水处理热水池温度应力有限元分析

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某矩形水池结构的有限元分析

图２水池结构有限元模型
盖活荷，向土压，竖池外土压，外水压，内水压；池池
工况３正常使用状态，内无水）结构自重，盖（池：顶活荷，向土压，外土压，外水压。图３所示分竖池池
Ｒｅｅｃ＆ＡｐｉａｉｆＢｕｌｎａｅｉｌｓａｒｈｐｌｔｏｎｏｉｄｉｇＭｔｒａｓｃ
载组合形式。工况１闭水试验）池内贮水，（：池外无
土；工况２正常使用状态，内贮水）结构自重，（池：顶
・
８・
于市政工程、石化、电等土木工程领域中。采用有限元软火
件ＡＳＳ对某矩形混凝土水池结构进行了分析。ＮＹ，
关键词：形水池；构分析；ＮＹ矩结ＡＳＳ中图分类号：Ｕ７１３Ｔ６．文献标识码：Ａ
引言
水池是城市自来水厂、水处理厂、污生活用水设施中最为常见的特种构筑物之一＿Ｊ多年来，１。在
鞲蒸
在满足工艺要求的前提下，既要保证水池的正常使
用，又要降低工程造价，是结构设计人员首先需要考
虑的问题。
参考文献：
［］朱彦鹏，１邹根生．特种结构［．３版．Ｍ］第武汉：武汉理工
大学出版社，０８２０．
［］张飘．２土建工程基础［．Ｍ］北京：化学工业出版社，０４２０．
文章编号：０９— ４１２１）０— ０８— ２１０９４（０１１０００

瀛洲大桥倒三角区浇注期间水化热温度监测及应力有限元分析

２ｍ，６曲线段为腿根部厚２与梁固结处厚度为梁６斜ｍ，
３．２８。５ｍ
设计长度１６ｍ，１０连接线道路长度３３１８．ｍ。瀛洲大
桥结构共分为三大部分，桥中跨为跨径１０带主２ｍ悬臂刚架的中承式钢管混凝土系杆拱桥，主桥边跨为３Ｘ０ｍ带悬臂半孔的无推力上承式钢筋混凝土５
４２ｇ。．６ｋ
图１拱肋二尺寸不恿图
此拱肋截面尺寸较大（图１所示）且采用高如，标号的水泥，混凝土浇注完成后，硬化过程中会产在
过大而造成的混凝土开裂是本工程中非常重要的一个课题。
入ａＴ
一
＝１Ｔ— ３（Ｔ）
式中：ｈ为换热系数，Ｗ／・Ｃ）Ｔ（ｍｏ，为外界的
环境温度， ℃。第３类边界条件表示了固体与流体
（如空气）接触时的传热条件。
４拱肋二浇注期间水化热温度场测试和温度应力仿真分析４１测试方法￣Ｊ点布置．－ｑ，４Ｓ
生大量的水化热，由于混凝土导热性能较差，但导致热量在混凝土中不断积累，致温度升高，而形成导从内部温度高而外部温度低的温度梯度，会产生相当大的温度应力，以有效地监控和防止因温度应力所
３初始条件和边界条件热传导方程建立了温度与时间、空间的关系，但满足热传导方程的解有无限多，了确定需要的温为度场，还必须知道初始条件和边界条件。初始条件

超长水池温度应力分析及探讨

水池长度、地基水平阻力系数Ｃｘ取值对超长水池池体温度应力的影响ꎮ 根据计算所得温度应力ꎬ 通过
提高混凝土的配筋率、严格执行构造和施工措施来降低温度应力的影响ꎬ 从而适当调整伸缩缝间距ꎬ
并满足裂缝控制要求ꎮ 为优化超长水池的结构方案提供理论和数值依据ꎮ
关键词: 超长水池伸缩缝温度应力有限元计算
特种结构
２０１９年１２月｜第３６卷｜第６期
ＳｐｅｃｉａｌＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ
２０１９Ｄｅｃ｜ＶＯＬ３６｜ＮＯ６
超长水池温度应力分析及探讨
吴伟周晨唐玉宏张树俊
( 南京市市政设计研究院有限责任公司２１０００８)
摘要: 本文结合市政工程实例ꎬ 采用公式简化计算法、有限元简化计算法和有限元整体计算法ꎬ 计算
ＮａｎｊｉｎｇＭｕｎｉｃｉｐａｌＤｅｓｉｇｎ＆ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｉｔｕｔｅＬｔｄ２１０００８Ｃｈｉｎａ
ＡＢＳＴＲＡＣＴＩｎｏｒｄｅｒｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｌｅｎｇｔｈｏｆｗａｔｅｒｔａｎｋａｎｄｔｈｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｒｅｓｉｓｔ￣
及温度应力对池体配筋的影响成为重点和难点ꎮ
根据« 给水排水工程构筑物结构设计规范»
ꎬ 通过三种计算方法的比较ꎬ 着重阐述了
应力的影响ꎮ 根据计算结果ꎬ 适当放宽伸缩缝间
距ꎬ 减少或取消橡胶止水带ꎬ 并通过严格执行构
( ＧＢ５００６９－２００２) [１] 第６２１条ꎬ 现浇钢筋混凝
造和施工措施ꎬ 来降低温度应力的影响ꎬ 满足超
池内底位于地面以下为４２ｍꎮ 设计水深为

