建筑大体积混凝土温度场设计分析
大体积混凝土施工期温度场仿真分析研究

大体积混凝土施工期温度场仿真分析研究大体积混凝土施工期温度场仿真分析研究摘要:本文以某大型混凝土工程为例,利用有限元方法,对施工期间的温度场进行了深入研究和仿真分析。
通过对大体积混凝土工程温度场的模拟,研究了不同施工工序对温度分布的影响,并提出了相应的优化方案,为类似工程的施工提供了参考。
1. 引言大体积混凝土施工是现代建筑工程中的一项重要工艺,其特点是工程规模大、施工难度高、工期长等。
其中,温度变化对于混凝土的性能和安全性具有重要影响,因此,深入研究大体积混凝土施工期的温度场变化规律对于保障工程质量具有重要意义。
2. 温度场仿真建模在进行大体积混凝土施工期温度场仿真前,首先需要建立合理的模型来描述混凝土施工过程中的温度变化。
本文利用有限元方法,对大体积混凝土的温度场进行建模和仿真。
具体步骤如下:- 建立施工期内混凝土的几何模型,包括结构的整体形状和尺寸。
- 确定混凝土的热学参数,如导热系数、比热容等。
- 划分网格,将模型离散化为有限个单元,并对每个单元进行参数设置。
- 建立温度场的数学模型,利用有限元方法进行求解。
- 根据不同施工工序的时间和温度变化规律,设置相应的边界条件。
- 进行温度场的仿真计算,得出施工期间混凝土的温度分布。
3. 温度场的影响因素在大体积混凝土的施工过程中,温度场受到多种因素的影响,主要包括施工工序、环境温度、季节变化等。
根据不同的影响因素,本文将温度场分为以下几个方面进行研究。
3.1 施工工序对温度场的影响混凝土施工过程中,不同的工序会产生不同的温度变化规律。
本文以浇筑、养护等常见工序为例,研究了它们对温度场的影响。
通过温度场的仿真分析,得出了不同工序下的温度变化趋势,并提出了温度控制的优化方案。
3.2 环境温度对温度场的影响环境温度是施工期温度场的重要外部因素。
本文通过设置不同的环境温度条件,对温度场的仿真进行了分析。
结果表明,环境温度的升高会导致施工期间温度场的上升,需要采取相应的降温措施。
大体积混凝土测温布置(一)

大体积混凝土测温布置(一)引言概述:大体积混凝土测温布置对于混凝土结构的温度控制和预防裂缝的形成至关重要。
本文将从测温原理、布置原则、传感器选择、布置方式和监测数据处理五个方面,详细阐述大体积混凝土测温布置的相关内容。
正文内容:
1. 测温原理
- 热传导原理:介绍混凝土中温度传导的基本原理。
- 温度传感器工作原理:介绍常见的混凝土温度传感器的工作原理,例如电阻温度计、热电偶等。
2. 布置原则
- 布置密度:根据混凝土浇筑的体积和形状,确定布置传感器的密度。
- 布置位置:根据混凝土中温度变化的特点,选择合适的位置进行布置,如表面布置、内部布置等。
3. 传感器选择
- 温度传感器类型:根据混凝土测温的要求,选择合适的温度传感器,考虑精度、稳定性等因素。
- 抗干扰能力:选择具有良好抗干扰能力的温度传感器,以保证测温准确性。
4. 布置方式
- 表面布置:介绍表面布置方式,包括传感器的安装方法和注意事项。
- 内部布置:介绍内部布置方式,如通过预埋法和后加装法来实现温度传感器的布置。
5. 监测数据处理
- 数据采集:介绍大体积混凝土测温数据的采集方法,如使用数据采集仪器等。
- 数据分析:阐述对测温数据进行分析和处理的方法,例如曲线分析、异常数据处理等。
总结:大体积混凝土测温布置的合理与否直接影响混凝土结构的性能和使用寿命。
通过本文的介绍,我们可以了解到测温原理、布置原则、传感器选择、布置方式和监测数据处理等方面的知识,从而有效地实施大体积混凝土测温布置,提高混凝土结构的安全性和可靠性。
大体积混凝土(筏板基础)温度场仿真分析与温控监测

图 6 不同时刻的温度场分布云图
图 7 布置测点的温度变化曲线
412
云南民族大学学报(自然科学版) 第 30卷
