温度变化对大体积混凝土温度应力影响的有限元分析

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大体积混凝土施工期温度场仿真分析研究

大体积混凝土施工期温度场仿真分析研究

大体积混凝土施工期温度场仿真分析研究大体积混凝土施工期温度场仿真分析研究摘要:本文以某大型混凝土工程为例,利用有限元方法,对施工期间的温度场进行了深入研究和仿真分析。

通过对大体积混凝土工程温度场的模拟,研究了不同施工工序对温度分布的影响,并提出了相应的优化方案,为类似工程的施工提供了参考。

1. 引言大体积混凝土施工是现代建筑工程中的一项重要工艺,其特点是工程规模大、施工难度高、工期长等。

其中,温度变化对于混凝土的性能和安全性具有重要影响,因此,深入研究大体积混凝土施工期的温度场变化规律对于保障工程质量具有重要意义。

2. 温度场仿真建模在进行大体积混凝土施工期温度场仿真前,首先需要建立合理的模型来描述混凝土施工过程中的温度变化。

本文利用有限元方法,对大体积混凝土的温度场进行建模和仿真。

具体步骤如下:- 建立施工期内混凝土的几何模型,包括结构的整体形状和尺寸。

- 确定混凝土的热学参数,如导热系数、比热容等。

- 划分网格,将模型离散化为有限个单元,并对每个单元进行参数设置。

- 建立温度场的数学模型,利用有限元方法进行求解。

- 根据不同施工工序的时间和温度变化规律,设置相应的边界条件。

- 进行温度场的仿真计算,得出施工期间混凝土的温度分布。

3. 温度场的影响因素在大体积混凝土的施工过程中,温度场受到多种因素的影响,主要包括施工工序、环境温度、季节变化等。

根据不同的影响因素,本文将温度场分为以下几个方面进行研究。

3.1 施工工序对温度场的影响混凝土施工过程中,不同的工序会产生不同的温度变化规律。

本文以浇筑、养护等常见工序为例,研究了它们对温度场的影响。

通过温度场的仿真分析,得出了不同工序下的温度变化趋势,并提出了温度控制的优化方案。

3.2 环境温度对温度场的影响环境温度是施工期温度场的重要外部因素。

本文通过设置不同的环境温度条件,对温度场的仿真进行了分析。

结果表明,环境温度的升高会导致施工期间温度场的上升,需要采取相应的降温措施。

埋有冷却水管的大体积混凝土温度场有限元分析

埋有冷却水管的大体积混凝土温度场有限元分析
( ini o t n iern n tu eC . L d o CC is Ha b rE gn eigC . L d , Ta jnP r E gn e igI s tt o , t. fC C Frt r o n ie r o, t . i n T a j 0 2 2 C ia ini 3 0 2 , hn l n
第4 8卷 第 5期 21 年 1 01 0月 总第 2 2期 0

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ



Vo . 8 No 5 14 . 0c .0 t 1 T t l 0 2 1 oa 2 2
P r E gn e n e h oo y ot n ie r gT c n lg i
埋有冷却水 管的大体 积混凝土温度场有 限元分析
中图 分 类 号 :V 3 . T41 9 文 献标 志码 : A 文章 编 号 :04 9 9 (0 )5 0 3 — 2 10 — 5 2 2 1 0 — 0 6 0 1
Fi ie Elm e tAn lss o a sv n r t m p r t r ed Bu i d wi n t e n ay i n M si e Co c e e Te e a u eFil re t h Co l g W a e p oi n t rPi e Z a ie g h o L p n ,W a g Xi g n n na g
赵 立 鹏 , 新 刚 王
( 中交天 津港 湾工 程研 究 院有 限公 司 ,天 津 30 2 ) 0 2 2
摘 要 : 设 冷 却 水 管 的大 体 积 混 凝 土 的 温 度 场 变 化 非 常 复 杂 , 过 传 统 方 法 对 其进 行 分 析 计 算 比较 困 难 。 托 永 定 新 河 埋 通 依 特 大 桥 承 台 的 大 体 积 混 凝 土 工 程 , 于对 大 体 积 混 凝 土 温 度 场 构 成 因素 的 分 析 , 用 大 型 有 限 元 软 件 M dsCvl对 桥 基 利 ia/i , i 梁 承 台大 体 积 混 凝 土 温 度 场 进 行 预测 , 真 模 拟 计 算 的温 度 场 与 实 测 值 比较 接 近 。 仿 关键词 : 大体 积 混 凝 土 ; 度 场 ; d s水 化 热 ; 却 水 管 温 Mia ; 冷

考虑徐变的大体积混凝土温度应力有限元分析

考虑徐变的大体积混凝土温度应力有限元分析

引言
混凝土是一种多 相 的复合材 料 , 由石 子 ( 骨料 )砂 和水 泥胶 、 的一些性 质因素的影响 , 如徐变 等。
的徐变对混凝 土温度应 力的作用 。
结 而成 。在分析 大体 积混 凝土温度应 力时 , 必须考 虑混凝土 本身 1 混凝 土徐 变 的机 理分 析…
在混凝土被施加荷 载时 , 混凝 土会产生 相应 的变 形 。当荷 载
维普资讯
第3 3卷 第 2 1期 20 0 7 年 7 月
山 西 建 筑
S HANXI ARCHI TECTURE
Vo. 3 No 21 13 .
J1 20 . 0 7 u
・ 6 7 2 —0 10 10 —8 5 2 0 )10 6 —2
考 虑 徐 变 的大 体 积 混 凝 土 温度 应 力有 限元 分析
李 彬 彬
摘 要 : 对混凝土徐 变机理分析 的基础上 , 在 介绍 了徐 变的相关 系数, 对考 虑徐变 的大体 积混凝土 结构温度应 力进 行 了
分析研究 , 建立 了大体积混凝土考虑徐 变影响下 的温度应力有 限元格式。 关键 词 : 大体积 混凝 土 , 变, 徐 温度应力 , 有限元 中图分类号 : U7 5 6 T 5 . 文献标识码 : A 因此 , 在分析 大体 积混 凝土 结构 的温 度应 力时 , 不能 忽 略混凝 土
干 续 不变荷载作用下 , 混凝 土的变 形随 时间不断增 加 的现 象。混凝 变。基本徐变是指在 常荷载作用下无 水分 转移时 的体 积改变 ; 土的徐 变变形 可以达 到弹性 变形 的一倍 或一 倍 以上 。对于混 凝 燥徐变是指在常荷载作 用下试件 由于水分散 发而产生的变形 。 土的徐 变往往 可以起 到一些有利 的影 响 , 可以降低 大体积混 凝土