大体积混凝土结构三维温度场、应力场有限元分析

ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｂｙｈｅａｔｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅａｇｅａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｆｅｌｄｂｅｃｏｍｅｓｓｔａｂｌｅ．
Ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｒｅｓｓｌｅａｄｓｔｏｃｒａｃｋｉｎｇｉｎｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｗｈｉｃｈａｐｐｅａｉｒｎｇｉｎｔｈｅｐｌａｃｅｏｆｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｅｘｔｅｒｎａｌｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ．ＫｅｙＷｏｒｓ：ｄｍａｓｓｃｏｎｃｒｅｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｈｙｄｒａｔｉｏｎｈｅａｔ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄ；ｓｔｒｅｓｓｉｆｅｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｔａｇｅｓ．Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓｔｈｅｌａｗｔｈａｔｉｓｈｉｇｈｉｎｉｎｔｅｒｎａｌａｎｄｌｏｗｉｎｅｘｔｅｒｎａｌａｔｔｈｅｂｅｇｉｎｎｉｎｇｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ，ａｎｄｔｈｅｈｙｄｒａｔｉｏｎｈｅａｔｇｒａｄｕａｌｌｙｓｐｒｅａｄｓｔｏ

大体积混凝土施工期的水化热温度场及温度应力研究

大体积混凝土施工期的水化热温度场及温度应力研究近年来，大体积混凝土的应用越来越广泛，特别是对于大跨度结构的施工，它是极具吸引力的材料选择之一，但它也有着一些不可忽视的问题，如水化热、温度应力分布等。

大体积混凝土的水化反应，会产生自身的热量，当混凝土的体积较大时，水化热量的释放是较大的，会产生较大的温度场变化，而且温度场变化会随着混凝土体积增加而增加，产生温度应力，使混凝土构件产生裂纹，影响混凝土构件的使用性能。

为此，对于大体积混凝土施工期的温度场变化和温度应力情况的研究，对于确保大体积混凝土结构安全极具重要性。

首先，针对大体积混凝土施工期的水化热温度场及温度应力研究，需要具备相应的计算模型。

在混凝土水化反应的温度场分布方面，采用三维热输运方程的数值模型进行分析，通过脉冲加热法，模拟混凝土施工过程中的温度场变化情况。

此外，在水化反应和温度应力的考虑下，建立起温度应力分布模型，对混凝土施工期温度应力分布情况进行模拟，以确定施工期温度应力的分布情况。

其次，针对大体积混凝土施工期的水化热温度场及温度应力研究，需要进行系统的实验研究。

在实验分析中，采用脉冲加热法，通过实验测量混凝土构件内部温度场及温度应力的变化规律，以检验数值模拟方法的准确性。

此外，在实验过程中，根据混凝土构件的水化热量的释放情况，分析大体积混凝土构件施工期内温度场及温度应力的变化规律，以及混凝土构件本身的温度应力及裂纹产生条件，为实际工程提供参考。

最后，对于大体积混凝土施工期的水化热温度场及温度应力研究，需要采取一些结构设计的措施，来减少温度应力的产生，确保构件的安全及使用性能。

通常，可以采取尺寸细分的方案，适当增加混凝土构件的尺寸，从而减少温度场的变化，减少温度应力的产生。

此外，可以采取温度预热措施，在混凝土施工前，向混凝土构件内部加入适当的温度，使混凝土施工期温度场变化不明显，从而减少温度应力的产生。

以上就是关于大体积混凝土施工期的水化热温度场及温度应力研究，以及如何确保混凝土结构安全的讨论。

有限元分析在大型水池结构设计中的应用

有限元分析在大型水池结构设计中的应用摘要：本文首先分析了大型水池结构设计的方法与特点，重点分析了大型水池结构设计的荷载组合以及内力的计算方式，从而使得水池的结构能够在理论上符合强调的要求，然后以某大型矩形水池的为例，运用有限元分析的方法对水池的结构进行了定量的设计分析，以期为实践施工提供参考。

