝的位置，从而提前做好防护措施，尽可能是裂缝降到最小。
成果的主要特点通过对大体积混凝土水化热的分析，我们能更加深入的了解混凝土内部温度度的变化情况，从而对混凝土浇筑﹑养护﹑防护提前做出应对措施。
尤其是咋此过程中温度对其裂缝的影响。
大体积混凝土温度场应力场影响因素分析
大体积混凝土温度场应力场影响因素分析摘要大体积混凝土结构具有结构体量大、水泥水化热散热困难、对裂缝的控制要求高等特点。
本文通过大型有限元软件MIDAS/GEN进行模拟分析，探讨了混凝土板厚度、混凝土保护层厚度及混凝土后期强度对其的影响程度。
为了量化研究保护层厚度的作用，本文引入“虚拟混凝土”，根据传热系数等效的原则将保温层厚度折算成混凝土虚拟厚度，本文发现混凝土拉应力峰值出现的时间比温度峰值晚，呈现出应力滞后现象，一般而言，时间上滞后约10天左右。
同时发现只要控制温度应力不超过抗拉强度，即使混凝土的里表温差超过25℃，也不会出现裂缝。
关键词大体积混凝土虚拟混凝土混凝土后期强度1 绪论大体积混凝土结构不同于一般的混凝土结构。
它具有结构体量大、水泥水化热散热困难、对裂缝的控制要求高等特点。
“大体积混凝土”最早出现在水利工程中，在该工程领域的建设应用中，科技工作者做了大量的工作，包括：理论研究、软件模拟、施工方法、实践经验及优化方案等，并制定了一系列相应的规范和规程。
然而，桥梁工程中采用的大体积混凝土与水利水电工程中的大体积混凝土存在很大差异。
一般而言，桥梁工程或建筑工程中的大体积混凝土相比之下厚度较薄，体积较小；混凝土设计强度较高，混凝土单位水泥用量较大；连续性浇筑要求较高；混凝土结构多在地下或半地下，受外界条件影响相对较小。
影响大体积混凝土温度场和温度应力的因素有很多，本文通过大型有限元软件MIDAS/GEN进行模拟分析，探讨了大体积混凝土结构厚度、保护层厚度及后期强度对其的影响程度。
2 混凝土板厚的影响大体积混凝土（如桥梁基础、高层建筑基础）越厚，则越不容易散热，中心温度越高，导致里表温差越大，相应的温度拉应力也会越大，对结构的安全越不利。
本文选取混凝土板厚度分别为3米、4米、5米三种情况进行分析。
本模型定义了两种材料：C30混凝土和地基，其参数见表1：假定环境温度为20℃，板根据C30混凝土的配合比设计，热源函数取为最大绝热温升41℃，导温系数为0.78。
基于MIDAS CIVIL的大体积混凝土水化热 分析及施工控制
基于MIDAS CIVIL的大体积混凝土水化热分析及施工控制发表时间：2020-11-10T06:13:24.118Z 来源：《建筑细部》2020年第21期作者：韦存利[导读] 大体积混凝土是指实体最小尺寸不小于 1m 的混凝土结构。
其主要特点是体积大，比表面积较小，水化热释放集中，内部升温快。
华蓝设计（集团）有限公司摘要：大体积混凝土是指实体最小尺寸不小于 1m 的混凝土结构。
其主要特点是体积大，比表面积较小，水化热释放集中，内部升温快。
当混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用，造成经济损失。
MIDAS CIVIL为通用空间有限元分析软件，通过建模可有效模拟施工过程中混凝土的水化热机理，为施工控制提供依据。
关键词：大体积；混凝土；水化热；有限元分析；施工控制1.引言近年随着高速公路建设发展的不断西进，西部地区复杂多变的地质条件也给高速公路建设提出了越来越多的难题。
为克服这些难题，各种特大跨径、高墩桥梁不断刷新世界纪录，相应地，也出现了各类体量巨大的混凝土结构。
受限于混凝土材料本身特性的限制，水化热是一个大体积混凝土在浇筑过程中不得不考虑的问题。
本文将在已有的理论研究成果上，结合工程实例，采用有限元建模分析大体积混凝土结构的水化放热机理，结果可为大体积混凝土的设计、施工提供科学依据。
2.工程实例—邵阳桂花大桥承台水化热分析桂花大桥位于邵阳市大祥区桂花渡，是 G320 在邵阳市区过境线工程中跨越资江的一座大型桥梁，为双塔三跨自锚式悬索桥+9×30m 现浇连续箱梁，桥梁全长 541.32m，其中主塔承台布置尺寸为 8.5m×8.5m×3.5m，属于大体积混凝土。
2.1冷却管布置角部竖管为进水管，外部部竖管为出水管。
在混凝土开始初凝（一般为 6h 左右）后即开始通水，在混凝土温度达到峰值后出水口温度下降至常温时停止通水。
混凝土养护过程中，根据环境温度的不同，其进水口的水温一般控制在10℃～20℃，流水速度控制在 0.5m/s～1.5m/s。
大体积混凝土论文有限元分析论文温度场应力论文：大体积混凝土有限元分析温度场及其温度应力
大体积混凝土论文有限元分析论文温度场应力论文：大体积混凝土有限元分析温度场及其温度应力摘要：通过利用结构有限元分析程序midas/civil对一座桥梁承台进行水化热分析研究，总结出大体积混凝土在水化热影响下温度的分布规律以及温度应力的变化规律，对分析结果进行比较和总结，可提出防止混凝土开裂的一些应对措施。
关键词：大体积混凝土;有限元分析;温度场应力1 引言大体积混凝土在现代土木工程施工中的应用已非常普遍, 但却常常出现裂缝和变形, 严重影响了结构的整体性和耐久性。
国内外工程实践表明，防止温度裂缝的关键在于混凝土温度控制和温度应力控制。
目前，关于大体积混凝土的温度计算一般都是利用经验公式计算混凝土的中心最高温度和表面温度，未能考虑混凝土内部温度的连续性和连续变化的外界气温的影响。
在温度应力计算方面，目前施工单位也多采用公式分开计算外约束力和内约束力，这并不能反映出大体积混凝土各处的温度应力分布。
本文针对大体积承台混凝土，根据热传导基本原理以及有限元原理对大体积混凝土温度应力的计算进行理论分析，同时考虑徐变干缩等因素对大体积混凝土变形裂缝的影响无疑对结构设计和施工有很好的指导作用。
2 大体积混凝土温度场及温度应力理论分析2.1 大体积混凝土温度场分析混凝土的温度场的计算与求解，实际上是一个热学问题。
分析大体积混凝土温度场，需要根据当地气候条件、施工方法及混凝土的热学特性，按热传导原理进行计算。
混凝土浇注完成后，混凝土在水泥水化热作用下，可以看成有内部热源强度具有瞬态温度场的连续介质，其瞬态温度场的计算实质是三维非稳态导热方程在特定边界条件下和初始条件的求解。
导热方程为：式中为混凝土瞬时温度；为混凝土导热系数；为混凝土比热；为混凝土容重；为单位体积内水化放出的热量。