大体积混凝土结构三维温度场、应力场有限元分析

大体积混凝土结构三维温度场、应力场有限元分析
s u r r o u n d i n g b y h e a t c o n d u c t i o n a n d c o n v e c t i o n wi t h t h e i n c r e a s i n g o f c o n c r e t e a g e a n d t h e n t h e t e mp e r a t u r e i f e l d b e c o me s s t a b l e .
Hi g h t e mp e r a t u r e s t r e s s l e a d s t o c r a c k i n g i n c o n c r e t e , wh i c h a p p e a i r n g i n t h e p l a c e o f h i g h t e mp e r a t u r e a n d e x t e r n a l c o n s t r a i n t s . Ke y Wo r s: d ma s s c o n c r e t e s t r u c t u r e ; h y d r a t i o n h e a t ; t e mp e r a t u r e f i e l d ; s t r e s s i f et e n v i r o n me n t a l f a c t o r s a n d d i f f e r e n t c o n s t r u c t i o n s t a g e s . T h e a n a l y s i s r e s u l t s s h o w t h a t t h e t e mp e r a t u r e p r e s e n t s t h e l a w t h a t i s h i g h i n i n t e r n a l a n d l o w i n e x t e r n a l a t t h e b e g i n n i n g o f c o n c r e t e p l a c e me n t , a n d t h e h y d r a t i o n h e a t g r a d u a l l y s p r e a d s t o

大体积混凝土温度应力仿真分析与反分析共3篇

大体积混凝土温度应力仿真分析与反分析共3篇

大体积混凝土温度应力仿真分析与反分析共3篇大体积混凝土温度应力仿真分析与反分析1混凝土温度应力仿真分析与反分析混凝土结构是一种广泛应用的建筑材料,在工程领域中具有众多的优点,如耐久性和可靠性等。

在混凝土结构的设计和施工过程中,由于温度变化和荷载变化等因素的影响,混凝土结构受到应力的影响,其出现裂缝和变形等问题,影响混凝土结构的性能和使用寿命。

因此,混凝土结构的温度应力仿真分析和反分析对优化混凝土结构的设计和预测其受力性能具有重要意义。

本文将就混凝土温度应力仿真分析和反分析展开探讨。

一、大体积混凝土温度应力仿真分析(一)混凝土的应力分析理论混凝土是典型的非线性材料,其力学性能具有不确定性和复杂性。

在混凝土力学分析中,存在一些理论模型,如弹性模型、弹塑性模型、非线性弹性模型和本构模型等。

其中,本构模型是混凝土的典型力学模型,它能够更加精确地描述混凝土的力学性能。

本构模型主要包括两类:弹塑性本构模型和本构方程模型。

前者适用于已知加载路径的情况下,针对该加载路径进行应力-应变关系的力学分析。

而后者主要是根据经验公式或试验数据直接计算出混凝土的应力-应变关系。

(二)混凝土温度应力分析混凝土结构受到温度变化和荷载变化等因素的影响,在裂缝和变形等问题时,其受力性能会发生改变。

其中,温度是混凝土结构中的重要因素之一,它对混凝土结构的动态特性、热应力和循环性能等方面均有着显著的影响。

在混凝土温度应力分析中,需要考虑以下几个因素:1. 混凝土的热膨胀系数:混凝土在受到高温影响时,热膨胀系数会发生变化,从而影响混凝土的受力性能。

2. 热应力:热应力是指由于温度差异所引起的不均匀热膨胀而产生的应力。

3. 温度变化:温度变化会影响混凝土的受力性能和损坏机理,温度变化越大,混凝土内部的应力也会越大。

(三)混凝土温度应力仿真软件目前,混凝土温度应力仿真软件引入了有限元分析和计算流体力学等技术,既可以针对整个混凝土结构进行温度应力仿真分析,也可以对混凝土结构的某一部分进行局部分析。

