大体积混凝土水化热温度场数值分析

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发布时间：2021-09-09

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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；有限元方法
【中图分类号】TU755 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2011)10—0013—03
NUM ERICAL ANALYSIS 0F HYDRATED HEAT TEMPERATURE
FIEDL OF M ASSIVE CONCRETE
XU Yan—hua
(Dept．of Architectural Engineering，Northern Beijing Vocational Education Institute，
Beijing l01400，China)
Abstract：Thick and big characteristics of mass concrete structure determines its construction key
which lies in the occur of controling cracks．In engineering practice，we need to consider temperature
stress producing by the temperature difference and shrinkage of concrete whether it beyonds concrete ulti—
mate tensile strength，SO it must be strict crack—proof theoretical calculation．Based on an engineering
base slab construction，the paper discusses related temperature stress computation and crack control
measures，and uses structure finite element analysis program “Midas” three—dimensional to simulate
mass concrete of the temperature field and stress field，and the calculated results are analyzed．
Key words：mass concrete；temperature field；crack；finite element method
1 工程概况
某工程用地面积总计187000m ，总建筑面积55
万m ，最高建筑230m。主楼由塔楼I和塔楼Ⅱ组成，
塔楼I基础底板混凝土方量约45000m’，最厚处
11．75m；塔楼Ⅱ基础底板混凝土方量约40000m ，最厚
处达13．5m。
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
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。
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
料，参照已建工程底板混凝土配合比资料，并参考《混
凝土结构设计规范》和朱伯芳院士著作《大体积混凝
土温度应力与温度控制》⋯ 取值；考虑到将地基作
为弹性支撑建立水化热分析模型时不能正确体现混
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
用固定边界条件，具体取值见表1。