以南水北調(diào)東線工程睢寧二站為例,建立了泵站整體混凝土溫度應(yīng)力三維有限元分析模型,運(yùn)用非線性有限元軟件adina分析其混凝土底板冬季施工期溫度和應(yīng)力變化規(guī)律與開裂機(jī)理,研究了表面保溫措施對(duì)底板混凝土溫度和應(yīng)力的影響。結(jié)果表明,草墊養(yǎng)護(hù)保溫措施降低了冬季施工期泵站底板混凝土的內(nèi)外溫差,減小了混凝土表面拉應(yīng)力,防止了表面裂縫的產(chǎn)生。

大體積混凝土的廣泛使用，以及混凝土結(jié)構(gòu)中溫度裂縫的產(chǎn)生，使工程技術(shù)人員越來(lái)越關(guān)注早期混凝土熱學(xué)和力學(xué)性質(zhì)，以便能夠進(jìn)一步預(yù)測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)和溫度裂縫。大體積混凝土分層澆筑過(guò)程中溫度場(chǎng)的仿真分析有一定的技術(shù)難度和復(fù)雜性，而利用有限元程序ansys通用平臺(tái)，討論模擬混凝土溫度場(chǎng)理論上的可行性，為研究仿真計(jì)算提供了依據(jù)。

根據(jù)三維熱傳導(dǎo)理論,運(yùn)用有限元軟件midas,建立大橋承臺(tái)大體積混凝土有限元計(jì)算模型,對(duì)澆筑溫度場(chǎng)進(jìn)行仿真分析,研究了溫度場(chǎng)以及溫度應(yīng)力在承臺(tái)內(nèi)部分布和隨時(shí)間變化的規(guī)律,并與實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較,結(jié)果表明仿真分析數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)結(jié)果擬合較好。

基于有限差分法，對(duì)某核電站筏板基礎(chǔ)工程的大體積混凝土溫度場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算；并在此基礎(chǔ)上通過(guò)溫度應(yīng)力的計(jì)算對(duì)此工程大體積混凝土進(jìn)行了抗裂驗(yàn)算；最后，結(jié)合此工程對(duì)大體積混凝土的溫控措施進(jìn)行了初步探討。

16 中國(guó)水科院科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)2012年度獲獎(jiǎng)成果匯編 1.4大體積混凝土溫度應(yīng)力與溫度控制 ?簡(jiǎn)要信息 【獲獎(jiǎng)?lì)愋汀坷碚撎氐泉?jiǎng) 【任務(wù)來(lái)源】從1955年開始，結(jié)合梅山、響洪甸、新安江、古田、劉家峽、小 灣、三峽等數(shù)十座混凝土壩設(shè)計(jì)與施工的實(shí)踐進(jìn)行研究 【課題起止時(shí)間1995年～2012年 【完成單位】中國(guó)水利水電科學(xué)研究院 【主要完成人】朱伯芳 ?立項(xiàng)背景 本書作者1951～1957年參加我國(guó)第一批三座混凝土壩（佛子岺壩、梅山壩、 響洪甸壩）的設(shè)計(jì)和施工，這些工程根據(jù)當(dāng)時(shí)國(guó)外文獻(xiàn)的介紹，都采取了與國(guó)外 類似的水管冷卻等溫控防裂措施，但實(shí)際上都產(chǎn)生了裂縫。使作者認(rèn)識(shí)到溫控防 裂是混凝土壩建設(shè)中的一個(gè)比較復(fù)雜、值得深入研究的課題。 1957年底作者被調(diào)到中國(guó)水利水電科學(xué)研究院，分工擔(dān)任混凝土高壩研究。 當(dāng)時(shí)已進(jìn)入水利水電建設(shè)的高潮，三門峽、新安江、古田、劉家峽等數(shù)

16 中國(guó)水科院科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)2012年度獲獎(jiǎng)成果匯編 1.4大體積混凝土溫度應(yīng)力與溫度控制 ?簡(jiǎn)要信息 【獲獎(jiǎng)?lì)愋汀坷碚撎氐泉?jiǎng) 【任務(wù)來(lái)源】從1955年開始，結(jié)合梅山、響洪甸、新安江、古田、劉家峽、小 灣、三峽等數(shù)十座混凝土壩設(shè)計(jì)與施工的實(shí)踐進(jìn)行研究 【課題起止時(shí)間1995年～2012年 【完成單位】中國(guó)水利水電科學(xué)研究院 【主要完成人】朱伯芳 ?立項(xiàng)背景 本書作者1951～1957年參加我國(guó)第一批三座混凝土壩（佛子岺壩、梅山壩、 響洪甸壩）的設(shè)計(jì)和施工，這些工程根據(jù)當(dāng)時(shí)國(guó)外文獻(xiàn)的介紹，都采取了與國(guó)外 類似的水管冷卻等溫控防裂措施，但實(shí)際上都產(chǎn)生了裂縫。使作者認(rèn)識(shí)到溫控防 裂是混凝土壩建設(shè)中的一個(gè)比較復(fù)雜、值得深入研究的課題。 1957年底作者被調(diào)到中國(guó)水利水電科學(xué)研究院，分工擔(dān)任混凝土高壩研究。 當(dāng)時(shí)已進(jìn)入水利水電建設(shè)的高潮，三門峽、新安江、古田、劉家峽等數(shù)