筏板基础不同时刻的应力云图如图 8,在混凝土 浇筑完成后,底板上部和下部承受拉应力,中部承受 压应力,并且温度应力随着时间不断变大.从 70h以 后,底板表面温度应力的范围逐渐向基础中心收缩,
参考文献:
[1] NASSINA,DANICALJ.Evolutionoftemperatureforroll erconcretedams:casestudystagecoachdam[J].DamEn gineering,1992,3:39-42
合理有效的保温措施来降低内外温差,对控制混凝 [2]YONGW,LUNAR.Numericalimplementationoftempera
在监测混凝土应变的过程中,内部水化热的过
中部、下部),控制点间距为 600mm,上部控制点距 程会使得其体积发生收缩和膨胀发生变化,此时混
离底板顶面 80mm,中部控制点位于底板中间,下部 凝土的弹性模量也算随之改变,因此我们通过测试
பைடு நூலகம்10
云南民族大学学报(自然科学版) 第 30卷
摘要:对于大体积混凝土筏板基础在温度场影响下的应力变化和分布规律,结合具体的实际案 例,现场监测得到了混凝土的温度和应力应变变化规律,并与计算得到的数值结果进行了对比, 说明了研究结果的可靠性.研究表明大体积混凝土在发生水化热反应的过程中,不同时刻的温度 场和应力场变化较大,尽早地进行混凝土开裂防治,能有效解决温度应力引起的表面裂纹问题, 保证施工质量和安全. 关键词:大体积混凝土;温度场;数值模拟;监测 中图分类号:TU755 文献标志码:A 文章编号:1672-8513(2021)04-0408-06
大体积箱梁混凝土施工期温度场仿真分析

如何提 高建筑企 业现场管理水平
朱振 江 ( 新疆生产建设兵团第六建 筑安装工程公司 )
摘要 : 文章从三个方面探讨 了施工 现场管理 内容、 存在 问题及 提高管理 3提高施工现场管理的策略 水平的方法。建筑企业只有不断地优化施工现场管理 , 才能实现企业管理整 31健全现场安全管理制度 在 建筑行业 中, . 安全管理都是第一 体优 化 , 终 实 现企 业 的 经 营 目标 。 最 位的 , 建筑行业是高危 险、 事故 多发行业 , 据不完全统计 , 建筑行业的 关键词: 建筑企业 现场管理 内容 策略 事故发生率是所有行业 中最 高的。 因此, 更需要我们将安全管理放在
主要由以下几个方面 : ①水化反应产 生的热量 ; 混凝 土中各种材料 ② 力学性能、 物理 性能和化学性能的差异 ; ③混凝土浇筑工艺。 箱梁大体积混凝土浇筑后产生较大是水化热。混凝土的导热性较 差, 水化热在混凝土内部形成不均匀、 非稳态温度场。造成于内外温升 不一致 , 形成较大的温度梯度 , 在内外混凝土相互约束作用下产生拉应 力,当温度应力超过混凝土初期的抗拉强度时就会产生裂缝。与此同
图 9 夏季箱梁 内部温度变化 曲线
51温度计算结 果分析 箱梁 内部温度最 大值 出现在加厚腹 板 龄 期 的增 加 ,混 凝土 最 大 拉 .
与加厚顶板 的接合处的中心位置 ,最小值 出现在箱梁加厚底板与外 应 力将 不 断 的增 加 ,其 幅度
1曲线 0
大体积箱梁混凝土施工期温度场仿真分析
高恒 ( 铁四局集团 中 第二工 程有限 公司)
摘要 : 金塘大桥 6 m 箱梁混凝土浇筑完成后由于水化作用下使得混凝土 0 内外温度 、 梯度差等关键 问题 , 介绍 了混凝土浇筑后箱梁的温度场、 应力场 的 变化情况及控制措施。 关键词 : 箱梁 温度场 应力场 分析
大体积混凝土温度应力场仿真分析

( ,) 已知温度 函数 。 , z 一 22 热 载荷 . 大 体积 混凝 土产生 温度应 力 的原 因是水
泥 的水 化反 应 ,有 限元 分析 中 以生热率 作 为 热载荷 施加 在模 型 中 , 其基本 方程 如下 :
裂缝从 侧 面 中心 位置 附近 的下方 出现 ,裂 缝
31 某 码头 工程 大体积 混凝 土桩 帽 .