要计算确定混凝土内部温度场，首先应选取水泥水化放热规律，再确定水化热生热率：式中,q为水化热；t为龄期；为无穷大时的最终水化热；m为水化系数。
【MIDAS FEA】水化热分析-验算例题
附件：算例与验证《大体积混凝土温度应力与温度控制》（朱伯芳著，中国电力出版社）是温控分析方面的权威教材，该书中有大量的算例，为了验证MIDAS 软件计算结果的准确性，我们对该书中的很多算例进行了验证。
第19章第13节中的例子是一个典型的算例，该例题如下：该算例的模型为：在基岩上单层混凝土浇注块，长度L=25m ，厚度h ＝1、2、3m ，表面与空气接触。
混凝土导温系数20.0040/a m h =，导热系数10.0/()kJ m h c λ=，表面放热系数260.0/()kJ m h c β=，0.167/m βλ=，热胀系数1a =×5110c --，混凝土初温00C T =,气温0a T C =，混凝土绝热温升为()25.0/(4.5)θτττ=+ 式中τ以天计，混凝土弹性模量为0.34)]()30000[1exp(0.40E ττ=-- ()MPa混凝土的徐变度0.450.30()0.450.0050()0.230.52(19.2)[1](1 1.7)[1]3000030000(,)t t e e C t τττττ------+-++-=混凝土的泊松比为1/6μ=。
岩基弹性模量为30000f MPa E =，泊松比为0.2fμ=，热胀系数1a =×5110c --。
导温系数20.0040/a m h =，绝热温升()0θτ=。
教材中按照平面应变问题求解；在我们的计算中，按照三维空间问题求解。
我们给出h=3m 的情况，图附1和图附2是所建的模型的正视图和斜视图。
附1 模型网格的正视图附2 模型网格的斜视图对结果，给出中央断面在不同时刻的温度及其应力的分布。
（1）中央断面在不同时刻沿高程的温度分布见图附3、附4和图附5：温度（C）高程y(m)附3 中央断面在不同时刻沿高程的温度分布1温度C高程y(m)附4 中央断面在不同时刻沿高程的温度分布2温度C高程y(m)附5 中央断面在不同时刻沿高程的温度分布3中间断面的最大温度见表附1：表附1 中间断面的最大温度值表CC以上12条曲线，与朱伯芳书中给出的12条曲线，吻合相当好，经过反复比较，τ=，内部温度达到最大值，MIDAS软件计算结果为最大误差不超过2％。
基于MIDAS和LUSAS有限元软件的混凝土预制沉管水化热温度应力分析
基于MIDAS和LUSAS有限元软件的混凝土预制沉管水化热温度应力分析基于MIDAS和LUSAS有限元软件的混凝土预制沉管水化热温度应力分析引言：混凝土预制沉管是一种常用于建筑工程和桥梁基础中的重要结构。
在混凝土预制沉管的制造过程中，由于水化反应的存在，水化热会导致温度的升高。
这种温度升高可能会导致混凝土预制沉管出现温度应力，从而影响其结构的稳定性和耐久性。
因此，研究混凝土预制沉管水化热温度应力分析具有重要的工程实际意义。
1. 研究目的与意义混凝土预制沉管的水化过程中产生的水化热会引起温度的升高，从而导致混凝土产生温度应力。
了解混凝土预制沉管在水化过程中产生的温度应力变化规律，对于预测结构的变形和应力分布、制定合理的施工方案具有重要的实际意义。
本研究旨在通过MIDAS和LUSAS有限元软件的使用，对混凝土预制沉管在水化热过程中的温度应力进行分析，为工程实践提供可靠的理论依据。
2. 研究方法与步骤本研究基于MIDAS软件和LUSAS软件，采用有限元法进行混凝土预制沉管的温度应力分析。
研究步骤如下：(1) 建立混凝土预制沉管的有限元模型；(2) 设置沉管模型的材料参数和边界条件；(3) 设置水化反应的温度载荷以及温度应力的计算；(4) 进行水化热温度应力的计算和分析。
3. 模型建立与参数设置基于实际工程中的混凝土预制沉管，建立有限元模型。
模型考虑了沉管内部的水化反应过程。
根据混凝土的物理力学特性，设置混凝土的弹性模量、泊松比、热膨胀系数等参数。
同时，考虑沉管与周围土体的相互作用，设置边界条件。
4. 温度应力计算与分析在混凝土预制沉管的水化过程中，根据设定的水化反应限制温度，采用MIDAS软件进行温度载荷的施加。
通过对水化反应过程中混凝土温度变化的分析，计算得到温度应力分布。
利用LUSAS软件对模型进行求解，得出混凝土预制沉管在水化过程中的应力变化规律。
5. 结果与讨论本研究通过模拟混凝土预制沉管的水化热温度应力分析，得出了温度应力的变化规律。
midas算例大体积混凝土水化热
大体积混凝土施工阶段水化热分析目录一、概要 (1)二、分析模型截面数据 (1)三、材料热特性值 (2)四、结构建模 (2)4.1设定建模环境 (3)4.2定义构件材料 (3)4.3定义时间依存材料 (4)4.4时间依存材料连接 (4)4.5建立结构模型 (5)五、结果分析 (9)一、概要目前，大体积混凝土、高强混凝土以及耐久性混凝土正被广泛应用于实际工程中，由水化热引起的温度裂缝也逐渐成为设计人员关注的课题。
水化热引起的温度裂缝大多发生在结构施工初期，宽度较大且贯通裂缝比较多，对结构的耐久性、透水性会产生严重影响，因此在设计、施工以及监理阶段需要详细验算水化热引起的温度应力。
另外，大体积混凝土结构是分阶段浇筑的，分阶段浇筑的混凝土具有不同的混凝土材龄和热特性值，所以必须分施工阶段做水化热分析。
因混凝土水化热引起的温度应力分为内部约束应力和外部约束应力。
内部约束应力是因为混凝土温度分布的不均衡约束了结构体积的膨胀而发生的应力。
在水化反应初期，混凝土表面温度和内部温差使混凝土表面发生张拉应力；在温度下降阶段因为内部收缩变形大于表面，所以在混凝土内部发生张拉应力。
内部约束应力的大小与结构物内外温度差成比例。
外部约束应力是因为已浇筑的混凝土或地基表面约束了正在浇筑的混凝土的温度变形而发生的应力。
外部约束的影响与接触表面的宽度和外部约束刚度有关。
水化热分析包括热传导分析和温度应力分析两个过程。
热传导分析是计算节点温度随时间的变化量，即计算因水泥水化过程中发生的放热、对流、传导引起的节点温度变化。
温度应力分析是使用热传导分析得到的各时间段的节点温度分布以及材料随时间变化的特性、混凝土随时间变化的收缩、混凝土随时间和应力变化的徐变等，计算大体积混凝土各施工阶段应力。
二、分析模型截面数据本例题使用的承台尺寸为25.6m×13.6m×4.5m，冷却水管布置如下图所示，分两层浇筑，第一次浇筑168小时（7d）以后浇筑第二层，对第二阶段浇筑的混凝土水化热分析时间为840小时（28+7d）。