关键字：有限元分析；大型水池结构；设计；应用中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：目前，对于大型水池结构的设计，主要还是以倒楼盖法和静定分析法为主导的简化方法进行设计的计算，两种计算方法的共同点是把组成水池结构的地基、池壁及底板分离出来，各自作为单独的结构单元，然后分别对其进行独立力学分析与计算，这种计算方式对于大型水池而言的主要缺点在于很难准确的模拟出水池整体结构的实践工作状态。

本文将以有限元分析方法作为理论基础，运用ansys软件对某大型矩形水池进行结构设计上的具体分析，从而提出一种新的大型水池结构设计理论。

1.水池结构设计分析在运用有限元分析方法之前，首先是对大型水池的具体结构设计方法与特点进行基础性的分析。

1.1大型水池的荷载与内力组合（1）水池结构的作用概述结构上的自重标准值，主要是按照组成构建的实际大小进行计算，构件的体积与对应材料容重的乘积（其中素混凝土容重：23kn/m3，钢筋混凝土容重：25kn/m3）；竖直方向上土压力标准值，地下式水池在池顶板上的作用土压力用有效覆土厚度进行计算，在水池顶板的长度大于宽度10倍以上时，应将算出的土压力值与压力系数（1.2）相乘（覆土容重：18kn/m3）；侧向上土压力标准值，在计算过程中，对水池中位于水位之上部分的侧向土压力应根据郎肯主动公式进行计算，（土的容重：18kn/m3），而对于水位之下的部分的土压力应取静止状态的地下水水压力与主动土压力之和，（土的容重：10kn/m3）。

（2）水池之内的水压力水池之内的水压力依据设计水位自身的静水压进行计算（静水的容重：10kn/m3）；顶板上的荷载标准值，在不上人的情况下水池顶板上的活荷载标准值为0.7kn/m3，其准永久系数是0，而上人情况下荷载标准值为1.5kn/m3，这时准永久系数是0.4；（3）施工设备机具的荷载施工设备机具荷载主要依据施工条件进行验算，标准值根据设备机具的使用重量而不同，其准永久系数是0。

