水化热参数化分析
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。
midascivil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。
水泥水化热研究与分析
水泥水化热研究与分析作者：鲍安娜来源：《商情》2014年第33期在水泥较长的散热过程中，水泥浆会逐渐凝结和硬化。
水泥内部物质处于高能状态，随着时间推移，水泥浆体性质将会趋向于稳定。
针对于水泥水化热的研究，不仅可以保证结构物的施工质量，还能适当降低工程成本造价，首先介绍了影响水泥水化热大小的影响因素以及计算法方法，然后根据经验讲述了几种降低水泥水化热的措施。
水泥水化热措施配合比增加热量随着国家经济的快速发展，越来越多的工程建筑拔地而起，市场对于水泥需求量也是越来越大。
水泥在水化过程中产生的热量将会聚集在结构物内部不易散失出去，将会导致混凝土温度提高，在未受地基约束的部位，如果混凝土的内外温差过大，内部温度较高的混凝土约束外强度远大于其抗拉强度，将在混凝土的表层产生拉应力，若此时混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种拉应力时就会产生表层温度裂缝。
若养护不当，表面裂缝将会进一步发展成深层裂缝。
在受地基约束的部位，将会产生较小的压应力。
因混凝土的散热系数较小，它从最高温度降至稳定温度需要较长时间，在此期间，混凝土的变形模量有了很大的增长，较小的变形就能产生较大的应力。
由于混凝土的早期体积变形，主要来自于水泥的水化热温升，并且降低水化热是防止混凝土早期开裂的有效途径，因此，我们有必要对水泥混凝土的水化热进行研究，以尽量避免温度裂缝的出现。
一、水化热的计算与分析1、水泥水化热分析水泥在水化时会发生温度变化，这主要源于几种无水化合物组分的溶解热和几种水化物在溶液中的沉淀热。
这些热值的代数和就是水泥在任何龄期下的水化热。
国家标准GB T 12959-2008规定了水泥水化热的测定方法，但是水泥水化热的测定较复杂，一般水泥厂都不会配备有这方面的仪器，有些水泥厂曾经添置过水泥水化热的测试仪器，但也没能很好地使用，关键是水化热测试对仪器和操作技术的要求较高，一般的工人难以熟练掌握该技术。
水泥水化热大小与水泥内部矿物质成分有一定的关系，在同等量的水泥情况下，具有C3A的水泥水化热最大，其次是C3S，最后是C4AF。
热力学 水泥基材料水化热研究分析ppt课件
硅酸三钙水化的五个阶段
硅酸三钙水化速率很快，其水化过程根据水化放热速率— 时间曲线，可分为： C3S各水化阶段示意 图 C3S水化放热速率和Ca2+浓度变化曲线
Ⅰ-初始水化期；Ⅱ-诱导期；Ⅲ-加速期；Ⅳ-减速期；Ⅴ-稳定期
（1）初始水化期
加水后立即发生急剧反应迅速放热， Ca2+迅速从C3S粒子表面释放，几分钟内pH
通常固溶有少量的MgO、 SiO2等氧化物，在反光镜 下其反射能力强，呈亮白 色，并填充在A矿与B矿 之间，也称白色中间相。
1.1 硅酸三钙的水化
硅酸三钙在常温下的水化反应，大体上可用下面的方程式表示： 3CaO· SiO2十nH2O=xCaO· SiO2· yH2O十(3一x)Ca(OH)2
简写为：
2)矿物组成:
以硅酸盐水泥为例:水泥水化热的大小与放热速率首先取决于熟料的 矿物组成。一般认为熟料中四种主要矿物的水化速率顺序为 C3A>C3S>C4AF>C2S，而水化放热量的一般规律为:单位物质的量 C3A的水化放热量最大，C3S和C4AF次之，C2S的水化放热量最小。
3)水泥细度与级配: 大量研究表明:同种矿物组成，细度较小的水泥的水化热明显降低， 并且各龄期的水化热都有降低。除此之外，水泥颗粒的粒径分布也 会影响水化速率，对于同种水泥不同粒径分布的水泥水化放热量研 究也证明水泥中细颗粒含量增加，水泥比表面积增大，水化反应速 率增大，水化放热速率增大。水泥基材料的微细化有助于提高单位 时间内水泥的水化速率。
前言
水泥与水拌和后，形成能粘接砂石集料的可塑性
浆体，随后发生凝结硬化，同时伴随着水化放热 和体积变化。
由于水泥熟料是多矿物的聚集体，与水的相互作
用比较复杂，通常先分别研究各单矿物的水化反 应，然后再研究硅酸盐水泥总的水化硬化过程。
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。
桥梁承台基础大体积混凝土水化热温度分析与控制
桥梁承台基础大体积混凝土水化热温度分析与控制摘要:混凝土在浇筑后，由于水泥水化热而产生的温度应力，容易导致混凝土产生裂缝。
因此，必须对混凝土水化热温度进行分析，进而采取控制措施以防范裂缝的出现。
本文结合桥梁承台基础大体积混凝土工程实例，对水化热温度进行了分析，论述了施工中的温控措施，有效控制温度裂缝的出现，可供参考。
关键词:大体积混凝土；水化热温度；监测；控制众所周知，混凝土是应用最为广泛的工程结构材料。
近年来，随着交通建设事业的发展，大型、复杂的桥梁工程大量出现，使得大体积混凝土在桥梁的基础中得到了广泛的应用。
大体积混凝土在浇筑后，由于水泥水化热，内部温度上升，在一定约束条件下会产生较大的温度应力，导致混凝土产生裂缝，影响工程质量。
因此，在施工中如何控制水化热温度，采取相应的温控措施，避免混凝土出现有害的温度裂缝是保证工程质量的首要问题。