大体积混凝土施工期温度场的随机有限元分析

大体积混凝土施工期温度场的随机有限元分析

性。通过 大批抽样得 到 的结构失 效概 率与 总抽样 次 数之 比 即 为结 构的失效 概率 , 一 结 论是 蒙特 卡罗 法 的核 心 内容 。显 这 然, 抽样次数越多计算 结果 的精度越 高 , 以以 9 可 5%的置信度
保证 蒙特 卡 罗 法 的 计算 精 度 。
() 2 浇筑过程最 高温度的概率累积分布 函数 。由计算结果
夏 雨 张 仲 卿 赵 小莲 宋 玉峰 , , ,
( . 西 大 学 土 木 建 筑 学 院 , 西 南 宁 50 0 ; . 西 大 学 资 源 与环 境 学 院 , 西 南 宁 5 00 ; 1广 广 304 2广 广 30 4
3 广 西建设职业技术 学院, 西 南宁 5 0 0 ) . 广 3 04
法首 先产 生 ( , ) 间 内 均 匀 分 布 的 随机 数 , 后 按 照 各 个 随 01区 然
1 9℃ ; 混凝 土绝热温升服从三角分布 , 小值 为 1 .4℃ , 最 42 最可 能值为 1 . 8 6℃ , 最大值为 2 . 3 8℃ ; 交换 系数服从 三角分布 , 热
最 小 值 为 4 / m h・C)最可 能值 为 6. J ( ・ o , 0k ( ・ o , J 25K/ m h・C) 最 大 值 为 8 J ( ・ o 。混 凝 土 容 重 为 240k/ 比 0 K/ m h・C) 0 gm , 热 容 为 0 9 ( g・C) 导 热 系 数 为 3 0 8 J ( ・ C) .2H/ k o , 0 .9k/ m do 。
可 知 浇 筑 过 程 的 最 高 温 度 为 3 .  ̄ 并 且 可 以得 到在 考 虑 大 气 13C, 温度 、 凝土绝热温升 、 交换 系数 和浇筑 温度 随机性 的情况 混 热

大体积混凝土热工计算及温度场有限元仿真分析

大体积混凝土热工计算及温度场有限元仿真分析

T = 0
0.92 (m T +mT T +mT ) +4.2 Tw(m ) −c1(ωsam +m −ωsam −ωgmg ) +cw(ωsamsaTsa +ωgmT +ωgmg ) ce ce s s sa sa g g w sa g g sa 4.2 mw +0.92 (m +m +m +mg ) ce s sa
λ β
当 1m 厚底板采用 1 层 3cm 阻燃草帘保温时,在 3d 龄期,代入数据可得:
β =
λ——混凝土的导热系数,取 2.33W/m·K; K——计算Байду номын сангаас减系数,可取 2/3; β——保温层的传热系数(W/m·K);
β= 1 δi 1 ∑ λi + βq

h/ = K λ = 2 × 2.33 = 0.4m β 3 3.88
水化热与温差计算(℃) 入模温度 8 8 最高温度 32.6 26.2 表面温度 16.8 12.9 内外温差 15.8 13.3
Tb (t ) = Tq +
4 / h ( H − h/ )∆T(t ) 2 H 4 = −5 + × 0.733× (4.166 − 0.733) × 37.6 = 16.8o C 2 4.166
b
——泵管外保温材料导热系数[W/(m•K)],草帘被取为 0.14 W/(m•K);
ωsa—砂子的含水率(%);ωg—石子的含水率(%);
cw—水的比热容(kJ/kg·K); c1—冰的溶解热(kJ/kg)。 当骨料温度大于 0℃时,cw=4.2,c1=0;
第 250 页 共 369 页
db——泵管外保温层厚度(m),计算时取为 3cm; Dl——混凝土泵管内径(m),计算时取为 122mm; Dw——混凝土泵管外围直径(包括外围保温材料)(m),计算时取为 155mm; ω——透风系数,计算时取 1.35;

基于Ansys的大体积混凝土温度场有限元分析

基于Ansys的大体积混凝土温度场有限元分析
郑思 敏
( 新疆 玉 点建 筑设 计研 究 院有 限公 司 , 乌 鲁木 齐 8 3 O O O 2 )
摘 要 : 该文利用大型通用有限元 A n s y s 软件, 对筏板基础进行有限元分析, 找出施工中薄弱环节, 探讨了裂缝处
理原 则 , 并对薄弱部位采取加 强配筋等措 施 , 总结 了相 关规律 。
再叙稿 日期 : 2 0 1 3 — 0 6 — 1 9 . 作 者简介 : 郑 思敏( 1 9 8 6 一 ) , 助理工程师. E - ma i l : 3 9 5 8 6 9 2 8 9 @q q . c o m
2 3
建 材 世 界
混凝 土水 化 时必然 产 生水化 热 , 对 于小体 积混 凝 土 , 水 化热 较 小 同时 比表 面大 , 使 得 少量 的水 化热 能 够
较快 消散 , 而 大体 积混 凝 土水化 热 总量 大且 比表 面小 , 水 化 热 难 以散 去 。容 易产 生 不 均 匀 的 温 度场 和 应 力
紧, 筏 板 在 Ⅱ区 的混 凝 土连 续 浇 筑 , 浇 筑期 间砼 的
施工 温度 =3 4℃ , 浇 筑初 期筏 板 的垫 层 温度 为 3 0 ℃, 当地 日常均 温 一3 3℃ 。混凝 土 强 度等 级 为C 4 0 , 配合 比见 表 1 , 其 他 参 数 参 见 限 于 篇 幅 不
Z H EN G s i — mi n g
( Xi n J i a n g Wi n d Ar c h i t e c t u r a l De s i g n & Re s e a r c h I n s t i t u t e C o, L t d, Wu l u mu q i 8 3 0 0 0 2 , Ch i n a )