基于有限元分析某型号水箱焊接结构的优化

基于有限元分析某型号水箱焊接结构的优化有限元分析是一种常用的工程分析方法，在工程设计优化中扮演着重要的角色。

本文将基于有限元分析，对某型号水箱的焊接结构进行优化设计，旨在提高其结构强度和耐久性，同时降低材料使用和生产成本，为工程设计提供参考和指导。

一、研究背景水箱作为常见的容器设备，在工业生产和日常生活中被广泛应用。

其结构设计和焊接工艺的质量直接关系到水箱的使用性能和安全性。

目前，水箱焊接结构的设计优化主要依赖于经验和试错，缺乏系统的理论依据和科学的分析方法。

采用有限元分析对水箱焊接结构进行优化设计具有重要意义。

二、分析方法1.建立有限元模型：采用CAD软件对水箱结构进行建模，然后将建模结果导入有限元分析软件，建立水箱的有限元模型。

模型应包括水箱主体结构、焊缝及连接部位等关键部件。

2.确定边界条件：根据实际工作条件和使用环境，确定水箱的受力情况和约束条件，为有限元模型施加合理的约束和载荷。

3.进行力学分析：采用有限元分析软件对水箱结构进行力学分析，获取其受力情况、应力分布和变形状态等重要参数。

4.优化设计方案：根据有限元分析结果，对水箱焊接结构进行优化设计，包括焊缝布置、材料选型和工艺参数等方面的优化。

三、结构优化1.焊缝布置优化：根据有限元分析结果，对水箱焊接结构的焊缝布置进行优化。

通过合理布置焊缝，可以减少焊接应力集中和裂纹的发生，提高焊接结构的强度和耐久性。

2.材料选型优化：根据有限元分析结果，选择合适的材料对水箱结构进行优化。

优化的材料应具有良好的焊接性能、高强度和耐腐蚀性能，满足水箱在不同工作条件下的使用要求。

3.工艺参数优化：根据有限元分析结果，对水箱焊接工艺参数进行优化。

合理的焊接工艺参数可以提高焊缝的质量和性能，降低焊接变形和残余应力，增加焊接接头的疲劳寿命。

四、优化效果经过有限元分析和结构优化设计，水箱焊接结构的强度和耐久性得到了显著提高，焊接变形和残余应力得到了有效控制。

与传统的设计方案相比，优化设计方案具有更佳的结构性能和使用寿命，同时减少了材料使用和生产成本。

混凝土水池池壁的施工期温度场分析

混凝土水池池壁的施工期温度场分析摘要：水池做为一类特殊用途的构筑物，对于后期使用时的裂缝要有严格的控制，尤其在一些湿陷性黄土等地区。

当水池在施工后使用期间出现裂缝后，就会影响结构的性能和它的安全性。

混凝土结构水池的裂缝形成的原因非常复杂，但在施工期未注水前发生的裂缝主要是由于温度应力产生的，而温度应力的主要形成原因是混凝土水化热引起的。

本文主要采用ansys有限元分析的方法研究混凝土施工期的水泥水化产生的水化热，为温度应力的分析提供参考。

关键词：混凝土水池、ansys、水泥水化热Abstract:As a special purpose construction, the fracture should strictly control on the water basin, especially in the collapsing loess zone. It can affect the function and the safety of the construction. The reasons that cause the fracture are complex. One of the main reasons is the effecting of the temperature stress due to the concrete heat of the hydration. This article studies the heat of the hydration during the construction by using the ANSYS.Key words:Concrete basin, ANSYS, heat of the hydration0.引言水泥在水化过程中要释放出大量的热量，称为水泥水化热。

硅酸盐水泥的水化热很大，尤其是对于大体积的混凝土，由于混凝土体内的热量不容易散发出来，而混凝土表面的温度散发的很快，导致混凝土的内外部温差很大。

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。

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。

有限元分析的原理及应用

有限元分析的原理及应用1. 引言有限元分析（Finite Element Analysis, FEA）是一种工程数值模拟方法，通过将大型、复杂的物理问题离散成多个小的有限元单元，并对每个单元进行数值计算，最终得到整体系统的解。

本文将介绍有限元分析的原理及其在工程领域的应用。

2. 有限元分析的原理有限元分析的原理可以概括为以下几个步骤：2.1. 建立几何模型首先，根据实际问题的几何形状，以及需要分析的部分，建立一个几何模型。

这个模型可以是二维的或三维的，可以通过计算机辅助设计（CAD）软件绘制，也可以通过测量现场物体的尺寸来获得。

2.2. 网格划分在建立好几何模型后，需要将其离散化为有限多个小的有限元单元。

常见的有限元单元有三角形、四边形和六面体等。

划分过程决定了数值计算的精度，越精细的划分可以得到更精确的结果，但同时也会增加计算量。

2.3. 建立数学模型和边界条件有限元分析需要建立一个数学模型来描述物理问题。

这个数学模型可以是线性的，也可以是非线性的，取决于具体的问题。

在建立数学模型时，还需要考虑边界条件，即模型的边界上可能存在的约束或加载。

2.4. 求解数学模型有了数学模型和边界条件后，需要对其进行求解。

求解过程可以采用迭代方法或直接求解方法，具体取决于问题的复杂程度和计算要求。

在这一步中，需要进行数值计算，得到对应的物理量，例如应力、位移、温度等。

2.5. 后处理在得到数学模型的解后，需要进行后处理，将数值结果转化为可视化或可以使用的形式。

后处理可以包括绘制位移云图、应力云图等，以及针对特定问题进行统计分析。

3. 有限元分析的应用有限元分析在工程领域有广泛的应用。

以下列举了一些常见的应用领域：3.1. 结构力学有限元分析在结构力学中的应用非常广泛。

通过有限元分析，可以对结构的强度、刚度、变形等进行分析和优化。

常见的应用包括建筑结构、桥梁、飞机、汽车、船舶等领域。

3.2. 热传导有限元分析可以用于模拟物体内部的温度分布和热传导过程。

薄壁箱型桥墩水化热温度应力场有限元分析

文章编号:100926825(2007)0620307202薄壁箱型桥墩水化热温度应力场有限元分析收稿日期6226作者简介向　涛(2),女,工程师,湖南路桥建设集团公司,湖南长沙　向　涛摘　要:介绍了计算大体积混凝土水化热温度应力场的基本原理,用有限元分析软件ANS Y S 对某高墩大跨连续刚构桥箱型薄壁桥墩的水化热温度应力场进行了仿真分析,为控制施工中的水化热温度裂缝提供了理论依据。

关键词:薄壁箱型桥墩,大体积混凝土,水化热,温度应力场中图分类号:U443.22文献标识码:A 大体积混凝土的温度裂缝控制问题是一项国际性的技术难题[1],大体积混凝土常常由于水化热温升过高导致贯穿裂缝的出现,对工程结构产生极大的危害。