某桥梁墩承台尺寸为13.6m×15.2m×4.0m，一个承台约C30混凝土836m3，属于大体积混凝土。
为保证桥梁承台大体积混凝土工程质量，对桥梁承台基础大体积混凝土水化热温度分析与控制。
1 承台水化热有限元分析1.1 有限元模型建模时周边地基土尺寸取为19.2m×17.6m×4.0m，模型中考虑了冷却水管，有限元模型见图1。
图1 承台水化热分析有限元模型1.2 相关计算参数桥梁承台大体积混凝土理论配合比见表1。
表1 承台混凝土理论配合比kg/m3根据施工方案，承台混凝土四周采用钢模板，顶面混凝土保温材料为30mm 厚棉被和0.1mm厚塑料布。
保温材料导热系数见表2。
模型环境温度取为固定值18℃，地基边界为固定温度条件，温度值也取18℃。
冷却水管内径0.048m，水流速度为0.6m/s。
表2 保温材料导热系数1.3 计算结果及分析为了研究承台大体积混凝土内部和表面温度发展，在有限元分析和现场测试中分别取1/4承台的顶面、深2m，深4m处各8个测点进行研究。
水化热分析
第一章设计说明第二章大体积混凝土承台水化热有限元分析2.1 概论2.1.1 大体积混凝土定义目前国际上对大体积混凝土仍无一个统一的定义。
就如美国混凝土学会的定义：任何就地现浇的混凝土，其尺寸到达必须解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂的，称之为大体积混凝土。
又如日本建筑学会对大体积混凝土的标准定义：结构断面最小尺寸在80cm以上；水热化引起混凝土内的最高温度与外界气温之差，预计超过25℃的混凝土。
而我国《大体积混凝土施工规范》认为，混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或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有害裂缝产生的混凝土属于大体积混凝土。
由以上可见，大体积混凝土主要是依靠结构物的断面尺寸和水化热引起的温度变化来定性的。
2.1.2 大体积混凝土温度裂缝成因施工期间水泥的水化热作用，在其浇筑后将经历升温期、降温期和稳定期三个阶段。
大体积混凝土自身有一定的保温性能，因此在升温期其内部温升幅度较其表层的温升幅度要大得多,而在降温期内部降温速度又比其表层慢得多,在这些阶段中，混凝土各部分的温度变形及由于其相互约束及外界环境温度约束的作用，在混凝土内产生的温度应力是相当复杂的。
由于混凝土的抗拉能力比较弱，一旦温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，混凝土就会出现裂缝。
因此必需掌握其水化热的变化规律，从而为混凝土配合比的修改及养护方案的制定提供依据。
2.1.3 本章研究的主要内容(一)利用MADIS有限元软件建立大体积混凝土承台模型，并对其进行仿真水化热计算。
(二)对其水化热进行参数分析。
2.2 承台仿真分析2.2.1 工程基本概况松柏山水库特大桥位于松柏山水库上游，为贵安新区黔中大道（三期）道路工程的一个控制性桥梁。
左、右幅主桥均采用100+180+100m （桥梁中心线对应跨径）变截面预应力混凝土连续刚构桥，墩顶梁高12.0m ，跨中梁高4.2m ，采用挂篮悬浇施工。
MIDAS考虑管冷的水化热分析
考虑管冷的水化热分析北京迈达斯技术有限公司目录概要 1模型的基本数据 3材料和热特性数据 5建立模型 6设定操作环境 6定义材料特性 7定义时间依存特性 8时间依存材料连接 9结构建模 10输入水化热分析数据 26水化热分析控制数据 26输入环境温度 27输入对流系数 28定义热源函数 31输入管冷数据 33定义施工阶段 36运行结构分析 38查看分析结果 38查看温度变化 39查看应力变化 43查看时程图形 47动画查看结果 512概要对于建筑物的基础以及桥梁的基础、桥墩等大体积混凝土需要考虑水化热引起的温度应力。
温度应力引起的裂缝具有裂缝宽、上下贯通等特点，因此对结构的承载力、防水性能、耐久性等都会产生很大影响。
大体积混凝土的温度应力是由于浇注混凝土后，水泥的水化反应（放热反应）导致的混凝土体积的膨胀或收缩，在受到内部或外部的约束时而产生的。
混凝土水化热引起的应力可以分为内部约束应力和外部约束应力两大类。
内部约束应力是指由于混凝土内部不同的温度分布引起的不同的体积变化而导致的应力。
即，水化反应初期由于中心部分温度比表面温度高，会导致表面产生拉应力；而温度开始下降时中心部分的收缩会比表面部多，此时中心部会产生拉应力。
内部约束应力的大小与内外温差成比例。
外部约束应力是指新浇筑的混凝土，由于水化热而发生的体积变化，受到与其接触的已浇筑混凝土或者地基等的约束而产生的应力。
外部约束的作用与接触面积的大小和外部约束的刚度等因素相关。
水化热分析包括热传导分析(Heat Transfer Analysis)和热应力分析(Thermal Stress Analysis)两个过程。
热传导分析是通过考虑水泥水化反应时产生的热量、对流、传导等因素计算随时间变化的各节点的温度的过程。
热应力分析是利用计算得到的各节点的不同时间的温度，考虑随时间和温度变化的材料特性、干缩、随时间和应力变化的徐变等，来计算大体积混凝土各施工阶段的应力的过程。