midas gen大体积混凝土水化热分析知识讲解
---热传导分析 ---热应力分析 ---利用管冷来减小温度应力
操作步骤
---定义材料时间依存特性 ---建立实体单元模型 ---输入水化热分析控制数据 ---输入环境温度、对流系数及定义单元对流边界 ---定义固定温度 ---输入热源函数及分配热源 ---输入管冷数据 ---定义施工阶段
➢ 参见钢筋混凝土施工阶段分析中相 关操作步骤
➢ 把相应的结构组、边界组、荷载组 在所属阶段激活或者钝化。
输入对流函数
➢ 可定义常数对流系数。 ➢ 或用户根据已有数据自行定义任意
曲线。
定义单元对流边界
➢ 将前面两步定义的环境温度函数和对流系数函数赋予给 相应的边界，并注意指定边界组，用于后面的施工阶段 分析。
定义固定温度
➢ 输入结构的固定温度条件。具有固定温度的位置， 其温度不随时间发生变化。一般赋予结构与地面的 接触面。
输入热源函数及分配热源
➢ 热源函数又称热源强度函数，用来 表现水化过程发热状态的函数。
➢ 可定义如下形式函数： 常量：热源强度(每小时、每立方米 体积混凝土发热量)不变。 设计标准：按经验公式计算热源强 度，一般给出绝热温升变化函数， 程序内部将其转换为热源强度函数。 用户：由用户定义热源强度函数。
输入管冷数据
➢ 为了降低混凝土的温度，在 混凝土内设置冷却管。
➢ 比热：水的比热。 ➢ 比重：水的比重。
➢ 流入温度：水在入口处的温 度。
➢ 单位时间流量：单位时间水 的流量。
➢ 直径：输入冷却管直径。 ➢ 对流系数：输入对流系数。
➢ 选择：按冷却水流动的路径 输入设置冷却管的节点位置。
定义施工阶段
基本模型
地基
板式基础
210974870_大体积承台混凝土水化热仿真及温控分析
1工程背景选取位于重庆市内的某连续刚构桥主墩承台进行分析，该桥主墩承台尺寸为21.0m （横桥向）×21.0m （纵桥向）×7m （层厚）的整体式钢筋混凝土结构，承台混凝土为C40，承台浇筑方量达到3087.0m 3，钢筋294.4t 。
承台分为两次浇筑，第一次的浇筑厚度为4m ，第二次的浇筑厚度为3m 。
桥墩承台混凝土体积较大，为掌握砼内部最高温度和内外温差，防止混凝土结构产生裂缝，需对大体积混凝土承台水化热发生过程模拟并进行温度测试及控制。
2结构仿真分析2.1模型参数设置承台尺寸为21.0m×21.0m×7.0m ，由于结构尺寸对称，此次计算采用1/4结构进行计算，如图1所示，并且考虑承台外围2.0m 的地基，材料参数如表1所示，冷却管布置如图2~图4所示。
根据现场情况承台第一层和第二层拟采用大气温度为15.0℃，浇筑温度为15.0℃进行仿真分析。
本次计算采用实体单元建模型。
承台第一层考虑10h 、24h 、48h 、72h 、96h 、120h 、144h ……336h 等子工况，承台第二层考虑浇筑10h 、24h 、48h 、72h 、96h 、120h 、144h ……336h 等子工况。
分别研究冷凝管入口温度为10℃、15℃、20℃三种不同情况下的各层温度变化情况以及内外温差。
2.2边界条件①位移边界条件。
这种承台的底层是浇注在地基之上大体积承台混凝土水化热仿真及温控分析Hydration Heat Simulation and Temperature Control Analysis of Mass Pile Cap Concrete崔成男CUI Cheng-nan ;蔡华CAI Hua ;邢振华XING Zhen-hua ;宋楠SONG Nan ;田戬TIAN Jian（中建铁路投资建设集团有限公司，北京102601）（China State Construction Railway Investment &Engineering Group Co.，Ltd.，Beijing 102601，China ）摘要:以重庆某高速公路建项目某特大桥主墩承台大体积混凝土为研究对象，采用Midas FEA 有限元软件对承台浇筑后336h内的温度场进行了数值模拟和分析，并着重分析了入口温度为10℃、15℃、20℃时温度场随时间变化曲线。
基于MIDAS计算的桥梁承台大体积混凝土温度控制研究
本次试验对象为湖南省南益高速公路第六合同 段南洞庭特大桥。南洞庭特大桥桥塔承台平面为八 边形承台，采用 Ｃ３０混凝土，共 ７ｍ高。３５＃承台 底下设 １００ｃｍＣ３０的封底混凝土，３６＃承台底下设 １００ｃｍ厚 Ｃ３０的封底混凝土。３５＃、３６＃墩主塔承 台概况见表 １；３５＃、３６＃墩主塔承台构造平面图、 立面和侧面图见图 １。承台分 ４层浇筑，浇筑高度 分别为 １５、２０、１５、２０ｍ，一个承台混凝土 总方量 为 ８１８５ｍ３，单 次 最 大 浇 筑 方 量 为 ２３４０ ｍ３。
图 ４ 养护水温度与承台表层温差监测数据图
１期
姚 琳：基于 ＭＩＤＡＳ计算的桥梁承台大体积混凝土温度控制研究
１０１
４）承台顶面为第 ３类边界条件，对流系数取 １０４ｋＪ／（ｍ２·ｈ·℃）。
５）混凝土绝热升温 ３５℃。 ６）冷却水水温 ２０℃，流量 １ｍ３／ｈ。 ７）热传导率取 １７ｋＪ／（ｍ·ｈ·℃）。 ３５＃承台温控计算模型中的温控元件编号如图 ７所示。
由于混凝土是热的不良导体，由最高温度降至 稳定温度场需要很长的时间，在这段时间，混凝土 的变形模量将得到很大的增长，且会产生很大的拉 应力［２］。如果 这 个 拉 应 力 超 过 同 龄 期 混 凝 土 的 极 限抗拉强度，就会出现基础贯穿性裂缝，这将会破 坏结构的整体性，改变设计的应力分布状态，以及 混凝土结构物的受力状态，从而可能使局部或整体 结构发生破坏［２－３］。
摘 要：大体积混凝土因其水化热的原因，在降温的过程中很有可能会产生裂缝，破坏
结构的整体性。通过 ＭＩＤＡＳ软件进行大体积混凝土的温度场与应力场的数值模拟，并与实
际监测的数据进行对比分析，得到监测数据的异常值区域。根据监测数据的异常，对原有模
超大体积底板混凝土温度应力分析及裂缝控制
Construction & Decoration154 建筑与装饰2023年3月下 超大体积底板混凝土温度应力分析及裂缝控制孙庆柳广西建工第五建筑工程集团有限公司 广西 柳州 545000摘 要 本文以港珠澳大桥珠海口岸工程为研究对象，详细探讨了该工程Ⅱ标段交通中心、交通连廊底板进行混凝土施工的整体状况。