在水庫(kù)大壩、電站廠房、船閘等水工建筑物的大體積混凝土澆筑過(guò)程中,容易產(chǎn)生裂縫。利用有限元分析方法,對(duì)大體積混凝土澆筑過(guò)程的溫度場(chǎng)進(jìn)行仿真分析,得出大體積混凝土澆筑過(guò)程溫度場(chǎng)隨時(shí)間的變化規(guī)律,并與實(shí)際澆筑過(guò)程中的混凝土溫升監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證仿真分析的可行性,以進(jìn)一步優(yōu)化混凝土澆筑方法和溫控措施。

在水庫(kù)大壩、電站廠房、船閘等水工建筑物的大體積混凝土澆筑過(guò)程中,容易產(chǎn)生裂縫。利用有限元分析方法,對(duì)大體積混凝土澆筑過(guò)程的溫度場(chǎng)進(jìn)行仿真分析,得出大體積混凝土澆筑過(guò)程溫度場(chǎng)隨時(shí)間的變化規(guī)律,并與實(shí)際澆筑過(guò)程中的混凝土溫升監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證仿真分析的可行性,以進(jìn)一步優(yōu)化混凝土澆筑方法和溫控措施。

大體積混凝土溫度應(yīng)力及其計(jì)算

為研究大面積混凝土的溫度變形問(wèn)題，針對(duì)地下車庫(kù)底板和頂板摻與不摻密實(shí)劑的c40大面積混凝土，進(jìn)行了彈性模量試驗(yàn)，利用振弦式應(yīng)變計(jì)和熱電偶進(jìn)行了應(yīng)變、溫度現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，進(jìn)行了溫度應(yīng)力分析。研究表明：混凝土彈性模量隨著齡期的增長(zhǎng)而增大；混凝土內(nèi)部的應(yīng)變均為膨脹，應(yīng)變隨著溫度的降低而增大；摻入密實(shí)劑后應(yīng)變顯著減??；混凝土內(nèi)部的應(yīng)力均為膨脹壓應(yīng)力，比起不摻密實(shí)劑的混凝土，摻密實(shí)劑的混凝土壓應(yīng)力較小。

關(guān)于大面積混凝土溫度應(yīng)力的研究——本文主要闡述施工中多采用部分預(yù)應(yīng)力混凝土框架蛄構(gòu)，不設(shè)或少設(shè)仲i騫縫，作者從自己施工中所積累的經(jīng)驗(yàn)，如何解決、預(yù)防此類問(wèn)題發(fā)生?！　?/p>

大體積混凝土溫度應(yīng)力計(jì)算

大體積混凝土溫度應(yīng)力控制——通過(guò)石家莊市槐安路跨南水北調(diào)大橋主橋承臺(tái)大體積混凝土施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了控制大體積混凝土溫度應(yīng)力一些具體措施。　　

大體積混凝土溫度應(yīng)力計(jì)算 1.大體積混凝土溫度計(jì)算 1）最大絕熱溫升值（二式取其一） * *)*( c qfkm tch（3-1） )1( * * ) mtc thec qm t（（3-2） 式中： th——混凝土最大絕熱溫升（℃）； mc——混凝土中水泥用量（kg/m 3 ）； f——混凝土中活性摻合料用量（kg/m 3 ）； c——混凝土比熱，取0.97kj/(kg·k）； ρ——混凝土密度，取2400（kg/m3）； e——為常數(shù)，取2.718； t——混凝土齡期（d）； m——系數(shù)，隨澆筑溫度而改變，查表3-2 表3-1不同品種、強(qiáng)度等級(jí)水泥的水化熱 水泥品種水泥強(qiáng)度 水化熱q（kj/kg） 3d7d28d 硅酸鹽水泥 42.5314354375 32.5250271334 礦渣水泥32.5180256334

大體積混凝土溫度應(yīng)力計(jì)算 1.大體積混凝土溫度計(jì)算 1）最大絕熱溫升值（二式取其一） * *)*( c qfkm tch（3-1） )1( * * ) mtc thec qmt（（3-2） 式中： th——混凝土最大絕熱溫升（℃）； mc——混凝土中水泥用量（kg/m3）； f——混凝土中活性摻合料用量（kg/m3）； c——混凝土比熱，取0.97kj/(kg·k）； ρ——混凝土密度，取2400（kg/m3）； e——為常數(shù)，取2.718； t——混凝土齡期（d）； m——系數(shù)，隨澆筑溫度而改變，查表3-2 表3-1不同品種、強(qiáng)度等級(jí)水泥的水化熱 水泥品種水泥強(qiáng)度 水化熱q（kj/kg） 3d7d28d 硅酸鹽水泥 42.5314354375 32.5250271334 礦渣水泥32.5180256334 表3-