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。
midas承台水化热分析报告
新佳田铁路立交特大桥主墩承台水化热分析报告1、工程概况某立交特大桥主墩承台有两种类型，尺寸长⨯宽⨯高分别为1220⨯1320⨯350（cm）（承台1）和1220⨯1670⨯350（cm）（承台2），混凝土采用C40。
混凝土厚度达3.5m，可能会因混凝土中的凝胶材料水化热引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生，属于规范规定的大体积混凝土。
2参数分析采用有限元软件Midas Civil对承台大体积混凝土进行水化热计算。
大体积混凝土浇筑后的温度变化与混凝土配合比、混凝土的入模温度、混凝土与外部的热交换、内部冷却水管的布置等多种因素有关。
此工程为对称的立方体结构，为节约计算时间、提高计算效率，承台按照1/2模型进行计算。
取两个承台中较大承台进行分析（承台2）。
为了准确模拟承台向地基热传导过程，模型包括承台部分以及包括地基部分，其中地基向承台外拓展3m的长度，厚3m，有限元模型如图2-1所示。
图2-1 1/2承台有限元模型（承台2）2.1 边界设置1、热分析边界（1）承台顶板和侧面施加相应的对流边界，对流系数大小和风速、保温层以及模板有关。
不同边界设置对应的对流系数如表2-1。
表2-1 不同情况对应对流系数表（2）大气温度没有实测数据，根据最近气温情况取固定值15℃。
地基土侧面、底面以及除了和承台接触部分的顶面施加固定温度，固定温度取与大气平均温度一致，为15℃。
2、力学边界地基土侧面、底面施加固定约束，结构对称面约束对应方向的法向自由度。
2.2计算参数混凝土的绝热升温K 可通过式（2.1）计算。
()0Q W kF K c ρ+=（2.1）式中：Q 0——水泥最终水化热，kJ/kg ，取377； W ——单位体积混凝土中水泥用量，kg/m 3； F ——单位体积混凝土中混合材料用量，kg/m 3；k ——混合材料水化热折减系数，粉煤灰取0.25，矿粉取0.463； c ——混凝土比热kJ/(kg ℃)，取0.96； ρ——混凝土密度，kg/m 3，取2500。
混凝土水化热分析技术研究
混凝土水化热分析技术研究一、前言混凝土在施工过程中需要加水进行水化反应，反应过程中会产生大量的热能，这种热能的释放对混凝土的性能和耐久性都有很大的影响。
因此，混凝土水化热分析技术是混凝土工程领域中一个非常重要的研究方向。
本文将从混凝土水化热的基本原理、水化热的影响因素、水化热的测试方法以及水化热的数据分析等方面进行详细阐述。
二、混凝土水化热的基本原理混凝土水化热是指混凝土在加水后，由于水化反应而产生的热能。
水化反应是指混凝土中水和水泥反应生成硬化产物的过程。
在混凝土中，水泥是主要的水化反应产物，但是水化反应过程也会涉及到其他材料，如石灰石、石膏等。
水化反应的主要化学反应式可以表示为：C3S + H2O → C-S-H gel + CH + heat其中，C3S是指水泥中的三钙硅酸盐，H2O是指水，C-S-H gel是指硅酸钙凝胶，CH是指氢氧化钙。
从反应式中可以看出，水化反应是一个放热反应，即在反应过程中会产生大量的热能。
这种热能的释放速率与混凝土中水泥的含量、水泥的类型、水泥的矿物组成以及混凝土的温度等因素都有很大的关系。
三、水化热的影响因素1. 水泥的含量和类型水泥是混凝土中产生水化反应的主要材料，因此水泥的含量和类型对水化热的影响非常大。
一般来说，水泥的含量越高，水化热的释放速率也就越快。
而不同类型的水泥在水化反应中所产生的热能也会不同。
例如，硫铝酸盐水泥的水化热释放速率比普通硅酸盐水泥要快。
2. 混凝土的温度混凝土的温度对水化热的释放速率也有很大的影响。
一般来说，混凝土温度越高，水化热的释放速率也就越快。
这是因为在高温下，水化反应的速率会加快，从而加速了热能的释放。
3. 混凝土中的骨料混凝土中的骨料对水化热的释放速率也有一定的影响。
一般来说，骨料的导热系数越高，混凝土的热能释放速率也就越快。
此外，骨料的形状、大小和含水率等因素也会对水化热的释放速率产生一定的影响。
4. 水泥的矿物组成水泥的矿物组成也会对水化热的释放速率产生影响。
大体积混凝土水化热分析
大体积混凝土水化热分析大体积混凝土水化热分析作者：秦语马国策王绍全申杨凡来源：《建材发展导向》2015年第02期摘要：为研究大体积混凝土在浇筑施工过程中产生的水化热所导致的混凝土温度场变化，以某桥墩施工浇筑混凝土为研究对象，通过理论公式计算其混凝土生热速率，使用有限元软件ansys对其进行热分析，得到混凝土的温度分布云图以及温度梯度云图，分析表明混凝土施工过程中产生水化热有对墩体温度场有较大的影响，对此提出了相应的处理措施。
关键词：大体积混凝土；水化热；温度场大体积混凝土由于其截面较大，水泥用量大，在浇筑施工过程中水泥水化过程中产生的水化热释放集中，内部升温较快。
混凝土内部会产生较高的温度梯度，温度相差较大时就会引起混凝土体开裂产生温度裂缝，这对混凝土体的耐久性和防水性均有较大的影响。
因此对大体积混凝土施工进行水化热分析是防治温度裂缝、保证施工质量的根本依据。