同时，利用BIM和Midas FEA建模，并对施工和温度场进行仿真模拟，以此分析温度与有害裂缝之间的关系。
为了减少裂缝的出现，可采取分层混凝土施工并做好后期养护工作，确保超大体积底板混凝土施工得以顺利开展。
关键词 超大体积混凝土；温度应力分析；裂缝控制Temperature Stress Analysis and Crack Control of Super-Large-Scale Floor ConcreteSun Qing-liuGuangxi Construction The Fifth Construction Engineering Group Co., Ltd., Liuzhou 545000, Guangxi Zhuang Autonomous Region, ChinaAbstract Taking the Zhuhai Port Project of the HongKong-Zhuhai-Macao Bridge as the research object, this paper discusses in detail the overall condition of concrete construction in the traffic center and traffic corridor floor in Ⅱ bid segment of the project. Meanwhile, BIM and Midas FEA are used for modeling and simulation of the construction and temperature field, so as to analyze the relationship between temperature and harmful cracks. In order to reduce the occurrence of cracks, stratified concrete construction can be adopted and subsequent maintenance work can be done to ensure the smooth development of super-large-scale floor concrete construction.Key words super-large-scale concrete; temperature stress analysis; crack control1 工程概况1.1 项目概况港珠澳大桥珠海口岸工程（Ⅱ标段）达到了208796.59m 2的总建筑面积，其中140057.8m 2为交通中心建筑面积，地上和地下分别为4层、1层；有68738.79m 2属于交通连廊建筑面积，地上4层，地下1层。
采用midas模拟分析混凝土结构温度场与应力场
采用midas模拟分析混凝土结构温度场与应力场摘要：混凝土桥墩在浇筑成型的早期易受到水泥水化作用和环境温度的影响,产生早期裂缝。
采用有限元软件计算混凝土桥墩的温度场和应力场，绘制关键节点的温度变化曲线，分析保温材料的有效性。
关键词：有限元；模拟；温度场；应力场Abstract: the concrete bridge pier in casting of molding early are susceptible to cement hydration effect and the influence of the temperature of environment, produce early cracks. Finite element software of concrete bridge pier calculation of the temperature field and stress field, drawing the temperature change of the key nodes curve, analysis the effectiveness of the heat preservation material.Keywords: finite element; Simulation; Temperature field; Stress field0 引言混凝土桥墩浇筑成型后，易受不均匀温度场影响，桥墩易产生温度裂缝，危及其安全[1]，影响混凝土桥墩内部温度场的因素很多，最主要的因素是水泥的水化作用和环境温差[2]。
规范中只规定混凝土的允许温差，如《铁路桥涵施工规范》（TB 10203-2002）规定:当混凝土温度与环境温度之差大于25℃时，应按大体积混凝土施工，并应采取降温措施[3]。
采用有限元分析方法分析混凝土桥墩的温度和应力，可以较为准确的判断混凝土开裂的时间和部位，同时也可以判断降温措施或保护措施的效果。
大体积混凝土温度控制与MIDAS建模参数调整分析
大体积混凝土温度控制与MIDAS建模参数调整分析王忠【摘要】Mass concrete is affected by temperature stress, and cracks occur when serious. In view of this problem, based on the construction of mass concrete of bearing cap of a super large cable stayed bridge, through the finite element simulation analysis, the characteristics of stress field and temperature field of concrete structure of concrete cap are defined, and the corresponding temperature control standards and temperature control measures are put forward. At the same time, the simulation results of 4# cap are compared with the actual measured results. Readjust some parameters in the modeling, and then do the inverse calculation. The results show that the temperature field after adjusting the parameters is more practical,and it is applied in the later 5#cap casting. It provides a useful reference for similar projects.