大体积混凝土结构温度控制及有限元分析

大体积混凝土结构温度控制及有限元分析

其 瞬态温 度场 的计算 实质 上是 三维 非稳态 热传 导方 程 在特定 初始 条件 和边界 条件 下 的求解 。
2 1 热传 导方程 .
在 固体 的热传 导 中 , 流量 q单 位 时 间 内通过 热 ( 单 位面 积 的流量 )与温 度 梯 度 a /x成 正 比, 热 Ta 但 流方 向与温 度 梯度 方 向相反 | , 根 据 凝 土 在绝 2再 ] 昆 热条件 下 由于水 化 热作 用 引 起 温度 上 升 , 得 出混 可 凝土 的热传 导方 程为
应力 ; 裂缝 ; 制 ; 限元 法 控 有
/、 1
() 2
a r一“ x 。 y 。3。 。 t I 3 3 zI 8
1 引 言
随着桥 梁 建设 的快 速发 展 , 跨 径桥 梁 越 来越 大 多, 大体 积混 凝土 结 构在 桥 梁 工 程 中 的应 用 也 越来 越 广泛 , 如桥 墩 、 台 、 础 、 承 基 锚碇等 都属 于大体 积混 凝 土结 构 。 由于 大 体 积 混 凝 土结 构 的 截 面 尺 寸 较
大 , 以 由外 荷载 引起裂 缝 的可能性 很小 , 所 但水 泥在 水 化反 应过 程 中释放 的水化 热所产 生 的温度 变化 和
式中, 丁为 温度 ( ) r为 时 间 ( ) 为 混 凝 土 的绝 ℃ ; h;
热温 升 ( ; ℃)以为导温 系数 ( / )2为 混 凝 土 的导 m。h ;
施 工控 制 中的一个 重要 问题 。 本 文 以铜 陵长 江公 铁 两 用大 桥 为 背景 , 于 瞬 基
律 , 界条 件 为混 凝 土 表 面 与周 围介 质 ( 空 气 和 边 如 水 ) 间温度相 互作 用 的规 律 。 之
在初 始 瞬时 , 度 是 坐标 ( Y, ) 已知 函数 温 z, z 的

浅析温度对大体积混凝土温度应力的影响

浅析温度对大体积混凝土温度应力的影响

浅析温度对大体积混凝土温度应力的影响摘要:改革开放以来,我国经济蓬勃发展,城市建设不断朝着高建筑,整体浇筑混凝土方向发展。

掌握温度应力变化规律及混凝土裂缝的产生原因对于进行合理的结构设计和施工极为重要的。

本文简要论述了温度应力引起的原因及其形成过程,基于此,深入分析了浇筑温度对大体积混凝土温度应力的影响,仅供大家参考。

关键词:浇筑温度大体积混凝土温度应力一、温度应力引起的原因及其形成过程1、温度应力引起的原因温度应力引起的原因主要由两个,这两种温度应力往往和混凝土的干缩引起的应力共同作用。

(1)自生应力没有任何边界上完全约束或静止的结构,如果内部温度是非线形分布的,由于结构本身互相约束而会出现温度应力。

(2)约束应力结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。

2、温度应力的形成过程温度应力的形成过程可分为以下三阶段:(1)早期自浇注混凝土开始至水泥放热基本结束,一般为30d。

这个阶段具有两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝土弹性模量的急剧变化,这一时期在混凝土内部形成残余应力。

(2)中期自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期残余的应力相叠加,在此期间混凝土的弹性模量变化不大。

(3)晚期混凝土完全冷却以后的运转时期。

温度应力主要是外界气温变化所引起的,这些应力与前两种残余应力相叠加。

二、浇筑温度的计算设浇筑温度TP可根据下式进行计算TP=T1+(Ta+T/β-T1)(φ1+φ2)(1)φ1=kτ (2)式中:T1为入仓温度;Ta为气温;φ1为平仓以前的温度系数;φ2为平仓以后的温度系数;R为太阳辐射热;B为表面放热系数;τ为从混凝土入仓后到平仓前所经历的时间(min);k为经验系数。

因为平仓前的情况比较复杂,故在施工过程中现场应进行混凝土拌和物温度量测,根据实测结果确定系数。

在缺乏实测资料时,可以取k=0.0030(1/min)。

温度对混凝土施工的影响及措施

温度对混凝土施工的影响及措施

温度对混凝土施工的影响及措施摘要:混凝土在建筑施工中扮演了重要的角色,混凝土对于温度的影响十分敏感,本文关于温度对混凝土施工的影响进行了简单的阐述,并提出了相应的措施。

关键词:混凝土温度措施引言建筑施工中,混凝土扮演了重要的角色,但是,不管我们在施工中怎么采取措施,混凝土几乎总是带缝工作。

经研究发现:温度应力对于混凝土的影响十分关键,而我们却总是忽略了这一点。

尤其是在大体积混凝土中,温度应力的影响显得更为明显,其主要原因是:混凝土结构在浇筑完成后,体内继续反应,其体内温度与体外温度存在明显差距,由于热胀冷缩的作用,产生裂缝;其次,在施工中混凝土常常出现温度裂缝,影响结构的整体性和耐久性。

我们应高度重视问对混凝土施工的影响。

温度对混凝土的影响温度对于混凝土的影响主要体现在混凝土强度、坍落度和裂缝方面的影响。

温度变化对凝土强度的影响从混凝土的组成上,我们知道,混凝土是由水泥、粗细集料、外加剂等拌合而成的混合物。

正是由于混凝土这种拌合过程,发生着主要的化学反应,即水化反应。

水化速度于水泥的粗细有关,反应的快慢直接体现在释放热量多少上。

也就是说,实用温度范围每升高10℃反应速率大约增长70%,反之亦然。

由此可见,水化速率要比温度的变化强烈的多。

由此,温度对于混凝土的强度增长作用关键。

温度对混凝土坍落度的影响另一个评价混凝土性能的指标为坍落度,在混凝土坍落度实验中,我们发现气温较高的天气下混凝土的坍落度要不同等混凝土在冷天气下的坍落度小,这说明,温度对于混凝土的坍落度有影响。