1 水化热理论水泥水化过程产生热量是大体积混凝土施工的主要热源，工程中常用的水泥水化放热的经验公式为指数式水化热公式（式1）Q（t）=Q0（1-e-mt）（1）式中：Q（t）—龄期t时1kg水泥的累积水化热，kJ/ kg；Q0—每1kg水泥的最终散热量，kJ/ kg；m—水化热系数；t—龄期，d.对式1进行微分推导可得混凝土生热速率HGEN如HGEN=W=WmQ0e-mt（2）式中：HGEN—混凝土水化生热速率，W/m3；W—单位体积混凝土的水泥用量，kg/m32 有限元模型本例以某桥墩混凝土浇筑施工为研究背景，由于桥墩尺寸具有对称性，选取混凝土块15m×3m×15m的四分之一，考虑到施工过程中墩底混凝土与其下部的部分土体之间会有一定的热交换，因此在模型建立时取其下部的部分土体，混凝土体与地基土体单元均采用材料库中的SOLID70单元，本例中设置混凝土体上的温度为24℃，在考虑地表温度以及底下深层土体的温度，取用16℃作为地基土体的初始温度。
考虑管冷的大体积混凝土水化热分析
有管冷的条件下 ， 由温差产生 的温度应力为 １ ． ２ ８ Ｍ Ｐ ａ ， 小于混凝 土 特殊水化热设计分析 。 ． ７ １ Ｍ Ｐ ａ ， 满 足强度要求 。 １ ． ２管冷设 计。本文 根据筏板基础的结构及水化热温度场分布 允许抗拉强度 １ 由中心点温度变化及有管冷数据结果 ： 在筏板基础 中心点温 度 规律 ， 在该 混凝 土水化热温度 最高的部位基础筏板的 中心部位布置 还未达到最 高温度 时 ， 温度会升高并且升高 的很 快 ， 在达到最 高温 了一层冷却水管 ， 距 离底 面 ３ ． ９ ｍ高 。 度之后 ， 温度逐渐 降低并且 降低的很慢 ， 并且越接近筏 板基础 中心 ２数值分析 ２ ． １ 有 限元模 型假设 。本文数值分析 的假设如下： ａ ． 假设该大体 的点降低 的速度越慢 。当该筏板基础模型无管冷时 ， 核心点 的最 高 ８ ． ３ ８ ℃， 并且降温速度非常缓慢 ， 而在有管冷并 在设 定的条 积混凝 土是 均匀体； ｂ ． 假设 各混凝 土节点 的发 热率均相 同； ｃ ． 假 设在 温度为 ５ 保 温措施下 混凝 土的表面放热 系数相同； ｄ ． 假设该大体 积混凝 土初 件 下时，核心点 的最高温度则为 ５ １ ． ５ ℃，核心点最高温度 降低 了 ． ８ ８ ℃， 内部产 生的温度应 力也满足 强度 要求 ， 并且 通过 温度等值 始 温度相 同； ｅ ．假设不计该大体积混凝土 内部钢筋及其 他材料对 它 ６ 的影 响 。 线 图可 以看 出， 在整个过程 中有明显的降温效果 。 ２ ． ２有限元分析 ４ ． ３进水温度分析 。笔者用 Ｍ ｉ ｄ ａ ｓ ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ 对冷却水 进水温度分别 ２ ． ２ ． １ 有限元模型 。本文采用通用有 限元软件 Ｍｉ ｄ ａ ｓ ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ 进行 为 ５ ℃、 １ ０ ℃、 １ ５ ℃、 ２ ０ 的四种工况进行模拟分 析 ，得出温度对大 计算分析 ， 考虑到筏板基础的结构对称性 ， 所 以取 该结 构的 １／ ４进 体积混凝土水化热的影响情况 ， 连续通水 ｌ Ｏ Ｏ ｈ ， 结果见 表 １ 。 行分 析计算 ， 采用 ８ 节点 等参元实体单元 建模 ， 该浇筑混 凝土等级 通过表 １ 可 以看 出冷却水 的进水温度越低 ， 当冷水 管与混凝土 为 Ｃ ４ ０ ，模 型 中共 有 １ ６ １ ４ ２个 单元 ， １ ８ ７ ２ ８个节 点 。基础 筏 板高 之 间的温差越大时 ， 混凝土的冷却效果越好。但是温差过大 同样会 １ ． ８ ｍ， 地基高 ３ ｍ。 导致冷水管周 围的混凝土拉应力过大 ， 当拉应力 超过混凝 土的抗拉 水管冷却是强制对流的一种 ， 主要 是通过在混凝土结构 内部埋 强 度 时 ， 也会产生裂缝破坏。 因此 ， 在 施 工 过程 应 根 据 工 程 实 际 情 况 设管道 ， 在管道 内通入循环 的低温 流体进行 热交 换的方式来降低水 对采用 的水温进行适 当的调节。 化热 引起 的温升 ． 模 型 中通过 节点连接建 立管道 ， 将 冷却水管看 成 ５ 结 论 荷载来 考虑 ． 通过 以上的计 算分析可以看 出， 本例在采用管冷后 ＇ 有效地 降低 ２ ． ２ ． ２材料热工特性 。混凝 土材料物 理特 性如下： 比热 ： ０ ． ９ ４ ８ ｋ ￣ 了混凝 土的温度应力 ， 防止 了混凝土因水化热作用 而产生裂缝 。同 （ ｋ ｇ ‘ ℃） ； 弹性模量 为 ３ ． ２ ５×１ ０ Ｍ Ｐ ａ ； 导热系数 ： ８ ． ９ ４ ｋ Ｊ ／ （ ｍ・ ｈ ・ ℃） ； 热膨 时运用 软件 Ｍｉ ｄ ａ ｓ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ 对大体 积混凝土 中通水温度 对水化热 的影 胀 系数 ： １ ×１ ０ ； 泊松 ｔ Ｌ ： Ｏ － ２ ； 冷却水进 水温度：１ ５ ℃； 冷却水对流 系 响进行 了分析 ， 发现： 核 心点温度较高且不易散热 ， 通水 温度越低 ， 数： ３ １ ９ ． ５ ５ ｋ Ｊ ／ （ｍ ・ ｈ ・ ℃ ）。 降温效率越好 。 但温度 太低时会导致 内外温差过 大 ， 产生温度应力 ， ３ 计算原理 造成裂缝破坏。施工 过程 中可根据工程 的实 际情况选取 ， 并通过适 ３ ． １ 热传导 方程 。空 间不稳定温度场的热传导方程为 当的措施来 降低进水 的温度 。 参 考 文 献 【 １ 】 苟季． 大体积混凝土水化热对结构的影响研 究［ Ｄ １ ． 南宁： 广 西大学，