由水泥水化過(guò)程中釋放的水化熱引起的溫度變化和混凝土收縮產(chǎn)生的溫度應(yīng)力,是大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因。結(jié)合某工程無(wú)損檢測(cè)廠房,對(duì)大體積混凝土溫度進(jìn)行預(yù)測(cè)與實(shí)測(cè),從而計(jì)算溫度應(yīng)力,得出要保證該工程混凝土不產(chǎn)生裂縫,需保證混凝土內(nèi)外溫差小于12℃的結(jié)論。

闡述了大體積混凝土溫度應(yīng)力的類型以及形成過(guò)程,并對(duì)大體積混凝土溫度應(yīng)力的影響因素進(jìn)行了理論分析,通過(guò)工程實(shí)例所測(cè)數(shù)據(jù)分析了大體積混凝土溫度應(yīng)力的變化規(guī)律.結(jié)果表明:溫度變化大致可分為溫度快速增長(zhǎng)、溫度快速下降以及溫度緩慢下降三個(gè)階段,鋼筋應(yīng)力變化可分為壓應(yīng)力快速增長(zhǎng)和壓應(yīng)力緩慢減小直至部分鋼筋受拉兩個(gè)階段,混凝土內(nèi)部的鋼筋應(yīng)力曲線與溫度呈負(fù)相關(guān)性變化.

闡述了混凝土溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的有限元仿真計(jì)算分析的基本原理,并基于上述理論,以ansys為平臺(tái),編制了混凝土三維非穩(wěn)定溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的仿真計(jì)算程序,同時(shí)通過(guò)大量算例驗(yàn)證了程序的正確性。

對(duì)大體積混凝土溫度應(yīng)力及溫度裂縫的研究——本文對(duì)大體積混凝土溫度應(yīng)力產(chǎn)生的原因進(jìn)行了詳細(xì)分析.并對(duì)由其引起的溫度裂縫提出了具體的防止指施。同時(shí)引用工程實(shí)例，表明這些方法和措施具有良好的效果，可確保大體積混毅土的施工質(zhì)t.

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以沙特海爾港碼頭胸墻結(jié)構(gòu)為模型，利用有限元分析軟件midas分別模擬了不同澆筑溫度、比熱、導(dǎo)熱系數(shù)、長(zhǎng)寬比下混凝土最高溫度及溫度應(yīng)力在各齡期下的發(fā)展規(guī)律，并對(duì)各影響因素的影響作用進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明：隨著澆筑溫度的增大、導(dǎo)熱系數(shù)的減小、比熱的減小、長(zhǎng)寬比的增大，混凝土內(nèi)最高溫度增大，溫度應(yīng)力增大；澆筑溫度、長(zhǎng)寬比對(duì)混凝土溫度及應(yīng)力的影響作用較大；混凝土溫度早期增長(zhǎng)快，溫峰過(guò)后不斷降低，溫度應(yīng)力出現(xiàn)“快速增長(zhǎng)-減小-再增長(zhǎng)”的趨勢(shì)，早期拉應(yīng)力存在混凝土表面，后期存在于混凝土內(nèi)部。以上結(jié)果可為實(shí)際施工中混凝土的防裂提供理論依據(jù)，并取得較好效果。

以沙特海爾港碼頭胸墻結(jié)構(gòu)為模型，利用有限元分析軟件midas分別模擬了不同澆筑溫度、比熱、導(dǎo)熱系數(shù)、長(zhǎng)寬比下混凝土最高溫度及溫度應(yīng)力在各齡期下的發(fā)展規(guī)律，并對(duì)各影響因素的影響作用進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明：隨著澆筑溫度的增大、導(dǎo)熱系數(shù)的減小、比熱的減小、長(zhǎng)寬比的增大，混凝土內(nèi)最高溫度增大，溫度應(yīng)力增大；澆筑溫度、長(zhǎng)寬比對(duì)混凝土溫度及應(yīng)力的影響作用較大；混凝土溫度早期增長(zhǎng)快，溫峰過(guò)后不斷降低，溫度應(yīng)力出現(xiàn)“快速增長(zhǎng)-減小-再增長(zhǎng)”的趨勢(shì)，早期拉應(yīng)力存在混凝土表面，后期存在于混凝土內(nèi)部。以上結(jié)果可為實(shí)際施工中混凝土的防裂提供理論依據(jù)，并取得較好效果。