温度对混凝土裂缝产生的影响我们常说混凝土的带缝工作,这不仅仅是因为其承受荷载的作用,另一个因素就是温度的变化。

混凝土硬化的过程中,水泥释放大量的热量,混凝土构件内部的温度不断上升,从而在构件的表面形成拉应力,而混凝土由于基础或者钢筋等的约束,又会在其内部产生拉应力。

由于混凝土的热胀冷缩,在气温降低是,混凝土表面也会出现拉应力,我们知道混凝土的抗拉性能相对于其抗压性能相差很远,所以,产生裂缝。

基于Comsol有限元模型对大体积混凝土浇筑温度变化分析研究

基于Comsol有限元模型对大体积混凝土浇筑温度变化分析研究

基于Comsol有限元模型对大体积混凝土浇筑温度变化分析研究摘要:大体积混凝土因一次浇筑量多、浇筑面积大、浇筑深度厚,水化热过大,散失较慢,混凝土内外产生较大温差,为控制温度裂缝的产生,因此以实际项目为载体,研究大体积混凝土温度影响因素及变化规律,通过在comsol进行有限元分析进行前期温度场仿真模拟数值与浇筑全过程温度变化曲线及温度场随时间变化规律互相印证,实测数据与模拟变化数据大致相符。

因此,在实际施工过程中可通过模型等数值分析法模拟大体积混凝土在不同浇注温度及导热系数影响因素下温度变化趋势。

关键词:Comsol有限元分析、大体积混凝土、温度变化规律、裂缝控制;前言:本文以实际项目为例,通过comsol建立浇筑模型,模拟混凝土施工全过程温度变化,与实测数据进行对比分析,推演裂缝产生的原因,模拟不同导热系数,分析温度变化规律,为溯源大体积混凝土裂缝控制提供了原始依据。

1、大体积混凝土施工常见的施工重难点1.1 大体积混凝土的裂缝控制大体积混凝土内出现的裂缝按深度的不同,分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。

贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝,最终形成贯穿裂缝。

它切断了结构的断面,可能破坏结构的整体性和稳定性,其危害性是较严重的;而深层裂缝部分地切断了结构断面,也有一定危害性;表面裂缝一般危害性较小。

大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝,一方面是混凝土内部因素:由于内外温差而产生的;另一方面是混凝土的外部因素:结构的外部约束和混凝土各质点间的约束,阻止混凝土收缩变形,混凝土抗压强度较大,但抗拉能力却很小,所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时,即会出现裂缝。

这种裂缝的宽度在允许限值内,一般不会影响结构的强度,但却对结构的耐久性有所影响,因此必须予以重视和加以控制。

1.2大体积混凝土产生裂缝的主要原因1) 水泥水化热水泥在水化过程中要释放出一定的热量,而大体积混凝土结构断面较厚,表面系数相对较小,所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。

谈一谈温度变化与大体积混凝土裂缝的产生

谈一谈温度变化与大体积混凝土裂缝的产生
( 2 ) 中期 : 自水 泥 放 热 作 用 基 本 结 束 时 起 至 混 凝 土
冷 却到 稳 定 温 度 时止 , 这个 时期 中, 温 度 应 力主 要 是 由于 混 凝土 的冷 却及 外界气 温 变化 所 引起 , 这 些应 力与早 期 形成的残余应 力相叠加 , 在此 期 间混 凝 上 的弹性模量 变 化 不大 。
二三]
混 凝 土 中产生 裂 缝 有多种 原 因 , 主 要 是 外 部
荷载, 温 度和 湿 度的变化, 以及 结构不台理 . 原
材 料不舍格 (如 碱骨料反 应 ) , 模板变形 , 基础
不 均 匀沉 降等 引起 的结 构变 形 。
混凝 土硬 化期间水泥 放出大量 水化热, 内部
温 度 不 断上 升, 在表面 引起 拉 应 力。 后期 在降温
在 混 凝 土 施 工 中, 尤其 是 在 大 体 积 混 凝 土 (最 小 断 面 尺 寸 大 于 1 m 以上 的混 凝 土 结 构 ) 中, 温 度应 力及 温 度 控 制 具 有 重 要 意 义 。 这 主 要 是 由于 两 方 面 的原 因 。 首先 , 在 施 工 中混 凝 土 常常出现 温 度裂 缝, 影 响到 结 构的燕体性和耐 久 性 。 其 次 , 在 运 转 过 程 中, 温 度 变 化 对 结 构 的应 力状 态 具 有显 著 的 不 容 忽视 的 影响 。 我 们遇 到 的主 要 是 施 工 中的 温 度裂 缝 , 本 文仅 对 施 工 中混 凝 土 裂 缝 的成 因 和 处 理 措 旌进行分析。
过 程 中, 由于 受 到 基 础 或 混 凝 上 部 的约 束 , 又 会
在 混 凝 土 内部 出现 拉 应 力。 气温 的降低 也 会在混
凝 土 表 面 引起 很 大 的拉 应 力 。 当这 些 拉 应 力超 出

关于大体积混凝土施工温度控制

关于大体积混凝土施工温度控制

关于大体积混凝土施工的温度控制的探讨摘要:本文对大体体积混凝土受温度影响产生裂缝的有关因素进行了探析,并提出控制裂缝产生的建议。

关键词:混凝土;温度应力;裂缝;在大体积混凝土中.混凝土会产生很大的热量,由于温度的变化产生的混凝土的内部应力作用是产生裂缝的主要原因;其次,在运转过程中,温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。

所以,混凝土施工中的温度控制及温度应力控制是避免产生混凝土裂缝的关键,下面对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。

1 裂缝产生的原因混凝土中产生裂缝有多种原因,主要有:温度和温度变化的影响,混凝土本身的脆性和不均匀性、建造结构的不合理性、原材料不合格(如碱骨料反应),模板的变形、基础产生的不均匀沉降等影响,这里我们只谈温度的影响。

混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力;后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝土的约束,又会在混凝土内部出现拉应力;气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。

当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会在表面出现裂缝。

许多混凝土的内部温度变化很小或变化较慢,但表温度可能变化较大或发生剧烈变化,如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束.也往往导致裂缝。

2 温度应力的分析2.1 根据温度应力的形成过程可分为 3 个阶段(1)早期:自浇注混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约 30 天。