施工阶段水化热分析
水化热施工阶段分析1目录概要3分析模型截面数据 / 5材料热特性值 / 7结构建模8设定建模环境 / 8定义构件材料 / 9定义时间依存材料 / 10连接一般材料与时间依存材料 / 11建立结构模型 / 12输入水化热分析数据25水化热分析控制 / 25输入大气温度 / 26输入对流系数 / 27定义固定温度条件 / 31定义放热函数 / 32定义施工阶段 / 34运行结构分析37查看分析结果37查看温度变化 / 38查看应力变化 / 40查看时程图形 / 42使用动画查看结果 / 46水化热施工阶段分析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所关注的课题。
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大体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平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度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(Heat Transfer Analysis)和温度应力分析(Thermal Stress Analysis)两个过程。
热传导分析是计算节点温度随时间的变化量，即计算因水泥水合过程中发生的放热、对流、传导引起的节点温度变化。
midas Gen-大体积混凝土水化热分析
例题3 大体积混凝土水化热分析1例题大体积混凝土水化热分析2 例题. 大体积混凝土水化热分析概要此例题将介绍利用midas Gen做大体积混凝土水化热分析的整个过程，以及查看分析结果的方法。
此例题的步骤如下：1.简介2.设定操作环境及定义材料3.定义材料时间依存特性4.建立实体模型5.组的定义6.定义边界条件7.输入水化热分析控制数据8.输入环境温度9.输入对流函数10.定义单元对流边界11.定义固定温度12.输入热源函数及分配热源13.输入管冷数据14.定义施工阶段15.运行分析16.查看结果例题大体积混凝土水化热分析1.简介本例题介绍使用 midas Gen 的水化热功能来进行大体积混凝土水化热分析的方法。
例题模型为板式基础结构，对于浇筑混凝土后的1000个小时进行了水化热分析，其中管冷作用于前100个小时。
(该例题数据仅供参考)基本数据如下：➢地基：17.6 x 12.8 x 2.4 m➢板式基础：11.2 x 8.0 x 1.8 m➢水泥种类：低热硅酸盐水泥（Type IV）板式基础地基1/4模型图1 分析模型3例题大体积混凝土水化热分析4 2.设定操作环境及定义材料在建立模型之前先设定环境及定义材料1.主菜单选择文件>新项目2.主菜单选择文件>保存：输入文件名并保存3.主菜单选择工具>设置>单位系：长度 m，力 kgf，热度 kcal图2 定义单位体系4.主菜单选择特性>材料>材料特性值：添加：定义新材料材料号：1 名称：基础规范：GB10(RC)混凝土：C30 材料类型：各向同性比热：0.25 热传导率：2.3材料号：2 名称：地基设计类型：用户定义材料类型：各向同性弹性模量：1.0197e8 泊松比：0.2 线膨胀系数：1e-5 容重：1835比热：0.2 热传导率：1.7注：也可以通过程序右下角随时更改单位。
例题大体积混凝土水化热分析图3 定义材料3.定义材料时间依存特性1.主菜单选择特性>时间依存性材料>抗压强度：添加：定义基础的时间依存特性名称：强度发展类型：设计规范规范：ACI混凝土28天抗压强度：3e4 kN/m2混凝土抗压强度系数a 4.5 b 0.95注意：此处注意修改单位：力 kN，长度 m2.主菜单选择特性>时间依存性材料>材料连接：强度进展：强度发展选择指定的材料：1.基础添加5例题大体积混凝土水化热分析6图4 定义材料时间依存特性图5 时间依存性材料连接注：材料的收缩徐变特性在水化热分析控制中定义。
水化热参数化分析
一．概要1.水化热分析浇筑混凝土时，水泥在水化过程中产生大量热量会使混凝土的温度升高。
虽然随时间的推移混凝土的温度会慢慢冷却，但结构各个位置的温度下降速度不均匀，结构不同位置将发生相对温差，此温差会使混凝土发生温度应力。
温度裂缝发生类型混凝土浇筑初期，因内部温度升高将发生膨胀，但混凝土表面的温度下降较快，相对应变较小，从而使混凝土表面产生拉应力。
混凝土内部不同的温度分布引起的不同的体积变化而导致的应力称为内部约束应力。
此类拉应力裂缝主要发生在构件尺寸比较大的结构。
混凝土在高温状态下温度下降会发生收缩，但受到与其接触的已浇筑混凝土或者地基等的约束而产生的拉力，像这样变形受外部边界约束的状态称为外部约束。
此类应力主要发生在像墙这样约束度比较大的结构中。
利用温度裂缝指数预测温度裂缝韩国混凝土规范中使用温度裂缝指数（抗拉强度与发生的温度应力之比）i 值预测是否发生裂缝。