%大体积混凝土由于受温度应力的影响,严重时就会产生裂缝,针对这一问题,以某特大斜拉桥承台大体积混凝土施工为背景,通过有限元仿真计算分析,明确了承台混凝土结构的应力场和温度场的特征,提出了相应的温控标准和温控措施.同时,通过对4#承台仿真计算结果与实测进行分析对比,反复调整建模中的一些参数再进行反算,结果表明,参数调整后的温度场更加符合实际,并在后期5#承台浇筑中得到应用.为类似工程提供了有益借鉴.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2017(036)032【总页数】3页(P133-135)【关键词】大体积混凝土;温度控制;承台【作者】王忠【作者单位】昆明理工大学建筑工程学院,昆明650500【正文语种】中文【中图分类】U445.57大体积混凝土在施工期间的温度裂缝问题一直是工程界所面临的一个难题，它影响因素诸多，形成机理比较复杂。
基于midas civil桥梁承台大体积混凝土温度应力对裂缝的影响及控制
J IANZHUCAI LAO９８４㊀«工程与建设»㊀２０１９年第３３卷第６期收稿日期:２０１９Ｇ０９Ｇ２６;修改日期:２０１９Ｇ１１Ｇ２７作者简介:过海明(１９９４－),男,安徽庐江人,硕士研究生在读．基于M i d a sC i v i l 桥梁承台大体积混凝土温度应力对裂缝的影响及控制过海明,㊀高㊀鹏(合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽合肥㊀２３０００９)摘㊀要:桥梁由于自重较大,为了承受上部较大荷载,故需要做成较大的承台来承受上部荷载.故属于大体积混凝土范畴,在大体积混凝土浇筑过程中容易在内部产生热量的累积,中心部位与外界形成较大的温度差,若温度应力超过混凝土自身的抗拉极限则会有裂缝产生,故对大体积混凝土的水化热以及温度应力的研究具有重要意义.采用大型有限元M i d a sC i v i l 软件来计算该桥梁承台施工期内部热传导及温度应力场,并根据结果分析得出不出现温度裂缝的温度控制方案和有针对性的温控措施.关键词:基础;大体积;混凝土;M i d a sC i v i l;水化热中图分类号:U ４４３．２５㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:１６７３Ｇ５７８１(２０１９)０６Ｇ０９８４Ｇ０３０㊀引㊀㊀言随着我国经济迅速的发展,大型桥梁日新月异,已经逐渐出现在我们的视野中,虽然我国的设计师在对桥梁的设计和施工有巨大的突破,但是在大体积基础施工过程中仍然存在很多技术上难题,比如大体积混凝土承台的温度控制问题.[１]各国对大体积并没有形成一个统一的概念,但是都是对混凝土的尺寸㊁温度和裂缝进行限制性来定义的.大体积结构在施工时,混凝土总用方量大,在施工过程中技术要求高,难度大,并且由于外部环境也会带来很多问题,对模板强度要求比较高,内部集聚大量的热量,极易使结构物或者构筑物产生温度裂缝.因为平面方向尺寸非常大,在水平方向在温度应力作用产生的力也愈大,若对于温度产生裂缝的措施控制不当,当温度应力超过混凝土容许的应力值时,裂缝产生的可能性就大幅度提高.在施工过程中,裂缝产生有很多原因,但主要是温度和收缩,温度裂缝是由于胶凝材料在水化过程中热,而在内部热量集聚,温升大,基本可以达到７０ħ以上.升温速率高,降温速率低,当温度应力超过混凝土的容许的应力时,易产生表面裂缝或贯穿裂缝.收缩而产生的裂缝是由于配合比中水和水泥使用量较高,导致混凝土中骨料使用量较低,在胶凝材料以及骨料干硬过程中的收缩产生的应力非常大,当收缩产生的应力超过混凝土容许应力就会产生裂缝.１㊀工程概况本文以的某桥梁大体积承台为研究对象,该承台为矩形,平面的尺寸为２０．５m１６m .承台的高度为６m .在本工程中所采用的水泥为低热水泥,混凝土C ３５等级,水和胶凝材料的比为０．３９,砂率为３７％,单位体积水泥使用量为２３０k g .施工期间当地平均气温为２０ħ,混凝土容重为２４００k g/m ３,其他混凝土相关参数如表１.表１㊀混凝土相关参数２８d 抗压强度/M P a２８d 弹模/M P a泊松比比热容/[J /(k għ)]传热系数/[J /m h ħ]热膨胀系数对流系数/[k J /(m ２ h ħ)]３５３．３ˑ１０４０．１８９６０１００００１．０ˑ１０－５１２２㊀M i d a sC i v i l 软件进行水化热分析理论在对混凝土水化热分析时,可使用M i d a sC i v i l 进行建模分析,依据能量守恒的热平衡方程原理,能够模拟的施工的全过程,包括前期的分层分块浇筑,冷却的水管布置情况,散热规律以及混凝土的收缩和徐变等复杂的影响因素.使用有限元来模拟各个节点的温度随时间的变化,并导出其他相关的物理参数.[２]对于混凝土的水化热分析,常用的分析过程是进行热传导和温度应力分析.热传导分析是针对胶凝材料水化过程中的放热㊁传导和对流等随龄期的变化的趋势.[３]温度应力分析是对节点的温度进行等价转化,再对节点部分进行加载,再分析结构随龄期应力变化的趋势.[４]３㊀建模与结果分析３．１㊀建模在M i d a sC i v i l 模型中,依据表１参数将承台模拟成具有一定传热速率的结构.由于该承台结构模型具有高度对称性,所以我们仅对四分之一模型进行建模和分析,降低过程分析所４８９J IANZHUCAI LAO㊀«工程与建设»㊀２０１９年第３３卷第６期９８５㊀使用的时间,便于观察内部温度㊁应力的变化情况.[５]这里的冷却水管的间距为１m ,可布置６层.整个模型有１００６７个单元,结点总数为１１５９４个.建立的有限元分析模型和冷却水管的布置如图１㊁图２所示.图１㊀１/４承台有限元模型图２㊀１/４承台冷却水管平面布置３．２㊀结果分析３．２．