大体积混凝土结构三维温度场、应力场有限元分析

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发布时间：2022-07-03

资料介绍

摘要：对某水电项目医院ECT加速机房大体积混凝土结构施工过程进行三维有限元分析，动态模拟环境因素随时
间变化过程中不同施工阶段混凝土结构温度场和应力场分布规律。分析结果表明，混凝土浇筑初期温度呈现内高外
低的规律，随着齡期的增加，水化热经由热传导和热对流逐漸向扩散，温度场趋于稳定。高温度应力出现在混
凝土浇筑块温度场分布较高区域和受外部约束区域，并导致混凝土出现裂缝。
关键词：大体积混凝土结构；水化热；温度场；应力场
Finite Element Analysis on 3-D Temperature and Stress Fields of Mass Concrete Structure
KUANG Yanyi
(Guangdong Provincial Academy of Building Resch, Guangzhou 510500,Guangdong, China)
Abstract: The construction process of a mass concrete structure for the ECT accelerator room of a hospital in a hydropower project
is analyzed by using 3 -D Finite Element Method, which dynamically simulates the distributions of temperature and stress fields in
lifferent environmental factors and different construction stages The analysis results show that the temperature presents the law
that is high in intermal and low in extemal at the beginming of concrete placement, and the hydration heat gradually spreads to
8urrounding by heat conduction and convection with the increasing of concrete age and then the temperature field becomes stable.
High temperature stress leads to cracking increte, which appearin the place of high temperature and extemal constraints
Key Words: mass concrete structure; hydration heat; temperature field；stress field
中国分类号：TU528.01 ;TV315
文献标识码：A
文章编号：0559-9342（2014)02-0065-03
0 引言
分法较适用边界规则简单的低维问题，对解决边界
复杂、材料多样的多维问题较困难”。有限单元法不
随着大体积混凝土在现代工程建设中的广泛应
局限于规则的差分网格，不仅考虑节点的作用，同
用，对其性能的研究已成为工程界和学术界关注的
时考虑单元作用以及单元对整体的贡献，具有较大
热点。温度变化对大体积混凝土结构应力状态具有
的灵活性和适应性，计算精度高。以现场实测资料
重要影响，设计和施工阶段对温度场仿真分析是解
为依据，用数理统计方法分析温度分布规律得到的
决大体积混凝土结构温度应力及裂缝的必要环节和
半理论半经验公式，如美国的经验公式、我国的郭
重要手段。完整的温度场分析有助于确定几个关键
溪桥柔性墩公式等(也广泛应用。
问题：①混凝土的配合比；②裂缝位置；③施工期
本文以某水电项目医院放疗ECT加速机房混凝
限制温度1-21。目前，分析结构温度荷载计算方法一
土施工专项工程为研究背景，基于热传导原理建立
般有Fourier热传导方程、近似数值解法和半理论半
物体与时间、空间的关系，选用经过近似处理的第
经验公式日。Fourier热传导方程对处于平面应变状
三类边界条件167，应用三维有限单元法对埋设冷却
态的结构用一维热传导状态做简化处理，即只存在
1个主要的热传导方向，使用分离变量法和拉普拉
收稿日期：2013-11-11
斯变换法解答，其近似程度在工程允许范围内1。近
作者简介：匡妍艺(1986一），女，湖北宜吕人，工程师，硕
似数值解法包括有限差分法和有限单元法。有限差
士，主要从事结构分析、工程力学分析工作,