为控制混凝土早期温度裂缝,对施工期间混凝土水化热温度应力场进行研究是非常有意义的。

此类问题最早出现在大坝的建设中,近年来,随着桥梁建设向大跨方向发展,跨径的增大必然要求桥墩横截面增大、混凝土强度等级提高,以满足强度、刚度等要求,但也使混凝土的水化热增大,桥墩由水化热温度引起的裂缝几率也提高了。

文中研究了大体积混凝土水化热温度应力场的计算原理并对实际工程中常见的薄壁箱形桥墩进行了温度应力场的有限元分析。

1　工程概况沪蓉西高速公路某特大连续刚构桥,双肢薄壁箱型截面墩,桥墩最高达178m ,墩身壁厚70cm ,四角为5050cm 的倒角,采用C50混凝土浇筑。

整个桥墩采用三面变坡的形式,第一浇筑段为0m ～7m ,第二浇筑段为7m ～13.5m ,每5d 浇筑一段。

利用有限元软件ANSYS 对该桥最高墩第二浇筑段进行温度应力场仿真分析(结构具体尺寸见图1)。

计算结果分别取薄壁外、中、内及倒角中点(计算点1、计算点2、计算点3、计算点4)作其温度和应力时程曲线以便分析。

2　温度场的模拟2.1　模型建立与边界条件根据实际施工过程,利用有限元软件ANS YS 对第二浇筑段建模分析。

温度场分析采用8节点6面体单元Solid70。

大直径圆形水池三维有限元应力—变形分析

大直径圆形水池三维有限元应力—变形分析
欧泽锋
【期刊名称】《广东水利水电》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】以珠江三角洲水资源配置工程鲤鱼洲高位水池结构为研究对象,建立高位水池-地基系统整体模型,考虑温度荷载和常规荷载的组合工况,基于ABAQUS有限元软件,分析了高位水池在运行水位工况下的结构应力和变形情况。

结果表明:温度荷载对水池池壁的应力和位移影响较大,无论温升还是温降,都显著增加水池池壁的应力;由于系统温度效应,温降时,径向向池内变形,竖向向下变形;在温升时,径向向池外变形,竖向向上变形。

【总页数】7页(P44-50)
【作者】欧泽锋
【作者单位】广东省水利电力勘测设计研究院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU991.343;TU311
【相关文献】
1.三板溪预应力边墩应力与变形的三维有限元分析
2.埋头紧固件椭圆形表面裂纹应力强度因子的三维有限元分析
3.无粘结预应力技术在大直径圆形水池中的应用
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5.圆形工件等通道转角挤压应变分布和塑性变形区的三维有限元分析
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池壁温降及温度弯矩的有限元分析

池壁温降及温度弯矩的有限元分析一、概述超静定结构的一个重要特点是在无荷载作用时，也可以产生内力，支座移动、温度改变、材料收缩、制造误差等所有使结构发生变形的因素，都可以使结构产生内部应力。

超静定结构在支座移动和温度改变等因素作用下产生的内力，称为自内力。

液态硫磺池是内有高温介质的混凝土构筑物，池壁除承受内部液态硫磺及池外土压力外，还会产生由池内外壁温差产生的内力。

某些工程实例中温度应力还起控制作用，降低温度应力可以有效的控制池壁配筋量、池壁裂缝，减少液态硫磺的渗漏。

二、工程实例(平面图)(剖面图)上图所示为某项目液硫池。

取短方向池壁举例。

荷载信息活荷载: 池顶板1.50kN/m2, 地面10.00kN/m2, 组合值系数0.90恒荷载分项系数: 水池自重1.20, 其它1.27活荷载分项系数: 地下水压1.27, 其它1.27活荷载准永久值系数: 顶板0.40, 地面0.40, 地下水1.00, 温湿度1.00考虑温湿度作用: 池内外温差45.0度, 弯矩折减系数0.65, 砼线膨胀系数1.00(10-5/°C) 短侧池壁内力:计算跨度: Lx= 3.000 m, Ly= 2.950 m , 三边固定,顶边自由池壁类型: 普通池壁,按双向板计算基本组合作用弯矩表(kN.m/m)由表中可以看出温度弯矩在内力基本组合中起控制作用。

三、温度弯矩分析温度弯矩计算公式参照石油化工钢筋混凝土水池结构设计规范《SH/T 3132-2002》M k tE h xt xt c c =α∆2 （28）M k tE h yt yt c c =α∆2（29）温度弯矩与温差成正比，与壁厚的平方成正比。