１㊀温度情况分析通过对模型分析计算可得,可清晰看出浇筑１２０h 时,最大温度的时候温度场的分布情况,如图３所示.图３㊀１/４承台浇筑１２０d 温度场分布可取最高温度处,在混凝土浇筑的第５d 左右出现,最高温度为５１．２ħ,符合规范条件.承台的表内温度差情况如图４所示,分析可知,承台表内温差最大值约２０ħ,满足规范不大于２５ħ的要求.图４㊀承台表内温差变化曲线３．２．２㊀应力情况分析由导出的应力变化图可得,许用应力一直处于实际温度应力曲线上方,则许用应力大于温度应力,符合规范的条件,不会有裂缝产生.具体变化曲线图如图５所示.图５㊀承台表面最大应力变化曲线４㊀裂缝控制方案及措施控制４．１㊀从材料角度控制裂缝从材料角度进行控制,具体提出以下几点:(１)可以合理使用减水剂,考虑高效减水剂的使用,目前在市场上种类繁多,但是基本性能都差异不大,均可增强混凝土和易性,减少水的使用量,利于其泵送和浇筑.也可以减少水泥使用量,节约水泥,达到经济性要求.同时高效减水剂对水泥㊁粉煤灰㊁石子等混凝土原材料适应性好,不会对混凝土的后期的工作性能有影响.并且混凝土后期抗压强度增加效果显著.在工程及其试验过程中也可以对混凝土进行复配,反复调整减水剂和其他外加剂的比例,得到该工程的最佳减水剂使用量,同时也有良好的维持坍落度效果和抗冻效果等.[６]从而在保证混凝土性能基础上,达到经济型效果.(２)可以适当使用膨胀剂,膨胀剂具有补偿混凝土收缩的作用.[７]由于矿物掺合料的掺入限制混凝土的膨胀,而膨胀剂的加入刚好补偿刚好的收缩部分,从而降低了混凝土收缩可能性,降低混凝土产生裂缝产生的概率.在我国混凝土工程中,常用的膨胀剂有氧化钙㊁氧化镁类和金属类等.在实际工程中均得到广泛的使用,但是由于考虑到成本,要严格控制好外加剂用量,这样才能达到最佳的经济效益,才能符合实际工程的要求.４．２㊀从施工角度控制裂缝从施工角度进行控制,具体提出以下几点:(１)严格控制混凝土生产所用各种材料的温度,特别是胶凝材料,提前５－７天预留专用仓水泥㊁粉煤灰以及矿粉,降低胶凝材料在入机温度;严把粉煤灰的质量关,确保粉煤灰的各项指标合格.(２)不定期地对砂石原材料供应点进行考察,确保进场原材料货源稳定,对进场的骨料的质量严格把关,对骨料的相关参数做到每批次检测,不合格骨料一律退货.(３)若在高温期间进行大体积混凝土施工,为了避免因骨料温度过高,需要定时的对砂石骨料进行喷淋洒水以降低骨料温度,进而避免混凝土入模温度偏高的现象.(下转第９９６页)５８９GONGCHENGGUANL I９９６㊀«工程与建设»㊀２０１９年第３３卷第６期励,让水厂员工有学习知识的途径及动力.通过培训和学习,使水厂管理人员掌握各类机械设备和消毒设备的操作规程,能独立地对水质进行日常检测[２].２．３㊀改变管理方式农村水厂 村办乡管 的管理体制已不能适应市场经济发展的要求,必须引入市场竞争机制,在保证公有资产不流失的前提下,认真策划水厂改制模式,按照 谁投资㊁谁受益 的原则,在统一规划㊁服从管理㊁水质保证㊁收费合理的前提下,采取 拍卖经营权 或实行 股份合作制 等形式对现有水厂进行改制[６].确定农村地区水厂的管理部门,制定新的管理体制,政府部门应该根据我国农村地区实际发展状况㊁水厂运维管理情况,实事求是的选择或建立合适的部门来进行管理,还要建立水厂规章制度来约束管理水厂工作人员.由于监管的力度不够,造成许多地区用水的安全问题,水质检测不达标.加大监管力度是必要的,保障老百姓安全用水应该放在第一位.３㊀结㊀㊀论综上,为了全面建成小康社会,提高农村人民的生活质量,保证老百姓的用水安全.要从根本的管理体制改革上寻找突破,引进和培养专业人才,制定合理的用水价格,提高水厂的整体工作效率,满足农村人民的生活需求.参考文献[１]㊀卢道山．宿迁市２０１２－２０１４年农村饮用水水质分析[J ]．江苏预防医学,２０１５,２６(６):９８－９９．[２]㊀易竞豪,王敦球．农村供水水厂运营管理中的问题及对策研究[J ]．工程经济,２０１７,２７(１１):４８－５２．[３]㊀程斌．浅谈农村水厂管理和运行中存在的问题及策略[J ]．中小企业管理与科技(中旬刊),２０１７(１０):３３－３４．[４]㊀廖永坤．农村水厂管理和运行中存在的问题及对策[J ]．四川水泥,２０１８(１０):１８８．[５]㊀罗江红．浅析农村饮水安全工程运行管理问题[J ]．湖南水利水电,２０１８(６):６６－６７．[６]㊀吕加宏．农村水厂存在的问题及对策探讨[J ]．江苏卫生保健,２００３(２):２６．(上接第９８５页)(４)对混凝土出厂坍落度进行严格控制,监控混凝土的坍落度损失.对混凝土到达现场的坍落度进行检测并严格控制,保持在合理的范围内,使混凝土易性良好,不发生分层或离析现象.对个别车辆混凝土坍落度较小,可由技术人员现场加入外加剂进行调节,严格禁止非技术人员加水调整坍落度.(５)大体积混凝土要进行连续作业,对连续供应的混凝土要求高.为了保证混凝土的施工要求,在项目浇筑混凝土期间,将实行外调以及试验人员２４h 现场值班制,以便于能够做到随时监控现场情况,确保现场不断料,不积压过多车辆,保证混凝土在施工过程中能够连续浇筑的同时也不至于由于混凝土等待时间过长导致混凝土出现坍损过大无法施工的现象出现.５㊀结㊀㊀论(１)M i d a sC i v i l 可以模拟桥梁承台建筑期间的温升,可以为实际工程提供方案和参考.同时我们也可以调节不同的冷却水管的铺设厚度,然后继续分析同一高度承台的表内温差.在实际工程中这样对裂缝控制的颇有意义.(２)在大体积混凝土施工过程中,尤为重视裂缝问题.可先进行配合比设计,再进行试配和优化,得到最佳配合比.对原材料的性质严格把关,水泥选择低热水泥,减少使用量,粗骨料选用连续级配,细骨料选择恰当的细度模数,并合理的使用外加剂.在浇筑过程中,施工管理人员也要对入模前的混凝土进行检测,对不合格的混凝土予以相应处理.可为以后同类型工程提供理论指导.参考文献[１]㊀王铁梦．工程结构裂缝控制[M ]．北京:中国建筑工业出版社,２０１７．[２]㊀张建飞．大跨度铁路钢混组合梁斜拉桥施工控制及关键技术[D ]．合肥工业大学,２０１４．[３]㊀刘耀东,白应华,余天庆,等．基于M I D A S 的大体积混凝土承台管冷技术优化研究[J ]．混凝土,２００９,３３(９):１１０－１１２．[４]㊀余建杰,宋固全,吴浪．基于M I D A S 的大体积混凝土桩承台温度场有限元分析[J ]．混凝土与水泥制品,２０１２,５(５):３４－３７．[５]㊀王新刚．大体积混凝土温度应力实用计算方法及抗裂工程实例[M ]．北京:人民交通出版社,２０１７．[６]㊀米永刚,刘茂社．聚羧酸减水剂复配试验研究[J ]．混凝土,２０１５(１０):１５８－１６０．[７]㊀彭江,徐志全,阎培渝．大体积补偿收缩混凝土中膨胀剂的使用效能[J ]．建筑材料学报,２００３(６):１４７－１５２．６９９。