( ) 工 程 概 况 1
( )初 始条 件 2
热分析 开始 时 ,结 构在 整个 区域 中 的温 度为 已知值 。
I = x, Z t ( Y, ) = 0 式中: () 4
在某码 头三 期工 程施 工 中 ,部分 大体 积 混 凝 土 桩 帽 在 养 护 过 程 中发 现 有 规 律 的 裂 缝 。 步 分析裂 缝产 生与 温度应 力有 关 , 初 为此 对桩 帽在施 工过 程 中的温 度场进 行监 控 和分 析。 桩 帽 结 构 尺 寸 为 53 46 24 桩 . m ̄ . m ̄ .m. 直径 o .m, 伸人 桩 帽大 约 13 25 桩 .m。裂缝 主 要 发 生 在 桩 帽 53 长 度 方 向 的 2个 侧 面 , .m
程三 维温度 、 力场 的仿真模 拟 . 应 并结 合工 程 实测数 据进 行对 比分 析 。
2 温度应 力场计 算有 限元原 理
{ : 七 。
式中:
。 、 一
两 种 不 同 物 体 接 触 面 上 的温
21 定解 条 件 .
度;
一
l一
、
一
两种 不 同固体 的导热 系数 。
・
专 题论述 ・
大体积混凝土温度应 力场仿真分析
三航 科研 院有 限公 司 卓 杨 汪 冬冬
大体积混凝土现场监测与温控分析

河南建材201812023年第6期大体积混凝土现场监测与温控分析张大科浙江经纬检测有限公司(325000)摘要:随着建筑施工技术的迅速发展,施工建设中不断涌现出大体积混凝土结构的基础,大体积混凝土现场温度监测中,合理布置监测点对大体积混凝土内部温度控制提供了重要的依据,规范的现场监测与温控数据分析能有效预防和及时修正大体积混凝土内部温度,能保障大体积混凝土结构安全性能和延长使用寿命。
文章主要结合(GB50496—2018)、(GB/T51028—2015)以及多年大体积混凝土温控现场监测过程的经验分析,希望能为从事温控监测的相关人员提供一些经验和帮助。
关键词:温控分析;大体积混凝土现场监测;温度变化趋势图1大体积混凝土概况大体积混凝土是指混凝土结构中最小几何尺寸≥1m,或可能由于混凝土中胶凝材料收缩而导致有害裂缝产生及水化引起的温度变化的混凝土。
大体积混凝土由于结构其截面尺寸较大而导热系数较低,由于内部产生的热量很难在短时间内散发,因此在中心位置很容易形成高温带,导致内外温差较大。
在高温中凝结硬化的混凝土后期强度很容易降低,易形成混凝土裂缝,降低了结构承载力。
及时做好保温降温措施,可以有效避免大体积混凝土出现裂缝,保证结构的安全性能。
2大体积混凝土的基本特征1)大体积混凝土中的结构尺寸大,配置着较密的配筋,防水和质量都要求很高。
2)大体积混凝土结构适用于地下或半地下建筑结构,有着良好抗渗性和耐久性,常处于与水接触或潮湿的环境下,有部分结构还需要有抗冲击、抗震动和耐侵蚀性等要求。
3)大体积混凝土对混凝土强度等级要求比较高,水泥用量也较大。
要进行配合比优化、预防控制水化热和收缩,防止结构混凝土出现开裂。
4)大体积混凝土水化热不易散发,从而使内部温度升温较快,容易出现裂缝。
采取相应措施解决或处理水泥产生水化热时造成的混凝土体积变化,减少出现混凝土结构裂缝情况。
由于大体积混凝土结构存在以上特点,所以要确保混凝土浇筑的连贯性、减少施工缝,在防水和质量要求很高情况下,混凝土需要经过严格的配合比试验及外加剂、掺和料的检验[1-4]。
大体积混凝土热工计算及温度场有限元仿真分析

T = 0
0.92 (m T +mT T +mT ) +4.2 Tw(m ) −c1(ωsam +m −ωsam −ωgmg ) +cw(ωsamsaTsa +ωgmT +ωgmg ) ce ce s s sa sa g g w sa g g sa 4.2 mw +0.92 (m +m +m +mg ) ce s sa
λ β
当 1m 厚底板采用 1 层 3cm 阻燃草帘保温时,在 3d 龄期,代入数据可得:
β =
λ——混凝土的导热系数,取 2.33W/m·K; K——计算Байду номын сангаас减系数,可取 2/3; β——保温层的传热系数(W/m·K);
β= 1 δi 1 ∑ λi + βq
∑
h/ = K λ = 2 × 2.33 = 0.4m β 3 3.88
水化热与温差计算(℃) 入模温度 8 8 最高温度 32.6 26.2 表面温度 16.8 12.9 内外温差 15.8 13.3
Tb (t ) = Tq +
4 / h ( H − h/ )∆T(t ) 2 H 4 = −5 + × 0.733× (4.166 − 0.733) × 37.6 = 16.8o C 2 4.166
b
——泵管外保温材料导热系数[W/(m•K)],草帘被取为 0.14 W/(m•K);