控制温度弯矩就要控制温差及壁厚，尤其是壁厚，二次方的放大效应十分显著。

四、池壁温降分析液态硫磺温度170度，池壁外侧温度取零上5度。

液硫池做内隔热，耐火砖夹玻璃棉。

如下图所示应用ansys 10.0对池壁建模并进行稳态热分析。

大体积混凝土水化热分析FEA

大体积混凝土水化热分析FEA 在建筑工程领域，大体积混凝土的应用越来越广泛，如大型基础、桥梁墩台、大型水坝等。

然而，由于大体积混凝土在浇筑后水泥水化反应产生的大量热量难以迅速散发，容易导致混凝土内部温度升高，从而产生温度应力。

当温度应力超过混凝土的抗拉强度时，就会引发裂缝，严重影响混凝土结构的安全性和耐久性。

因此，对大体积混凝土水化热进行分析是十分必要的。

有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）作为一种有效的数值分析方法，为大体积混凝土水化热的研究提供了有力的工具。

一、大体积混凝土水化热的产生机理水泥在水化过程中会释放出大量的热量，这是大体积混凝土内部温度升高的主要原因。

水泥的水化反应是一个复杂的化学过程，其放热量与水泥的品种、用量、水化程度等因素有关。

一般来说，水泥的水化热在浇筑后的前 3 天内释放较快，之后逐渐减缓。

在大体积混凝土中，由于混凝土的导热性能较差，热量在内部积聚，导致内部温度迅速升高。

而混凝土表面与外界环境接触，热量可以通过对流和辐射等方式散失，使得表面温度相对较低。

这种内外温差会在混凝土内部产生温度梯度，从而引起温度应力。

二、大体积混凝土水化热的影响因素1、水泥品种和用量不同品种的水泥水化热不同，一般来说，早强型水泥的水化热较高。

水泥用量越大，水化热产生的热量也就越多。

2、混凝土配合比混凝土中骨料的种类、粒径、级配以及水灰比等都会影响混凝土的导热性能和热容量，从而影响水化热的分布和传递。

3、浇筑温度浇筑时混凝土的初始温度越高，内部温度峰值也会相应升高。

4、环境温度外界环境温度的高低和变化会影响混凝土表面的散热速度，进而影响混凝土内部的温度分布。

5、结构尺寸和形状大体积混凝土结构的尺寸越大，热量越难以散发，内部温度升高越明显。

结构的形状也会影响热量的传递和分布。

三、有限元分析（FEA）在大体积混凝土水化热分析中的应用1、建立模型首先，需要根据大体积混凝土结构的实际尺寸和形状建立有限元模型。

基于有限元分析某型号水箱焊接结构的优化

基于有限元分析某型号水箱焊接结构的优化水箱是储存和调节水量的设备，广泛应用于建筑、工业、农业和家庭等领域。

在水箱的制造过程中，焊接结构是一个关键的环节。

焊接结构的质量直接影响水箱的使用寿命和安全性能。

为了提高水箱焊接结构的质量，需要进行结构优化。

有限元分析是一种常用的优化方法，可以通过模拟和分析焊接结构在实际工作条件下的力学行为，找出结构中的弱点，并进行改进。

需要通过CAD软件建立水箱焊接结构的三维模型。

模型应包括水箱的主体和焊接结构的细节。

然后，将模型导入有限元分析软件，进行力学分析。

通过施加边界条件和加载条件，模拟水箱在实际工作条件下的受力情况。

根据分析结果，可以确定焊接结构中的弱点和疲劳区域。

常见的问题包括焊缝处的应力集中、接触面的失配和变形等。

针对这些问题，可以采取以下优化措施：1. 增加焊缝的宽度和深度，以提高焊接的强度和耐久性。

在设计中应避免出现尖锐的角度和突变的截面，以减少应力集中。

2. 在焊接结构中添加增强筋和角钢等加强构件，以提高整体的刚度和承载能力。

这样可以减少结构的变形和应力集中，延长水箱的使用寿命。

3. 优化焊接工艺，采用合理的焊接方式和参数，以减少焊接区域的应力集中。

可以使用TIG焊接或激光焊接等高精度焊接技术。

4. 在设计过程中考虑材料的选择和配比，选择高强度、耐腐蚀和抗疲劳性能好的材料，以提高水箱的整体性能。

通过上述优化措施，可以大大提高水箱焊接结构的质量和安全性能。

在进行优化之前，需要进行多次的有限元分析和仿真实验，以找到最优的设计方案。

还需要与实际制造工艺相结合，确保优化后的结构能够得到有效的实施。

通过有限元分析进行水箱焊接结构的优化可以提高结构的强度、刚度和耐久性，延长水箱的使用寿命，并确保水箱的安全性能。