这个阶段的两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝土弹性模量的急剧变化。

由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。

i(2)中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝土的弹性模量变化不大。

(3)晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期。

温度应力主要是外界气温变化所引起.这些应力与前两种的残余应力相叠加。

大体积混凝土施工的浅析

大体积混凝土施工的浅析

大体积混凝土施工的浅析【关键词】建筑施工;大体积混凝土;质量影响;应用1.大体积混凝土施工中温度变化规律(1)构筑物内部沿高度方向,靠近上表面的顶部温升最快,最先达到峰值,降温也快。

待将到接近气温后,受大气温度变化影响较大,往往随昼夜气温波化而波动,但波动幅度随混凝土表面养护措施(保温效果)而有程度不同的缓解;靠近基低温升较慢,最晚达到峰值,降温也慢。

从纵断面等温线看,中间疏、下面密、上面最密,随着降温时间的延长,上中下各部位逐渐接近并趋向一致。

上表面与中心温差(即内外温差)的70%以上是在距上表面80cm;基低与中心温差的80%集中在距基底80cm内,厚度超过2cm时,中心最高温升大体上与厚度尺寸无关。

(2)如洛阳市凯利名家工程主楼筏板基础厚度1.5cm,建筑面积21084m2,主筏板基础大体积砼浇筑时室外环境为25℃-31℃之间,为切实反映大体积砼内部温度变化情况,加强砼内外温度的测试以保证大体积砼施工质量,大体积砼基础施工期间,沿浇筑层的高度,在底部(-1.5m)、中部(-0.1m)、表面(-0.5m)分别布置测温点,测温点平面间距一般为5m,分别布置在边缘与中间,垂直测温点间距一般为500mm,由专人测温并记录,温度上升阶段每2h测一次,温度下降阶段每8h测一次,整个测温记录反映,温度上升每2h平均升温0.45℃,上升温度最快的中部测温点每2h平均升温0.86℃,3天后达到最高峰值,为70.5℃,其中底部最晚5天后达到峰值,为69.6℃。

降温速度比较缓慢,每8h降温0.52℃,降温同升温基底偏慢,中部降温较快。

从整个升降温过程反映,该工程大体积砼基础表面温度度与内部温度差始终维持在24℃以内,满足施工规范要求。

(3)构筑物内部沿长(宽)度方向,中心部位达到最高温升峰值(即内外最大温差)时,距测表面(即模板内表面)1m远的混凝土内部温差很小,而且大体上与平面尺寸无关。

2.温度变化对混凝土质量的影响(1)混凝土内部最高温升问题。

谈混凝土施工温度与应力的影响分析

谈混凝土施工温度与应力的影响分析
升 ,在 表 面 引 起 拉 应 力 。后 期 在 降温 过 程 中, 由于 受到 基 础
2 温度应 力 的分 析
2 1 根 据 温度 应 力 的形 成 过 程 分 为 三 个阶 段 . 早 期 : 自浇 筑混 凝土 开 始 至 水 泥 放 热 基 本 结 束 ,一 般 约 ・
缝,除加强基础的刚性和各层增设圈梁之外 ,还要尽量推迟 窗台抹灰时间,使结构沉降稳定后进行。窗台抹灰后应加强 养护,以防止砂浆的收缩而产生裂缝。
有重 要意 义 。这主 要是 由于 两方 面 的原 因。首 先 ,在施 工 中混 凝 土 常 常 出现 温 度 裂 缝 , 影 响到 结 构 的整 体 性 和 耐 久性 。其 次 ,在运转 过 程 中,温 度变化 对 结构 的应 力状 态具 有 显著 的不 容忽 视 的影响 。我 们遇 到 的主要 是施 工 中的温度 裂 缝 ,因此 本 文仅 对施 工 中混凝 土裂 缝 的成 因和处 理措施 做一探 讨 。
混凝土 自身承担 。一般设计 中均要求不 出现拉应力或者只出 现很小 的拉应力 。但 是在施工 中混凝土 由最高温度 冷却 到运
转 时 期 的稳 定 温 度 , 往 往 在 混 凝 土 内 部 引起 相 当 大 的 拉 应 力 。有 时温 度 应 力可 超 过 其 它 外 荷 载 所 引 起 的工技 术
趣 娥 建 键
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谈混凝土施工温度 与应 的影 响分析
张 飞
( 吴江建发建设监 理有 限公 司,江苏 苏州 25 0) 12 0


讲述 了混凝 土温度 裂缝产生的原 因,温度对混凝 土应 力 的影 响分析 ,现 场 混凝土;温度应 力;裂缝;控 制
抗拉强度是抗压强度 的 1 0左右 ,由于原材料不均匀 ,水 /1 灰 比不稳定 ,及运输 和浇筑过程 中的离析现象,在 同一块混

