大体积混凝土柱施工期温度场及温度应力分析

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发布时间：2021-09-09

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大体积混凝土柱施工期温度场及温度应力分析
李志国，邵永健
(苏州科技学院，215011)
摘要：大体积混凝土结构在施工初期容易受到自身水化热升温和外界环境温度变化的影响，从而在结构内部
产生温度应力。温度应力是大体积混凝土开裂的主要原因，为了控制混凝土温度裂缝的发展，有必要对大体积混凝
土柱施工期的温度进行监测，进而分析其内部温度应力变化规律。基于实际工程的现场监测数据，得出大体积混凝
土柱施工期的内外温度与最大温差变化规律．并与大型有限元软件ANSYS模拟的施工期温度场结果进行对比。通
过计算混凝土内部的最大温度应力，提出了大体积混凝土柱施工阶段的工艺改进措施。
关键词：大体积混凝土；温度应力：ANSYS；水化热
Abstract：Because of the influence of hydration heat temperature of cement and the external environment tempera—
ture，the temperature stress is easily occurred within the mass concrete structure at the starting stage of the construction．
Temperature stress is the main reason for the mass concrete cracking，SO it is necessary to monitor the temperature of mass
concrete column during construction period and analyze its internal thermal stress change rule in order to control the de—
velopment of concrete temperature crack．Based on some data by actual engineering field monitoring，the change rule
mentioned above is concluded and compared with simulate results of temperature field by the finite element software AN—
SYS during the construction．In addition，according to the calculation of concrete internal m~imum temperature stress，
some technology improvement measures of mass concrete column a put forward during construction period．
Key words：Mass concrete；Temperature stress；ANSYS；Hydration heat
中图分类号：TU375．3 文献标识码：A 文章编号：1000—4637(2014)09—75—04
0 前言
温度应力是造成大体积混凝土表面开裂的主
要原因之一。大体积混凝土在施工时，由于内部水
化热不能及时散出，导致结构的内部与表面温差以
及变形不协调．从而容易产生裂缝。因此，监测大体
积混凝土施工阶段的温度变化及其温度应力分析
对结构的裂缝控制具有实际工程意义【11。
1 工程背景
本工程为苏州市轨道交通二号线车辆段停车
场上盖平台区底层大截面柱的大体积混凝土施工。
此平台区规划为列车列检库，其东西向A～P轴长
177．3m，南北向2～26轴长228m，其平面形状基本呈
矩形。停车列检库共三层，一层为车辆段用房，二层
主要为停车库。14．2m平台为物业开发用房。
该区底层柱截面尺寸较大，上部结构底层柱截
面尺寸主要有1300mm xl300mm、1800ram xl800
mm 1200mmxl400mm、1200mmx1600mm 2200mmx
2200ram。混凝土浇筑总高度5．5m(二层楼面8．70m
平台至三层楼底14．2m平台)，按照GB 50496—2009
基金项目：江苏省2012年研究生教育教学改革研究与实践
课题(JGZZ12_079)。
《大体积混凝土施工规范》闭的定义，该柱浇筑属于
大体积混凝土施工，因此。应特别注意大体积混凝
土的温度裂缝问题。该柱的混凝土强度等级为C50，
水泥采用强度增长较为缓慢且最终水化放热量较
低的P·0 42．5级水泥，3d抗压强度26MPa．28d抗
压强度56MPa，7d水化热306kJ／kg；掺合料为Ⅱ级
粉煤灰和矿粉：细集料为江西产中砂；粗集料选用
湖州产5-25mm连续级配石子；外加剂选用BH一
10L减水剂。具体配合比见表l。
表1 施工用大体积混凝土配合比 kg／m
2 温度监测方案
2．1 监测柱子的选取
本次温度监测选取D2—3区平面中心位置附近
的4根大截面柱，这4根柱子的截面尺寸都是2200
mmx2200mm。
2．2 温度测点布置
大体积混凝土浇筑体内温度监测点的布置应
真实反映混凝土浇筑体内最高温升、里表温差、降