这对于提高水箱的质量和性能具有重要的意义。

大体积混凝土水化热温度应力裂缝控制的试验及有限元仿真分析

大体积混凝土水化热温度应力裂缝控制的试验及有限元仿真分析摘要：现今大跨度和超高层建筑越来越多，大体积混凝土的水化热产生温度应力裂缝问题越来越受关注。

采用有限元法，数值模拟混凝土水化热实际工程，与实测试验进行比较和分析，探索一条经济、合理而又高效的混凝土水化热产生温度应力的预测方法。

通过数值仿真与现场监测结果对比分析显示，在混凝土水化热反应过程中，混凝土体内部温度变化成高度非线性，仅通过试验来评估温度应力裂缝控制方案，难度大而确定性和可靠度低；有限元仿真大体积混凝体水化热产生温度应力，仅存在较小的误差，仿真结果较为可信；且当控制方案不满足要求时，可根据上次仿真结果分析，找出不满足要求的关键因素，从而有针对性的提出优化和改进方案。

关键词：大体积混凝土；水化热；温度应力裂缝；有限元法；仿真技术0 引言为适应我国经济的快速增长，每年新建的超高层、大跨度建筑结构在不断增加，为满足上部结构承载要求，往往使用更大体积和更高强度钢筋混凝土，对建筑成本、施工工期、施工质量等提出更高要求，如：2004年北京电视中心工程综合业务楼[1]，建筑物高度达到259m，地下结构采用钢骨架钢筋混凝土结构和钢筋混凝土框架剪力墙结构，基础长88.2m，宽77.45m，底板厚度达到2m，混凝土浇灌量巨大，并且施工要求控制成本，降低施工难度，确保基础底板的整体性，即不留设任何施工缝和后浇筑带的情况下一次浇筑成型。

当前，对水泥混凝土材料硬化过程中产生的水化热量的研究已较为成熟[2]，如水泥水化反应主要矿物产生的热量，水化反应随时间变化产生的热量。

温度膨胀和扩散理论也相当成熟，自20世纪30年代修建美国的佛坝开始[5]，混泥土水化热所致温度应力裂缝引起相关学者的极大兴趣，大批量理论成果涌现，典型的有姜忠给出了混凝土浇筑计算体内外温差的计算方法[6]；阮静等[7]对高强度混凝土水化热进行了实时监测和理论分析，比较和分析了高强度混凝土与普通混凝土在绝热温升方面的区别，提出了高强度混凝土的温度控制标准；任铮钺等[8]进行了高掺量粉煤灰混凝土水化热的试验研究，分析了高掺量粉煤灰对混凝土水化热控制的影响，从而减少温度应力裂缝的产生；刘连新等[9]对高性能混凝土水化热试验进行试验研究，认为水泥用量非影响混凝土升温的唯一因素，低水胶比可以明显降低混凝土的总水化热。

温度场和温度应力的有限元分析

文章编号:100926825(2007)0720086203温度场和温度应力的有限元分析收稿日期6225作者简介彭静美(82),女,石家庄铁道学院结构工程专业硕士研究生,河北石家庄　53于连顺(82),男,广西大学岩土工程专业硕士研究生,广西南宁　53彭静美　于连顺摘　要:阐述了平面温度场与温度应力进行有限元分析的全过程,结合ANSYS 大型软件对温度场与温度应力进行了模拟计算,为实际工程中考虑温度场与温度应力的作用提供了依据。

关键词:温度场,温度应力,有限元,模拟计算中图分类号:TU317.3文献标识码:A 热应力问题一直以来只有在高温结构中才考虑,但近几十年的事故表明,混凝土结构有可能在水泥水化热剧烈以及环境温度变化大的作用下出现破坏,因此逐渐引起人们的关注。

由于有限元分析方法不仅能够给出结构的内力和变形发展的全过程,能够对结构的极限承载力和变形作出评估,揭示出结构的薄弱部位及性态,对研究混凝土结构的性能,改进工程设计和施工都有重要的意义。

它还能够有效分析结构的温度场和温度应力,是对温度应力与一般应力共同作用的结构进行计算的最有效的方法。

1　温度场与温度应力的有限元分析现以混凝土结构为例,对温度场与温度应力的计算过程进行说明。

由于气温及结构所受的日照强度随时间不断变化,因此,结构表面的温度场是瞬态的。

首先应该计算截面的温度场求出网格单元各节点的温度变化量,然后再计算温度应力。

1.1　平面瞬态温度场根据热传导理论[124],在混凝土中,热的传导满足下列微分方程:ρC 9T 9τ=k(92T 9x 2+92T 9y 2)+qv(1)其中,T 为温度,℃;τ为时间,s ;x ,y 为直角坐标;k 为导热钢结构住宅产业化是一项涉及众多行业、众多环节的系统工程。