混凝土路面温度变化及影响因素研究

混凝土路面温度变化及影响因素研究

混凝土路面温度变化及影响因素研究混凝土路面温度变化及影响因素研究一、引言混凝土路面作为道路基础设施的重要组成部分,在现代社会中扮演着关键的角色。

混凝土路面的温度变化对道路结构的稳定性、车辆行驶的安全性以及交通效率都有着重要影响。

深入研究混凝土路面的温度变化及其相关因素对于合理设计和维护道路具有重要的意义。

二、混凝土路面温度变化的基本特征1. 日间温度变化:混凝土路面在白天阳光直射下,会受到较高的太阳辐射和大气温度的影响,表现出明显的升温特征。

夏季时,路面温度可能会超过50摄氏度,导致路面会变得非常热,给行驶的车辆带来不适和安全隐患。

2. 夜间温度变化:夜晚,混凝土路面会迅速散发热量,导致温度下降。

冬季时,夜间温度可能会降至冰点以下,使得路面结冰,增加行驶车辆的危险性。

三、影响混凝土路面温度变化的因素1. 气候因素:天气条件是影响混凝土路面温度变化的重要因素。

包括太阳辐射、大气温度、风速和湿度等。

不同气候条件下,混凝土路面的温度变化程度和速率有所不同。

2. 材料特性:混凝土路面所使用的材料特性也会对温度变化产生影响。

不同种类的混凝土材料具有不同的热容量和热导率,从而导致不同的温度变化。

3. 路面结构:路面结构的设计和建设也会对温度变化产生重要影响。

包括路面厚度、反射系数、热胀冷缩系数等。

合理的路面结构设计可以减少温度变化对路面的影响。

4. 交通负荷:车流量和车辆行驶速度都会对温度变化产生影响。

车流量大和行驶速度快的路段,由于车辆摩擦会产生较多的热量,从而影响路面温度。

四、混凝土路面温度变化的影响混凝土路面温度的变化会对道路使用和交通安全产生重要影响。

1. 影响道路结构稳定性:高温会导致混凝土膨胀,降低路面的承载能力。

低温则可能导致混凝土收缩和开裂,加速路面的破损。

2. 影响车辆行驶安全:高温下,路面会变得非常滑,增加车辆制动距离,容易造成交通事故。

低温下,路面结冰会造成车辆失控。

3. 影响交通效率:高温天气下,由于车辆行驶速度减慢和车辆堵塞,交通效率会下降。

大体积混凝土温度温度场控制分析

大体积混凝土温度温度场控制分析

大体积混凝土温度温度场控制分析李文清;王建伟【摘要】由于坝体在施工过程中,常因温度应力超过混凝土抗拉强度而使坝体产生裂缝,根据计算实例来分析大坝的温度应力问题,利用限元软件ANSYS进行模拟,对水电站坝体的一个坝段施工期的温度场、温度应力进行了模拟。

结果表明:坝体基础常态混凝土垫层部位在外温变化及基岩约束双重作用下,出现了较大的拉应力。

混凝土表面铺设保温板后,降低了外界温度对混凝土的影响,垫层部位的最大应力有所减少。

由此可见,混凝土表面铺设保温板是降低温度应力的有效措施。

【期刊名称】《江西化工》【年(卷),期】2011(000)004【总页数】2页(P70-71)【关键词】重力坝;大体积混凝土;施工期;表面保护;温度应力【作者】李文清;王建伟【作者单位】江西省锅炉压力容器检验检测研究院;江西省安全生产科学技术研究中心【正文语种】中文【中图分类】TU7550 引言在水利工程中由于施工面积大,需要的混凝土体积也越来越多,而大体积混凝土结构特点为施工难度大、体积大、表面系数较小,使得混凝土产生裂缝的机率比较大,一旦施工控制不严,就会造成无法估量的损失。

大体积混凝土产生的裂缝大多都是在浇筑过程期间由于温度变化而引起的。

当气温突然降低时引起混凝土内外温度变化过大,而产生较大的拉应力,混凝土主要是压应力大[1,2],它的拉应力允许值是压应力的十分之一左右,因此产生表面裂缝的主要原因是这些温度应力的存在[3,4]。

为此,在水利工程大体积混凝土施工过程中要做好混凝土裂缝的产生,要做到控制裂缝的出现,关键在于原材料的选取和配合比的优化,并通过施工工艺的提高,有效的减少温度应力和沉缩应力。

对大体积混凝土而言,控制其温度应力,防止和减少结构的裂缝,从而提高混凝土的抗渗、抗裂、抗侵蚀性能和耐久性是极其重要的[5-7]。

实践证明,在大体积混凝土表面铺设保温板是一种有效的温控防裂措施,尤其是对于高寒地区以及受寒潮作用的大体积混凝土建筑物效果十分明显。

大体积混凝土温度应力有限元分析

大体积混凝土温度应力有限元分析

Finite Element Analysis on the Tempreature Stress of Massive Concrete
WANG Yi2fan , NING Xing2dong , CHEN Yao2long , ZHANG Xiao2fei , ZHANG Jian2hua , L I Jia2ming
过混凝土表面的热流量与混凝土表面温度 T 和气温 5 T β( T a 之差成正比 , 即 q = - λ = T - T a ) , 式中β 5n
)。 为表面放热系数 , kJ / ( m2 ・ h ・℃ 当表面放热系数β趋于无限时 , T = T a , 即转化 成第一 类边 界条 件 。 当 表面 放 热 系 数 β = 0 时 ,
AN S YS 热分析基于能量守恒原理的热平衡方
程 ,以各节点的温度为基本未知量 ,利用材料的几何 参数 、 材料热性能参数及所施加的边界条件 ,建立方 程用有限元法计算各节点的温度 , 并导出其它热物 理参数 。 在土木工程大尺寸混凝土结构中 , 温度应力在 很多情况下对结构的影响很大 。很多时候需先对结 构进行热传导分析 ,得到结构内部的温度应力分布 , 再进行结构分析 ,得到由于温度产生的结构内力 。 AN S YS 提供了很方便的热分析 - 结构分析切 换工具 。其分析步骤为 : ( 1) 首先进行热分析 。添加热分析单元 , 定义 材料的热传导速率参数 、 热膨胀系数和材料的力学 属性参数 。建立有限元模型进行热分析 , 得到热分 析的结果 。
1. 3 温度场的求解
如下 : 5T = τ 5 λ 52 T 52 T 52 T Q + + + ρ 5 x2 ρ 5 y2 5 z2 c c
52 T 52 T 52 T θ 5 + + + τ 5 x2 5 y2 5 z2 5 2 α为导温系数 , m / h ; θ为混凝土的绝热 其中 :
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常数 , 经验取为 O0 。 . 9 通过虚功 原理和有 限元 离散可 以得 到下面的有限元 求
解方程 :
[ { 】 [] 6 =P
土的瞬时温度 ; 为混凝士 的比热 i 为混凝 土的密度 ;( C P f t
为放 热速 率 , 由水泥 的水化 热 , f 。 - —)可得 放热速 0t ( e , 户0 1
【 关键词 】大体积混凝土 温度 变化 温度应力 有限元分析
【 中图分类号 】U 5. T 75 7
, 文献标识码 B
【 文章编号 】 04 10 (080—420 10—0 120 604 —3 J
目前对于防治大体积 混凝土的裂缝 的方法总起 来可 以 用” ”“ ” “ 三个字来概括 , 抗 、放 、 防” 且对 “ “ 放 ” 抗 和“ 方法的研 究较多 , 如预应 力混凝 土、 呼吸方法 、 浇带等 , 可 后 而采 用防
体积 混凝 土内外温差控 制在 2 o 以内“ 5C 为依据 , 合测温措 结 施, 主要采 用畜热保温 法、 内降外保 法以及蓄水养 护法等控
[f } …_ l c + ] [ { 口
式中 :c为 比热矩 阵 , [] 考虑 系统内能的增大 : [ 为传热 矩阵 , 包括导热 系数 , 对流 系数 , 辐射率 以及 形状 函数 : T) { 为节 点温度 向量 ; 0l { 为节点热流率 向量 , 包括热生成。 1 混凝土应力场的计算原理 . 2