一般采用下面的值。
FEA程序的水化热分析水化热分析主要分为热传导分析和热应力分析。
.热传导分析主要计算水泥的水化过程中发热、传导、对流等引起的随时间变化的节点温度。
将得到的节点温度作为荷载加载后，计算随时间变化的应力称为热应力分析。
因此通过查看温度分布可以看出输入数据是否有误，如果温度分布没有问题可说明输出的应力结果也是正确的。
2. 水化热参数化分析水化热分析必须进行反复计算大体积混凝土的温度裂缝可以利用温度裂缝指数(Crack Ratio, Icr) 来验算。
温度裂缝指数要满足结构的重要性、功能、环境条件等因素的要求。
温度裂缝指数受水泥的类型、浇筑温度、养生方法等多因素的影响，所以需要对多种条件进行反复分析以找出最佳的浇筑方法。
参数化分析功能为比较多种条件的分析结果需要建立多个模型进行分析，分析结束后需要整理大量的分析结果、还要进行结果保存、对比等工作。
通过FEA的水化热参数化分析功能，可以实现一个模型多种条件分析。
可以大大减少单纯繁琐的反复分析过程，从而提高工作效率。
水化热分析汇总
第一章设计说明第二章大体积混凝土承台水化热有限元分析2.1 概论2.1.1 大体积混凝土定义目前国际上对大体积混凝土仍无一个统一的定义。
就如美国混凝土学会的定义：任何就地现浇的混凝土，其尺寸到达必须解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂的，称之为大体积混凝土。
又如日本建筑学会对大体积混凝土的标准定义：结构断面最小尺寸在80cm以上；水热化引起混凝土内的最高温度与外界气温之差，预计超过25℃的混凝土。
而我国《大体积混凝土施工规范》认为，混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或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有害裂缝产生的混凝土属于大体积混凝土。
由以上可见，大体积混凝土主要是依靠结构物的断面尺寸和水化热引起的温度变化来定性的。
2.1.2 大体积混凝土温度裂缝成因施工期间水泥的水化热作用，在其浇筑后将经历升温期、降温期和稳定期三个阶段。
大体积混凝土自身有一定的保温性能，因此在升温期其内部温升幅度较其表层的温升幅度要大得多,而在降温期内部降温速度又比其表层慢得多,在这些阶段中，混凝土各部分的温度变形及由于其相互约束及外界环境温度约束的作用，在混凝土内产生的温度应力是相当复杂的。
由于混凝土的抗拉能力比较弱，一旦温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，混凝土就会出现裂缝。
因此必需掌握其水化热的变化规律，从而为混凝土配合比的修改及养护方案的制定提供依据。
2.1.3 本章研究的主要内容(一)利用MADIS有限元软件建立大体积混凝土承台模型，并对其进行仿真水化热计算。
(二)对其水化热进行参数分析。
2.2 承台仿真分析2.2.1 工程基本概况松柏山水库特大桥位于松柏山水库上游，为贵安新区黔中大道（三期）道路工程的一个控制性桥梁。
左、右幅主桥均采用100+180+100m （桥梁中心线对应跨径）变截面预应力混凝土连续刚构桥，墩顶梁高12.0m ，跨中梁高4.2m ，采用挂篮悬浇施工。
桥梁大体积混凝土水化热分析
桥梁大体积混凝土水化热分析发表时间：2019-03-04T11:07:58.703Z 来源：《基层建设》2018年第36期作者：江晶[导读] 摘要：桥梁工程对于城市交通以及居民生活都具有非常重要的作用，大体积混凝土的使用使得桥梁工程发展进入了一个崭新的阶段。
中国葛洲坝集团第六工程有限公司云南昆明 650000摘要：桥梁工程对于城市交通以及居民生活都具有非常重要的作用，大体积混凝土的使用使得桥梁工程发展进入了一个崭新的阶段。
水化热是桥梁大体积混凝土施工过程中常见的一种现象，对于桥梁工程而言具有很大的危害。
本文主要针对桥梁大体积混凝土水化热问题，分析计算了桥梁大体积水热产生的热量，主要从三个方面进行了详细的计算，包括混凝土搅拌温度和浇筑温度、混凝土中心最高温度的计算以及混凝土内外温差，随后文章对桥梁大体积混凝土水化热的防治给出了三点措施，对于桥梁大体积混凝土水化热问题研究提供了一定的指导意义。
关键词：桥梁；大体积混凝土；水化热；防治措施1 引言在公路桥梁的建设过程中，需要用到大量的混凝土，特别的是在桩基以及桥身的建设过程中，这些混凝土支撑着整个桥梁的建设结构，是桥梁质量的重要影响因素。
在建筑工程中，混凝土是一种比较常用的工程材料。
混凝土是由多种物质共同组成的，它具有较强的抗压性能，并且有很好的可塑性，能够满足不同形式的工程需要，因此，楼房建造、桥梁工程以及各种土木工程中被广泛的应用。
但是，在混凝土工作过程中，如果遇到水就会在混凝土结构中产生大量的热量，这些热量如果过大就会严重影响整体工程的质量。
混凝土遇水产生热量的现象称为混凝土的水化热，这在混凝土工程中也是一种常见的现象，特别是在大体积的混凝土中则是一种普遍的现象。
由于混凝土水化热改变了混凝土内部的物质组成，破坏了混凝土的整体结构性，因此，分析计算大体积混凝土水化热以及水化热的防治措施具有非常重要的意义和实际价值，对于实际过程有非常大的帮助。
