混合边界条件下混凝土结构温度应力仿真分析.pdf

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1、192中国农村水利水电·2014年第6期文章编号：1007—2284(2014)06019204混合边界条件下混凝土结构温度应力仿真分析刘虎虎，董福品，谭玲，田僖(华北电力大学可再生能源学院，北京102206)摘要：根据太阳辐射的日变化规律，仿真分析混凝土结构施工期及运行期温度场及温度应力。考虑了太阳辐射、气温、水化热、间歇期等因素，采用二维有限元方法编制了混凝土施工期温度场和应力场程序，将不同情况混凝土的温度场和应力场进行对比分析。计算结果表明，在仿真分析中考虑太阳辐射直接进入混凝土的混合边界

2、方法与等效气温法有一定的差异。在实际工程中，由于混凝土浇筑层比较多，温度应力仿真分析需要大量的计算时间，因此提出了考虑太阳辐射热的实用算法。关键词：太阳辐射；温度应力；有限元；实用算法中图分类号：TV3文献标识码：ATheSimulationofConcreteTemperatureStressFieldunderMixedBoundaryConditionsLIUHu—hu，DoNGFu-pin，TANLing，TIANXi(RenewableAcademyofNorthChinaElectr

3、icPowerUniversity，Beijing102206，China)Abstract：Accordingtothedailyvariationregularityofsolarradiation，temperatureandthermalstressfieldofthemassiveconcretestructuresissimulatedduringtheconstructionandoperationperiods．Somefactorsaretakenintoconsiderati

4、on，suchassolarradia—tion，airtemperature，hydrationheat，andintermittentperiod，andprogrammingprogramsoftemperatureandstressfieldduringcon—cretestructures'constructionperiodwiththetwo-dimensionalfiniteelementmethod，thetemperatureandstressfieldofconcreteu

5、n—derdifferentcircumstanceswil1becomparedandanalyzed．Theresultsshowthatthemethodofconsideringthesolarradiationente—ringtheconcreteundermixedboundaryconditionisdifferentfromthemethodofequivalenttemperature．Inpractice，becauseofnu—merouslayersofpouringc

6、oncrete，simulationofthermalstressrequiresalotofcomputingtime，thereforethepracticalalgorithmofconsideringthesolarradiationisputforward．Keywords：solarradiation；thermalstressfield；finiteelement；practicalalgorithm随着我国国民经济持续增长，水利工程建设大力发展。大期及运行期温度场及温度应力。建立

7、了混凝土浇筑模型，考虑体积混凝土在现代工程建设中特别是水利水电建设中，占有重了太阳辐射、气温、水化热、间歇期等因素，采用二维有限元方要的地位。太阳辐射对混凝土结构温度应力有很大的影响，是法编制了混凝土施工期温度场和应力场程序，将不同情况混凝土的温度场和应力场进行对比分析；同时提出了考虑太阳辐射造成混凝土结构开裂的重要原因之一_1]，因此模拟太阳辐射对热的实用算法。大体积混凝土结构施工期和运行期温度应力对建筑物的安全运行具有重要意义。1导热方程大体积混凝土在浇筑过程中，混凝土浇筑仓面受太阳辐射根据

8、热传导原理可以得到如下平衡方程l_2]：影响很大，在混凝土结构中产生较大的温度梯度，最终导致混凝土内外温差过大而产生表面温度裂缝。根据太阳辐射的日drd-zdy一[(+等)+Qddr(1)变化规律和气温日变化规律，仿真分析大体积混凝土结构施工OT—一n(+十)+十(2)收稿Et期：201312032混合边界有限元公式推导作者简介：刘虎虎(1986一)，男，硕士研究生，从事水工结构研究。Email：liuhuhu—hd@126．corn。本文将第二类边界条件和第三类边界条件同时存在的边混合边界条件