midas civil水热化分析
课题背景及任务来源随着我国交通事业的迅速发展，大跨度桥梁大量出现，在桥梁中大体积混凝土承台、锚碇、塔等亦随之大量出现。
目前所生产的水泥放热速度较过去大为提高，这使得大体积混凝土的温度裂缝问题日益突出，已成为普遍性的问题。
大体积混凝土在固化过程中释放的水化热会产生较大的温度变化和约束作用，由此而产生的温差和温度应力是导致混凝土出现裂缝的主要因素，从而影响结构的整体性、防水性和耐久性，成为结构的隐患。
因此大体积混凝土在施工中必须考虑裂缝控制。
大体积混凝土温度裂缝问题十分复杂，涉及到结构、建筑材料、施工、环境等多方面因素，工程建设领域目前对桥梁中所使用的大体积混凝土的研究还不够深入、全面，相关的规范条文还不够完善，对很多工程实践中的问题只能依靠经验处理，缺乏适当的理论依据，这会造成许多不必要的人力、物力、财力的浪费，大体积混凝土施工质量控制的结果也不很理想。
在总结大体积混凝土温度裂缝产生的原因的基础上，本文结合邕江四线特大桥，以及对承台试块的模拟试验，研究分析了大体积混凝土内部温度场和温度应力变化的规律和工程中采用的温控措施的实际效果。
本文在大体积混凝土工程中所采用的温度监测和裂缝控制措施，为今后同类工程施工提供了有用信息，也为今后开展深入的理论研究提供了试验和理论参考依据。
组成结构通过midas来模拟大体积混凝土在水化热情况下温度与应力应变的变化，并且通过不加冷水管和加冷水管的情况下进行对比分析，并得出相应的结果。
功能与技术能够直观的看到混凝土内部在水化热的情况下温度随时间的变化，并且通过精确的数值进行分析。
从而使我们对水化热有进一步的认识，进而通过温度变化趋势分析混凝土可能会产生的裂缝的位置，从而提前做好防护措施，尽可能是裂缝降到最小。
成果的主要特点通过对大体积混凝土水化热的分析，我们能更加深入的了解混凝土内部温度度的变化情况，从而对混凝土浇筑﹑养护﹑防护提前做出应对措施。
尤其是咋此过程中温度对其裂缝的影响。
基于MIDAS大体积混凝土施工温控研究向鑫
基于MIDAS大体积混凝土施工温控研究向鑫发布时间：2021-09-03T04:03:34.255Z 来源：《防护工程》2021年16期作者：向鑫[导读] 以嘉陵江特大桥20#主墩索塔承台为例，考虑布置冷却水管作用，采用MIDAS有限元分析软件，对施工期间大体积混凝土的水化热温度场进行模拟研究。
根据承台的结构特点，从合理分层浇筑、优化混凝土配合比、严格控制入模温度、布置冷却管等方面对大体积混凝土进行了有效温控。
将理论模拟结果与实际计算结果进行对比分析，结果表明：方案能够保证各控制点内外温差不超过25℃，有效控制了承台裂缝，使施工质量得到保证，与计算结果相吻合，为桥梁大体积混凝土施工提供了数据参考。
向鑫四川公路桥梁建设集团有限公司大桥工程分公司四川成都 610000摘要：以嘉陵江特大桥20#主墩索塔承台为例，考虑布置冷却水管作用，采用MIDAS有限元分析软件，对施工期间大体积混凝土的水化热温度场进行模拟研究。
根据承台的结构特点，从合理分层浇筑、优化混凝土配合比、严格控制入模温度、布置冷却管等方面对大体积混凝土进行了有效温控。
将理论模拟结果与实际计算结果进行对比分析，结果表明：方案能够保证各控制点内外温差不超过25℃，有效控制了承台裂缝，使施工质量得到保证，与计算结果相吻合，为桥梁大体积混凝土施工提供了数据参考。
引言随着我国国力的日益强盛，交通运输业跨越式的发展，桥梁作为跨越山涧、江河以及海洋等障碍物的重要手段，是交通建设水平的标志[1]。
由于大跨径桥梁结构更为重要，设计期望更高，其对结构的耐久性要求更高。
大跨桥梁大体积混凝土在施工过程中即出现温致早期裂缝可见相关文献报道[2~5]。
这些温致裂缝会与其他受力裂缝耦合，甚至影响结构的安全使用。
因此，为了避免产生过大的水化热导致结构开裂，必须在大跨桥梁的大体积混凝土施工时开展针对性的温度控制工作。
本文以汉巴南铁路嘉陵江特大桥为工程背景，对其主墩承台混凝土施工温控措施进行研究。
07-基于midas Civil的大体积混凝土温度应力计算及其防裂技术措施
1.0×10-5
1.0×10-5
泊松比
0.18
0.18
单位体积水泥用量
260
—
放热系数函数 K
40.6a=1.377
—
·18·
中国港湾建设
1.2 承台有限元分析模型的建立 由于承台的对称特性，采用 Midas/Civil 有限元软件按
承台和封底混凝土的实际尺寸建立承台有限元模型，承台 模型如图 1 所示。
2） 采用国际先进的 CPTU 探头和设备进行现场触探试 验；
3） 采用改进工艺的十字板剪切试验进行现场剪切试验。 经过对以上测试资料的整理分析，B 层的超固结比多 数为 1.4～2.2，静止侧压力系数 K0 值与一般的正常固结土 接近。实际测试的结果与上面的分析基本是吻合的。 4 结语 广州南沙港地区的土层海陆交互沉积的特征比较明 显，珠海高栏港地区的土层更主要呈现滨海相沉积的特 征。珠江口地区揭示的杂色黏性土层是该地区的标志性土 层，是在末次冰期海退后，原来的滨海相土层经过长期的 干燥、风化形成的，形成时代为 Q3 末期至 Q4 早期，该层 因胶结产生结构强度而显现超固结特征。杂色黏性土下面 的灰色淤泥质土、黏性土是 Q3 时期沉积的滨海相土层，该 层显现超固结的特征，主要应该是由于黏滞固结和地下水 位变化这两个因素共同作用产生的，其 （似） 超固结比大 约为 1.4～1.8。 黏性土层的固结程度对本地区的工程建设有重大影 响，在相关工程的地质问题研讨会上，都重点探讨了这个 问题。 参考文献： [1] 罗章仁，应秩甫. 华南港湾[M]. 广州：中山大学出版社，1992： 12-13. [2] 赵焕庭，张乔民. 华南海岸和南海诸岛地貌与环境[M]. 北京：科 学出版社，1999：213-222. [3] E W BRAND，R P BRENNER. 软粘土工程学[M]. 叶书麟，译. 北 京：中国铁道出版社，1991：158-163.