2 桥梁大体积混凝土水化热热量计算在工程混凝土浇筑和工程结构建造过程中，需要首先对混凝土水化热热量进行分析，进而提出一系列的措施。
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一．概要1. 水化热分析浇筑混凝土时，水泥在水化过程中产生大量热量会使混凝土的温度升高。
虽然随时间的推移混凝土的温度会慢慢冷却，但结构各个位置的温度下降速度不均匀，结构不同位置将发生相对温差，此温差会使混凝土发生温度应力。
温度裂缝发生类型混凝土浇筑初期，因内部温度升高将发生膨胀，但混凝土表面的温度下降较快，相对应变较小，从而使混凝土表面产生拉应力。
混凝土内部不同的温度分布引起的不同的体积变化而导致的应力称为内部约束应力。
此类拉应力裂缝主要发生在构件尺寸比较大的结构。
混凝土在高温状态下温度下降会发生收缩，但受到与其接触的已浇筑混凝土或者地基等的约束而产生的拉力，像这样变形受外部边界约束的状态称为外部约束。
此类应力主要发生在像墙这样约束度比较大的结构中。
利用温度裂缝指数预测温度裂缝韩国混凝土规范中使用温度裂缝指数（抗拉强度与发生的温度应力之比）i 值预测是否发生裂缝。
一般采用下面的值。
FEA程序的水化热分析水化热分析主要分为热传导分析和热应力分析。
. 热传导分析主要计算水泥的水化过程中发热、传导、对流等引起的随时间变化的节点温度。
将得到的节点温度作为荷载加载后，计算随时间变化的应力称为热应力分析。
因此通过查看温度分布可以看出输入数据是否有误，如果温度分布没有问题可说明输出的应力结果也是正确的。
2. 水化热参数化分析水化热分析必须进行反复计算大体积混凝土的温度裂缝可以利用温度裂缝指数(Crack Ratio, Icr) 来验算。
温度裂缝指数要满足结构的重要性、功能、环境条件等因素的要求。
温度裂缝指数受水泥的类型、浇筑温度、养生方法等多因素的影响，所以需要对多种条件进行反复分析以找出最佳的浇筑方法。
参数化分析功能为比较多种条件的分析结果需要建立多个模型进行分析，分析结束后需要整理大量的分析结果、还要进行结果保存、对比等工作。
通过FEA的水化热参数化分析功能，可以实现一个模型多种条件分析。
可以大大减少单纯繁琐的反复分析过程，从而提高工作效率。
参数化分析的使用方法首先建立一个基本模型，在基本模型里使用替换变量的方式定义分析工况。
下图是把材料作为变量条件的示例，“Case I”为将混凝土C24变更为C30的工况，“Case II”为将混凝土C35变更为C40的工况。
| 参数化分析的构成|参数化分析里可以考虑的变量在水化热参数化分析的功能里可以调整的变量有五个，较常用的调整方法具体如下。
•施工阶段：降低浇筑高度缩小各阶段的温度差。
浇筑间距过小的话很难达到分段浇筑的效果，但如果太大分界面会产生较大的温差。
.•对流边界：对流系数较低时，热量不容易对外流失，可以减少内外温差。
•材料：使用弹性模量大的材料时，抗拉强度也较大，可增大裂缝指数。
•发热特性：是变量中最为敏感的因素, 定义水化过程中发生的热量。
•是否考虑自重：使混凝土产生压应力的荷载，在一定程度上可以减少拉应力，但效果不明显。
|温度裂缝指数与裂缝发生几率|裂缝指数(i) =混凝土抗拉强度发生的温度应力•防止裂缝发生时：1.5 以上•限制裂缝发生时：1.2 ~ 1.5•限制有害裂缝发生时：0.7 ~ 1.2输入混凝土的散热特性及浇筑条件等混凝土的温度应力裂缝指数ENDYesNo | 内部约束产生的裂缝（放热时）|| 外部约束产生的裂缝（冷却时）|二．建立基本模型1. 结构分析所需的数据水化热参数化分析如前面图形所示。
首先建立基本模型，通过在基本模型里定义“Used”和“New”的对应关系来定义分析工况。
| 进行参数化分析时输入变量的示意图|但是利用这种方法很难输入多个变量，虽然输入热源函数或对流系数函数很简单，但反复定义施工阶段和对流边界面的过程较繁琐。
为避免这种繁琐的定义过程，在定义水化热分析变量时，先不定义此两项。
而是先定义阶段工况，即按不同的施工方案定义不同的施工阶段工况，然后再对不同的阶段工况定义各自的材料、对流系数等。
| 进行参数化分析所输入的数据|1) 建立模型此操作例题主要介绍“水化热参数化分析”的方法，仅对于相关变量的输入、各种分析条件的定义、查看分析结果部分进行详细说明。
导入附件里的“HY D_Pier_Mesh.feb”模型文件。
¼对称模型施工阶段水化热分析模型一般单元数量较多，所以分析所需的时间也较长，而且还要进行多条件分析工况的分析，所以需要更多的分析时间。
如果模型属于对称模型，可以只建立¼模型以减少分析时间。
这样不但可以减少分析时间也有利于查看模型中心部位的分析结果。
2) 特性时间依存材料特性在FEA里可以考虑徐变/收缩特性和混凝土的抗压强度变化。
徐变计算方法可以选择用户定义或者使用规范的计算方法。
弹性模量折减方法是假设发生徐变，然后折减混凝土弹性模量的简易计算方法，一般的水化热分析里均使用这种方法。
因弹性模量折减方法只适用于水化热分析，为了避免在一般的施工阶段分析中误用，在水化热分析控制里单独定义。
采用弹性模量折减方法时，为了要指定计算徐变的单元（通过材料对话框中的相应选项将徐变函数与材料连接起来，然后通过给单元赋予材料将徐变函数与单元连接起来），需要任意定义一个徐变计算方法，但在这里定义的徐变计算方法并不参与水化热分析的徐变的计算。