种 经验 , 是一种定性 的方法 , 还没有提到定量 的高度。 本文
从定 量的 角度 出发 , 采用 A SS有限元软 件来模拟分析大气 NY
温度、 浇筑 温度等变化对 大体积混凝土温度应力的影响[ 。 ¨]
1 理论 基 础
11 混凝土温度场计算原理 .
温度 的变 化 是 温 度 应 力 的起 因 , 解 混凝 土 的 温 度 应 力 求
应力松弛系数 ; E为弹性模 量 , 随龄 期变化而变化 , 可采 用下
式:
E , = o 一 ) (r) E( e 1
熹) ) + ( + 言 ) = }
式 中 : , 为混凝 土三个方 向的导热系 数 ; 为混凝 , 丁
式 中: 为龄 期 ; 为 , o r 。时的最终弹性 模量 ; 为 —
率 :( = Qd= Qem ft d /t m 0 r ) -。
由热 传导方程 , 根据 已知 的初始条件和边界 条件 , 就可
以求得混凝土的温度场 。通过有限元离散 , 以得 到如 下形 可 式的矩阵方程[6 5] -:
的方法则更 多的是一种经验的方法[ ] 防” i 。“ 主要 以规范“ - 3 大
【 者简介 】王 昌洪 (94 )男, 士 , 作 16一 , 硕 高级 工程师 。联 系地
址 : 江 省 金 华 市 解 放 西 路 23号 (20 1o 浙 3 3 10
[ 为结构的刚度矩阵 : 6 ) { 为节点位移 向量 :P为等效 []
【 收稿 日 】 0 8 0 — 0 期 2 0— 4 3
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第3 O卷第 6期
Vo _O 13 No6 .




B L I G C N T UC I N UI D N O S R T O
温 度 变 化 对 大 体 积 混 凝 土 温 度 应 力 影 响的有限元分析
Fnie El e tAn y i fE e to m pe a ur i t em n alsso f c fTe rt e
【 要 】采 用 A S S 摘 N Y 有限元软件模拟 混凝 土的浇筑过程 ,同时考虑混凝土在不 同的大气温度下浇筑 、在不 同的龄期遭遇
寒潮以及采取一定的降温措施后 、混凝 土的浇筑温度的不 同等对其 温度 场和应力场的影响。通过计算发现 ,这些温度的 变化不
同程 度 影 响 混 凝 土 的 温 度 应 力 。
必须首先求解混凝 土的温度场 。混凝 土温度场的计算 与求 解, 可按照热传导方程进行计算。混凝土内部温度场分 布是 随龄 期变化情况的瞬态温度场 , 可用具有内置热源的固体 三 维正交各 向异性热传导微分 方程 来描述 , 如下式所 示 :
毫 气
式中 : 为线膨 胀系数 ; _ △7 为温 差 : 为泊淞 比 ; H为

节点荷载 , 为前面求 出的温度场 。
4 2・ 4
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王 昌洪 、 香娇 : 施 温度变化对 大体积 混凝土温度应力影响 的有 限元 分析 下 的 A SS N Y 各计算参 数 , 列于表 1 。
表 1 计算参 数
大气温度( ) ℃
岩石温度( ) ℃ 混 凝 土 浇 筑 温度 ( ) ℃
第 6期
2 有 限元数值模拟分析
21 N Y . A S S有 限元模 拟分 析 有限元软件 A SS功能强 大 ,能够 同时 实现 几种分析 。 NY 本文主要使用 A SS的温度 一应力耦合分析 , NY 先求 出混凝土 的温度场 , 然后求 出混凝 土的应力场 。A SS对混凝 土的浇 NY
混凝土结构的温度场求得后 , 可根据弹性理论求得混凝 土各部分 的温度应 力, 由于混凝土的弹性模量是随时间变化 的, 故可采用增量法来进行计算 。 对于嵌固板结构 , 其温度应
力为 :
盯c n △ 怍 t

制内外温 差 ] 总之 , 。 目前关于“ 的方法更 多的是施工 中 防”
Va ito n Te p r t r t e a 0n r t va | i n o m P a u e S r , i M . Con e e ra O I e e s I s n s q s c
口 王 昌 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 施 香 娇
( 晟元集 团有 限公 司 浙江 金华 3 1 0 ) 2 0 1
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