ωsa—砂子的含水率(%);ωg—石子的含水率(%);
cw—水的比热容(kJ/kg·K); c1—冰的溶解热(kJ/kg)。 当骨料温度大于 0℃时,cw=4.2,c1=0;
第 250 页 共 369 页
db——泵管外保温层厚度(m),计算时取为 3cm; Dl——混凝土泵管内径(m),计算时取为 122mm; Dw——混凝土泵管外围直径(包括外围保温材料)(m),计算时取为 155mm; ω——透风系数,计算时取 1.35;
大体积混凝土绝热温升计算分析及降温措施

大体积混凝土绝热温升计算分析及降温措施摘要:本文以某工程实体为例,进行了大体积混凝土内部绝热温升计算分析,提出了混凝土降温措施和注意事项,以及混凝土的具体养护要求,以有效保证混凝土工程的实体质量。
关键词:大体积;混凝土;降温;养护1 工程概况1.工程概述±800千伏换流站工程GIS设备基础位于1000千伏继电器小室与主控楼之间,GIS设备基础长219.6255m,宽22.3300m,GIS设备基础场地标高±0.00m相当于绝对标高+2.75m,基础设计使用年限为50年,结构的安全等级为二级。
垫层混凝土采用C15,基础混凝土采用C30,后浇带混凝土等级C40。
钢筋采用HPB300级、HRB400级钢筋,每块筏板内的主筋至少有一根与接地网连接。
露出地面部分的基础采用清水混凝土施工,外露部位阳角采取倒角,倒角半径35mm。
2.工程特点(1)质量要求高:工程质量符合施工及验收规范要求,符合设计要求,实现零缺陷移交。
工程质量评定为优良,分项工程合格率100%,争创国优金奖。
(2)GIS设备基础长219.6255米,宽约22.3米,下层大板厚度为0.8米,按一般混凝土进行施工;(3)GIS设备基础上层支墩厚度1.11米,因温度缝、电缆沟等的设置,单块最大几何尺寸8.8375米*10.1米*1.11米(厚),执行大体积混凝土专项方案。
根据以往的施工经验,在大体积混凝土养护过程中采取强制或不均匀的冷却降温措施,管理不善易使大体积混凝土产生贯穿性裂缝。
故在本工程中,采用在商品混凝土搅拌站进行原材料降温处理和效果明显的保温保湿覆盖养护措施。
(4)外露基础混凝土需按清水混凝土标准施工。
(5)基础预埋件多,且位置偏差精度要求高,施工较为困难。
(6)基础顶面平整度要求高,表面不能出现积水现象,施工过程中表面平整度控制较为困难。
2 以该工程实体为例,进行大体积混凝土内部绝热温升计算分析根据配合比报告(PT16050102)及上表计算可知:k1≈0.955,k2≈0.888K=k1+k2-1=0.843Q=kQ0=0.843×391.4=329.9502(kJ/kg)式中:Q----胶凝材料水化热总量(kJ/kg)k-----不同掺量掺和料水化热调整系数3.T(t)=WQ(1-e-mt)/Cρ=361.9×329.9502×(1-2.718-0.4×3)÷(0.98×2480)=34.33℃式中:T(t)----龄期为t时,混凝土的绝热温升(℃)W-----每立方米混凝土的胶凝材料用量(kg/m3)C-----混凝土比热容,本工程取0.98kJ/(kg.℃)ρ----混凝土的质量密度,本工程取2480kg/m3m----与水泥品种、浇筑温度等有关的系数,本工程取0.4t-----龄期(d)4.混凝土收缩的相对变形和中心计算温度(1)εy(t)=εy0(1-e-0.01t).M1.M2.M3……M11=1.68×10-5式中:εy(t)——龄期为t时,混凝土收缩引起的相对变形值εy0————在标准试验状态下混凝土最终收缩的相对变形值,取4.0×10-4M1.M2.M3……M11——混凝土收缩值不同条件影响修正系数,3 混凝土降温措施1.原材料选用(1)选用低水化热或中水化热的水泥品种配制混凝土,如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥等。
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o f l a r g e v o l u me c o n c et r e c on s t r u c t i o n ea r s o n a b l y , we n e e d b a - s e d o n t h e a n ly a s i s o f on c c et r e t e mp e r a t u r e c h a n g e u n d e r d i f f e - r e n t on c d i t i o n s , na a l y z e s t h e b i g v o l u me c o n c et r e t e mp e r a t u r e