Procedure1.名称: (C30)2.规范:(中国(JTG D62-2004)3.混凝土28天材龄抗压强度: (3.0e7)4. 点击[适用]5.名称: (C45)6.混凝土28天材龄抗压强度:(4.5e7)7.点击[确认]1操作步骤Procedure 分析> 分析控制...1.单位体系:确认指定为(N, m, J)操作步骤分析> 时间依存性材料> 徐变/收缩计算裂缝指数用的抗拉强度类型里选择“用户定义”后，用户可以通过表格自定义随时间变化的弹性模量、抗压强度、抗拉强度。
选择“设计规范”时，利用规范提供的公式计算弹性模量和抗拉强度。
利用抗拉强度计算温度裂缝指数。
混凝土抗压强度系数与水泥的种类有关，一般硅酸盐水泥a为4.5, b为0.95。
序列号名称抗压强度 a b1 C30_Normal 3.0e7 4.5 0.952 C45_Normal 4.5e7 4.5 0.95 序列号名称弹性模量泊松比膨胀系数重量密度徐变/收缩抗压强度1 Soil 1e7 0.2 1e-5 26000 - -2 C30_Normal 3.0e10 0.2 1e-5 24517 C30 C30_Normal3 C45_Normal 3.35e10 0.2 1e-5 24517 C45 C45_Normal序列号名称材料1 Soil 1: Soil2 Foundation 2: C30_Normal3 Pier 3: C45_Normal操作步骤Procedure分析> 时间依存性材料> 抗压强度1. 名称: (C30_Normal)2.类型: 设计规范3.规范: ACI4.混凝土28天抗压强度(f28) : (3.0e7)5. a : (4.5)6. b : (0.95)7.点击[适用]8.重复上面的步骤定义‘C45_Normal’的强度发展函数。
过程Procedure分析> 材料1.名称:(Soil)2.弹性模量: (1e7)3.泊松比: (0.2)4.膨胀系数. : (1e-5)5.重量密度:(26000)6.点击[适用]7.参考下表输入‘C30_Normal’和‘C45_Normal’特性。
Procedure1.点击下拉菜单选择3D。
2.参考下表定义三个特性。
操作步骤分析> 特性2地基-1: Soil 基础-2: Foundation 桥墩-3: Pier 3) 边界条件对称面边界条件对于Y-Z平面上的所有节点约束DX。
需要查看输入的对称边界条件时，可将网格显示为特征边线后查看。
如下图所示。
7操作步骤Procedure 分析> 材料1.点击“前视图”2.特性:(3D)3.选择“1:Soil”4.选择“3D Element(R)5.选择地基1710个单元6.点击[适用]7.重复上述过程定义基础和桥墩的特性。
5 41操作步骤Procedure分析> 边界条件> 约束1.点击“前视图”2.边界组: Sym3.选择Y-Z 对称面上的360个节点4. DOF : (T1)5.点击[适用]6.点击“左视图”7.选择X-Z对称面上的705个节点8.自由度: (T2)9.点击[确认]3固结边界条件水化热分析模型里建立地基时，一般将地基下部的边界条件设为完全固结。
混凝土产生的热量将充分地传递给地基，后续不再传递温度，也不存在温差，所以也不会发生相对位移。
为了让混凝土产生的热量充分地传递给地基，需要建立足够大的地基模型。
2. 热传导分析所需的数据1) 材料的热特性数据定义水化过程产生的热传递的特性。
模型单元内的热传导由比热和热传导率确定，单元外的散热由下一节定义的对流系数来确定。
| 一般岩体和混凝土的热工系数 |热传导率 (W / m2 ·°C)比热 (kJ / kg · °C)岩体 1.7 ~ 5.2 0.71 ~ 0.88 混凝土 2.6 ~ 2.81.05 ~ 1.26| 热工特性 |序列号 材料名称 热传导率 比热 1 Soil 3.45 784 2 C30_Normal 2.7 1176 3C45_Normal2.711765 5操作步骤 Procedure 分析 > 边界 > 约束1. 边界组 : Support2. 点击 “前视图”3. 选择地基的外部轮廓4. 点击 “左视图”5. 选择地基的外部轮廓6. 自由度 : (T1, T2, T3)实体单元没有旋转自由度所以只选择上述三个自由度。
7. 点击[确认] Procedure 1. 定义的材料列表里选择1:Soil 2. 点击 [修改] 3. 点击 [热工参数…] 4. 传导率 : (3.45) 5. 比热 : (784) 6. 点击 [确认]7. 参考下表输入混凝土的热特性值。
操作步骤 分析 > 材料2) 固定温度为了定义实体单元表面与外界的热传递关系，需要定义相应的对流边界条件。
固定温度边界、对流边界、绝热边界如下图所示。
3) 发热特性输入混凝土的绝热温度上升曲线。
混凝土的发热特性应根据材料配合比条件不同会有所不同，所以对于实际工程项目要进行绝热温度上升试验，然后在自定义类型里输入实验结果数据。
没有实验数据时可以根据混凝土规范里的说明输入数据。
固定温度隔热边界对流边界绝热边界输入DX，DY对称边界的部分。
不输入与外界的热传递关联数据时，自动认为是绝热边界。
仅单元内部进行热传递，不对外散热。