大体积混凝土水化热温度场数值分析

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1、徐艳华：大体移l混凝土水化热濉度场数分析l3大体积混凝土水化热温度场数值分析徐艳华(北京京北职业技术学院建筑工程系。北京101400)【摘要】大体积混凝土结构厚、体形大的特点决定了其施工的关键在于控制裂缝的产生。在工程实践中，需考虑由温差和混凝土收缩所产生的温度应力是否超过当时的基础混凝土极限抗拉强度，因而必须进行严格的防裂理论计算。本文以某工程底板施工为例，探讨了相关的温度应力计算和裂缝控制措施，利用结构有限元分析程序Midas对大体积混凝土三维温度场和应力场进行模拟计算，并对计算结果进行了分析。【关键词】大体积混凝土；温度场；裂缝；有限

2、元方法【中图分类号】TU755【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2011)10—0013—03NUMERICALANALYSIS0FHYDRATEDHEATTEMPERATUREFIEDLOFMASSIVECONCRETEXUYan—hua(Dept．ofArchitecturalEngineering，NorthernBeijingVocationalEducationInstitute，Beijingl01400，China)Abstract：Thickandbigcharacteristicsofmassconcrete

3、structuredeterminesitsconstructionkeywhichliesintheoccurofcontrolingcracks．Inengineeringpractice，weneedtoconsidertemperaturestressproducingbythetemperaturedifferenceandshrinkageofconcretewhetheritbeyondsconcreteulti—matetensilestrength，SOitmustbestrictcrack—prooftheoretica

4、lcalculation．Basedonanengineeringbaseslabconstruction，thepaperdiscussesrelatedtemperaturestresscomputationandcrackcontrolmeasures，andusesstructurefiniteelementanalysisprogram“Midas”three—dimensionaltosimulatemassconcreteofthetemperaturefieldandstressfield，andthecalculatedr

5、esultsareanalyzed．Keywords：massconcrete；temperaturefield；crack；finiteelementmethod1工程概况料，参照已建工程底板混凝土配合比资料，并参考《混某工程用地面积总计187000m，总建筑面积55凝土结构设计规范》和朱伯芳院士著作《大体积混凝万m，最高建筑230m。主楼由塔楼I和塔楼Ⅱ组成，土温度应力与温度控制》⋯取值；考虑到将地基作塔楼I基础底板混凝土方量约45000m’，最厚处为弹性支撑建立水化热分析模型时不能正确体现混11．75m；塔楼Ⅱ基础底板混凝土方量约40

6、000m，最厚凝土的热量向地基传播的过程，所以在本模型中将地基建成具有比热和热传导等特性的构件，地基底面采处达13．5m。用固定边界条件，具体取值见表1。初步拟定的浇筑方案是分两层浇筑，首先浇筑7．5m以下6m厚的混凝土，然后一次性浇筑7．5m以表1材料物理及热特性值上部分的混凝土，两次浇筑间隔21天，采用外蓄内降综合养护措施。温度场及温度应力分析以塔楼Ⅱ为重点，因为尽管其总方量较塔楼I稍小，但厚度更大，最厚处达13．5m。下面就以塔楼Ⅱ底板混凝土为对象，分析其在分层浇筑方案中的温度和应力分布，计算采用结构有限元软件MIDAS／Civil。

7、2计算参数取值2．1材料特性值底板混凝士等级为C40，由于缺乏配合比详细资2．2混凝土抗压强度发肥曲线14低潞矬筑技术2011年笫1Oj9j(总笫160}9J)采用CEB—FII设计标准巾混凝土抗日{强度发展卢：1／[(1)+∑(hi／Ai)]函数来模拟底饭混凝土抗压强度发展，其中混凝土式中，卢为最外面保温层在空气中的放热系数；h。28d抗压强度取40MPa。为保温层厚度；A；为保温层的导热系数；2．3混凝土收缩曲线顶面对流：表面拟覆盖两层薄膜，8cm麻袋，计算考虑到本次计算缺乏收缩试验实测数据，借鉴金得到等效放热系数为4000kJ／(m·

8、h·℃)。茂大厦C50混凝土不同龄期收缩值见表2，根据表中侧面对流：底板侧面拟采用4cm七夹板木模，等的实验数据，采用工程上用的比较多的指数j式进行效放热系数1000kJ／(m·