} = a e o [ R K △ r )
h k ; 互 j + n z ( f ) : o
,
上 式 中
பைடு நூலகம்a指的是大体积混凝土 的导温系数 :/ L 指 的是
大体积混凝土的热传 导系数;口 指的是大体积混凝 土表面交换的热量;
厚度 。
上式中, } 指 的是每一层混凝土中间部位 最大 的水平正应 力矩 阵;“ 指 的是混凝土降温时的线膨 胀系数大小: 丘。 指的是混凝土 降温时 的弹性模量:
■ 程艳 虹 ● Ch e n g Y a n h o n g 温度下降幅度为 △ T的时候 ,则混凝土块状 J将产
生的应力综合 为:
; 0
【 摘 要】为 了合理设计分析建筑 大体积混凝土 的温度场 , 我
们需要在分 析不同状态下混凝土温度变 化的基础上 ,对大 体积混凝土的温度应力场进行分析,继而求解出温度场。
一
、
不 同状态下混凝土 的温度变化 建筑大 体积混凝土在不 同的状态 下,温度 会产
然后求和每一层混凝土初始温度所 得的贡献
可以得出:
生不 同的变化 :混凝 土刚浇 筑完的温度是 ,这个 时候 的混凝土没有散热 的能力 ,处于绝热的状态, 温度 的上升状态 ,用绝热温 升曲线表示;混凝土通 过建筑层的顶面和侧面 ,将 部分的热量散发 ,当温 度上升到最高 的温度 之后就会逐渐下降 ,最高温度 用 + 表示,其 中 指 的是水泥水化热的温升; 当混凝土 的上层 继续浇筑新的混凝土之后 ,水化热 就会直接影响新混凝土 的温度,出现轻微 回升状态 , 等到第 二个 温度高峰过后 ,温度才会 下降。如果混 凝土温度 点距离侧面较远 ,则温度就会缓慢 地持续 下降 ,直至最低 的温度 , ,该温 度属于稳定温 度; 如果混凝土温度 点距离便面 只有 7 m 左右,则在外
指 的是大体积混凝土 的总体
公式可 以求解得 出:
【 Ke y wo r d s 】a r c h i t e c t ra u l d e s i n, g l a r g e v o l u me , c o n c r e t e , t e n- r
p e r a t u e f r i e l d
s t r e s s i f e l d , nd a t h e n c lc a u l a t e s t h e t e mp e r tu a r e i f e l d .
量纲系 数,与混凝 土降温的形式、降温的位置深长 度有关 。这个系数和上面 K个等式进行合 并,可 以 写成矩 阵形式 ,具体如下面公式所示:
, = ∑
J I
= 幔 ∑y , f A t ,
l 1
:
o : o — r i ( x , t ) : 0
—
【 关键词】建筑设计 大体积 混凝土 温度场
上式 中,y 指的是混凝土的约束系数 ,属于无
:
【 A b s t r a c t 】 I n o r d e r t o d e s i g n a n d a n a l y z e t h e t e mp e r a t u r e i f e l d
{ △ T} 指的是混凝土降 温时的 温降值 矩阵: 指的
是混凝土的约束系数和约束矩阵的集合 。 从温度场和温度应 力的角度 ,针对大体积混凝 土结构 开裂 的可 能性,笔者建议采用开裂的指数进 行分析 ,开裂指数用 : / 表示 ,其中 , r 代表 的是 混凝土 的抗拉 强度大 小,而 代表 的是混凝土结构 当中的实际应力大小。如果 1 >1 . 5,则表示混凝土 结构开裂 的可 能性在 5 %以下;如果I c = 1 ,则表示混 凝土结构开裂的可能性高达 5 0 % 以上 。混凝 土的分 层计算 ,其计算 的精确度 与分割 条块 的粗细 有很大 的关系 ,分割得越细 ,其 计算 的精确 度就越 高,但 我们还要兼顾分层 的厚度 对降温差、最高温度场的 影响 ,因此在混凝 土的结构施 工当中 ,只要控制好 温差 ,就能够控制好混凝土的温度盈应力。 三 、 温度场 的求解 混凝 土温度 场的求解 ,根据 的是 已经知道 的边 值条 件,就能够 求解出混凝土 的温度场 ,除 了理解 解法 和差分解法 ,最常用 的是有 限单元法 ,这种方 法如下详述 :所谓 的有 限单元法 ,指 的是将 需要求 解的区域 ,划分成为几个单元 ,然后利用变分原理, 得出代数方程式 ,该方程 式以结点温 度为变量,根 据方程式求解出来的混 凝土温 度值结 果比较准确 。 大体积混凝土 沿着 高度结构的温度 ,分布状态 和约束应力 一般 是不均 匀的,在施工的阶段 ,最高 的温度场沿 着高度 变化。如果瞬间的温度场有 内热
建筑大体积混凝土温度场设计分析
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