掌握了钢结构住宅体系成套技术,建立其相应的产业化运作方式,是推进钢结构住宅产业化的关键。

鉴于目前我国钢结构住宅的发展水平、我国住宅产业化的发展趋势和要求,针对如何发展我国钢结构住宅产业化,主要从以下三方面提出相应的发展策略。

北京某超长水池结构温度应力研究

北京某超长水池结构温度应力研究
摘要：本研究旨在探究北京某超长水池结构在温度变化下的应力变化规律，为该水池结构的设计和施工提供参考依据。

通过对水池结构进行模拟实验和数值模拟分析，得出了一系列结论。

首先，本研究选取了北京地区一座具有超长水池结构的建筑为研究对象。

通过现场实测和数据采集，得到了该水池结构在不同温度下的应力数据。

实验结果显示，水池结构在温度变化下会产生应力变化，其中主要表现为温度升高时水池结构出现拉伸应力，温度降低时水池结构出现压缩应力。

其次，为了进一步了解水池结构的应力变化规律，本研究采用了数值模拟方法。

通过建立水池结构的有限元模型，模拟了不同温度下的应力分布情况。

数值模拟结果表明，水池结构的应力变化呈现出一定的规律性，即随着温度的升高，水池结构的应力逐渐增大；而随着温度的降低，水池结构的应力逐渐减小。

最后，本研究对水池结构的温度应力进行了综合分析和讨论。

根据实验和数值模拟结果，可以得出结论：水池结构在温度变化下会产生应力变化，这种应力变化对水池结构的稳定性和安全性具有一定的影响。

因此，在设计和施工过程中，需要充分考虑温度应力的影响，采取相应的措施来减小温度应力对水池结构的影响。

综上所述，北京某超长水池结构在温度变化下的应力变化规律是一个复杂而重要的问题。

本研究通过实验和数值模拟的方法，对该问题进行了深入研究，并得出了一系列结论。

这些研究结果对于该水池结构的设计和施工具有重要的参考价值，也为类似结构的研究提供了借鉴和启示。

水处理热水池温度应力有限元分析

水处理热水池温度应力有限元分析作者：王吉高任全来源：《科技创新导报》 2013年第8期王吉高任全（北京国电华信诚电力技术咨询有限公司北京 100029）摘?要：该专题通过有限元分析了两个水工结构的温度应力，说明露天水池结构由温湿度作用引起的内力是不容忽视的，必须引起设计人员的足够重视。

关键词：露天水池结构温湿度内力中图分类号：TV621 文献标识码：A文章编号：1674-098X（2013）03（b）-0-02净水或污水处理厂的水池投资约占土建投资的70%～80%，水池设计的虑安全性、适用性、耐久性和经济合理性尤为重要。

水池受力需要考虑水池自重、池内水压力、池外土压力、池内外温差及湿差、地面堆载等荷载。

池壁通常按照手册计算水及土压力、温差等。

架空热水池底板的温度应力，通常按经验考虑，受力状态缺乏理论分析。

在北方冬夏温差大，池壁应充分考虑温、湿差产生的内力影响。

依据《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程CECS138：2002》(简称《水池规程》)，利用SAP2000有限元软件，对两个水池进行分析，为水池设计提供参考（图1）。

1 工程概况天津某厂二次平流沉淀池，平面为矩形，尺寸42.9?m×14.6?m，水池深3.9～4.15?m，地上3.6?m，冬季池内水温30?℃，水池无保温措施。

（水池剖面见图1）又天津某厂浓缩池，圆形，直径12?m，高4.5?m，采用8根柱子支撑于直径10?m的调节池上，调节池地上4?m。

冬季池内水温为35?℃。

（水池剖面见图2）2 混凝土池壁温度、湿度应力应变关系由于混凝土热胀冷缩的特性：夏天池壁外侧热内侧冷，壁板外侧膨胀内侧收缩，受池体整体约束，外侧产生压应力，内侧产生拉应力；冬季，池内水温高，存在壁面温差，壁板内侧膨胀外侧收缩，受池体整体约束，则内侧产生压应力，外侧产生拉应力。

另外，由于混凝土的湿胀干缩，夏天池壁外侧很干，内侧湿度饱和，所以内侧膨胀，外侧收缩。