温控计算-Midas计算详细步奏
大体积混凝土温控技术—midas 模型中参数的选取1、抗拉强度混凝土抗拉强度一般为抗压强度的1/10~1/20，也有经验公式指出混凝土抗拉强度与抗压强度的平方根成正比。
各龄期混凝土劈裂抗拉强度值可结合规范经验公式和以往的施工经验和试验数据结果拟合给出。
混凝土不同龄期的抗压强度f t 符合（1）式规律，通过特定龄期试验结果反向拟合各项参数值，推算任意龄期强度；不同龄期的抗拉强度f tk 可按（2）式拟合，a 值一般取4.5，b 值取0.95，d 值取1.11，α值一般推荐0.44，可结合特定龄期试验结果予以校正：cuk f d t b a t f ⋅⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+=t （1）tf f α=tk（2）式中，fcuk 为混凝土设计强度标准值；a 、b 、d 为强度发展系数，对于普通硅酸盐水泥一般分别取值 4.5、0.95 和 1.11。
或者可根据经验给出，如下表：2、弹性模量参照规范《水运工程大体积混凝土温度裂缝控制技术规程》中的附录C.2及条文说明，混凝土各龄期弹性模量可按以下公式计算。
)1()(0bat eE t E --=式中：E (t )——龄期t 时，混凝土弹性模量（GPa ）；E 0——混凝土最终弹性模量（GPa ），通过试验确定； t ——混凝土龄期（d ）；a ——系数，通过试验确定；若无试验数据时，可取0.40；b ——系数，通过试验确定；若无试验数据时，可取0.60。
根据工程经验可按以下方式取值：3、徐变混凝土是由胶凝材料、水化产物、骨料、水、外加剂等组成的多相复合材料，被认为是一种弹塑性徐变体。
参考《大体积混凝土温度应力与温度控制》第六章，混凝土的泊松比系数取1/6；混凝土的徐变取值按经验公式取值，如式（4）所示计算。
)1)(70.11()1)(20.91(),()(005.045.02)(30.045.01τττττ-------++-+=t t e C e C t C （4）式中：C 1和C 2分别按0.23/E 0和0.52/E 0计算。
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定义材料特性
基础选用国标的C40混凝土。 基础的比热为25.5kcal/kN*C，热 传导率为2.3kal/m*hr*C。 地基选用自定义，弹性模量选 1000Mpa，泊松比选0.2，线膨 胀系数选1E-5，容重为 18kN/m^3。 地基的比热为20.4kcal/kN*C，热 传导率为1.7kal/m*hr*C。
定义材料时间依存特 性
28天抗压强度取30Mpa 混凝土抗压强度系数 a=4.5， b=0.95
建模
节点 面单元 实体单元 属性分配并进行分割单元 进行删除多余单元。
定义边界条件
约束条件：约束地面和两 边的位移。 对称条件：X方向为法向 的断面上X方向位移为0. Y方向为法向的断面上Y方 向位移为0. 固定温度为20度。 设置对流系数 12kcal / m2 hr C 与对流边界。
用midas模拟水化热温度 应力
主讲人：邓高林
本工程为上海市某商品房项 目的底板施工，由于浇筑面积 大，预计会因混凝土中胶凝材 料水化引起的温度变化和收缩 而导致应力过大而产生裂缝。 依大体积混凝土施工规范对底 板按大体积混泥土进行施工。 整个底板共分为26仓，其中 主楼底板厚度1200mm，车库 底板厚度800mm。 面积约为：39600m³
谢谢！ 请老师批评指正！
输入水化热分析控制 数据
积分系数取0.5，初始温 度取20摄氏度，单元应力 输出位置为高斯点，徐变 计算方法为有效系数法。
输入环境温度
假设环境温度为常量20 摄氏度
输入热源函数及分配 热源
最大绝热温升为50摄氏度。 并分配给基础。
定义施工阶段
时间定为10 20 30 45 60 80 100 130 170 250 350 700 1000 ，单位为小时。 总共14步。
1
模型的介绍
2
模拟得出的数据模型的介绍
66m*36m*0.8m
使用MIDAS/GEN的水化热 模块来进行大体积混凝土 水化热分析的方法，对本 例模型进行浇筑混凝土后 1000个小时的水化热分析， 基础为66m*36m*0.8m 地基设为104m*54m*1.6m 水泥为低热硅酸盐混凝土。
运行得出结果分析
应力云图
中间外表面、内表面和中间点的应力
中间点的应力和容许应力
中间点X和Y方向的应力
温度变化曲线
结论
• 结论一：混凝土 温度应力在长边 方向比较大。且 应力的变化率与 温度的变化率基 本一致。温度上 升时主要产生压 应力，温度降低 时主要产生拉应 力。 • 结论二：大体积 混凝土，由于其 自身的特点，越 靠近混凝土中心， 温度应力越大。 应注意中心点的 应力，防止产生 贯穿裂缝。 • 结论三：中间点 的应力在浇筑后 580小时左右会超 过容许应力，容 易产生贯穿裂缝， 建议在降温过程 中采取保温养护 措施，防止过快 散热，导致应力 过大。