大型基础平台混凝土水化热温度有限元分析

资料大小：350KB
资料类型：.PDF
资料等级：
发布时间：2021-09-09

资料介绍

大型基础平台混凝土水化热温度有限元分析
范小华李东闫海华
(上海大学土木系 200072)
[提要]通过工程实例对影响大体积混凝土水化热温度的几个主要因素进行了计算,并利用有限元程序模拟
混凝上中的温度场,由分析结果提出了一些控制温度裂缝的具体措施指导施工作业,为大体积混凝上的施工
提供了理论依据。实践证明这些方法是行之有效的。
[关键词]大体积混凝上基础平台水化热温度场裂缝控制数值计算
Several main factors that have effect on hydration heat temperature of mass concrete are calculated through a practical
engineering, and the temperature field of conerete by means of finite element program is simulated.The speeific cor
trol measures to temperature crack are put forw ard to instruct construction according to the calculating results, It pror
vides theoretical hasis for the construction of mass concrete. Aetual application shows that the methods are effeetive.
Keywords:mass concrete;hydration heat;temperature field; crack control; numerical calculation
一工程概况边界条件;承台四周及上表面与周围环境发生对流换
西安某高层建筑的基础承台平面为62.0mx 热,属第三类边界条件,环境温度即大气温度,其对流
43.5m,厚3.5m(外筒墙以外部分厚3.0m),承台底标换热公式为
高-17.7m,下设厚100的C15混凝土垫层,面积2697 x=a/T-T.) (1)
㎡,混凝土6523㎡,强度等级为C50,属于大体积混凝
土工程。承台内从上到下配五层钢筋网片,钢筋总量式中:入为混凝土养护材
约1 300。料的导热系数,T为混凝 - A3A2AI
根据设计要求,承台钢筋接长采用套简冷挤压连土在某时刻的水化热温C 0
接,在承台上中下五层钢筋网片间用间距为1m的度,a,为混凝土表面养护 62.0m 5m
Φ48x3.5的竖向钢管连接,在竖向钢管上,根据钢筋层与空气的对流换热系a 田
网的高度分别焊接4层间距为1m的通长水平角钢数,T。为大气温度,混凝
L63x6以支摔钢筋网片,确保钢筋骨架的稳定性和刚土在t=0时刻的初始温图1 有限元计算模型
度,要求一次连续浇捣完整个承台混凝土,不留任何度为混凝土的入模温度。
结构与施工缝,保证基础结构的整体性。共组织三家将基础承台混凝土结构离散为八节点六面体等参
商品混凝土厂共36辆混凝土搅拌运输车集中供应相单元。具有内热源物体的三维瞬态温度场热传导方程
同材料强度等级的混凝土,二、有限元数值计算理论[37司为[3;
该基础承台混凝浇筑量大,设计强度等级高,水 0102+++=(2)
泥用量大,控制水化热温度裂缝有一定的难度,因此式中:a为混凝土的导温系数,Q为单位水泥28d累积
利用有限元数值计算程序MASSIVE,根据工程特点水化发热量,t为时间。
对影响水化热温度的各种因素进行计算,为温度控制传导的变分形式,推导了三维瞬态热传导问题的全文[2],[7]根据由伽辽金(Galerkin)法给出单元体
提供决策,并依照现场施工情况改变初始和边界条件, 量温度场有限元方程:
对施工过程中的温度场进行模拟,分析各阶段各部位
的温度变化情况,从面获得最为有效的初始和边界条 [KJHT)+[KJ 4//T)=[F)
件,据此指导施工作业,达到控制温度裂缝的目的。
基础承台模型如图1所示。承台的边界条件为: 式中: [K]=Σ(K/+/K/)
承台底面与地基基础发生热交换,设定地基为恒温,与
其接触的混凝土单元与地基发生热传导,属于第一类 [KJ=Σ((KJ)