大体积混凝土施工过程温度应力场监测及有限元分析

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高层建筑基础大体积混凝土温度场及应力场有限元分析的开题报告

高层建筑基础大体积混凝土温度场及应力场有限元分析的开题报告题目：高层建筑基础大体积混凝土温度场及应力场有限元分析1. 研究背景高层建筑的基础是其稳定性和安全性的重要保障，在建造过程中需要考虑各种因素对基础的影响。

其中，温度是影响混凝土基础的一个重要因素，它会对混凝土的强度和稳定性产生影响。

通过有限元分析，可以研究高层建筑基础大体积混凝土的温度场及应力场，评估其在不同温度下的稳定性，为实际建造提供有力的技术支持。

2. 研究目的本文旨在通过有限元分析，研究高层建筑基础大体积混凝土的温度场及应力场，探究温度变化对混凝土基础的影响，为实际建造提供参考。

3. 研究内容3.1 文献综述对近年来有关高层建筑基础的研究成果进行回顾和总结，包括混凝土的物理性质、温度变化对混凝土的影响等方面，为后续研究提供理论基础。

3.2 模型建立建立高层建筑基础大体积混凝土的有限元模型，包括模型的几何形状、材料性质、荷载及边界条件等。

3.3 温度场仿真通过有限元方法仿真高层建筑基础大体积混凝土在不同温度下的温度场分布，并分析温度变化对混凝土的影响。

3.4 应力场仿真在温度场仿真的基础上，进一步分析高层建筑基础大体积混凝土在不同温度下的应力分布及产生的变形，评估其稳定性。

3.5 结果分析分析仿真结果，比较不同温度下高层建筑基础大体积混凝土的力学性能及稳定性，为实际建造提供参考。

4. 研究计划本研究计划分为以下阶段：(1) 确定研究内容及目标；(2) 进行文献综述，了解相关研究现状；(3) 建立高层建筑基础大体积混凝土的有限元模型；(4) 进行温度场和应力场仿真分析；(5) 分析仿真结果，撰写论文；(6) 论文整理和修改。

预计完成时间为1年。

混凝土结构温度场和温度应力的有限元分析的开题报告

混凝土结构温度场和温度应力的有限元分析的开题报告1. 研究背景混凝土结构作为一种常见的建筑材料，其温度场和温度应力的研究对建筑工程具有重要意义。

在混凝土的生产、运输、安装和使用过程中，其受到外界温度影响，温度的变化会影响混凝土结构的稳定性和安全性。

因此，在混凝土结构的设计和工程监测中，温度场和温度应力的研究是必要的。

2. 研究目的本研究旨在探讨混凝土结构温度场和温度应力的有限元分析方法，通过建立数值模型，模拟混凝土结构在不同温度下的变形和破坏过程。

同时，通过对温度场和温度应力的分析，揭示混凝土结构受温度影响的规律，为混凝土结构的设计和工程监测提供理论依据。

3. 研究内容（1）混凝土结构的基本性质与温度特性分析。

（2）建立混凝土结构温度场和温度应力的有限元分析模型。

（3）分析混凝土结构在不同温度下的变形和破坏过程，研究温度场和温度应力的分布。

（4）分析不同参数对混凝土结构温度场和温度应力的影响。

（5）通过实例分析验证建立的有限元分析模型的准确性和可靠性。

4. 研究方法和技术路线本研究采用有限元方法进行数值模拟，通过建立混凝土结构的有限元模型，利用ANSYS软件对温度场和温度应力进行分析。

具体的技术路线如下：（1）建立数值模型：对混凝土结构进行设计，绘制结构图并建立有限元模型。

（2）设置边界条件：确定温度载荷并设置结构的固定边界和自由边界条件。

（3）进行有限元分析计算：通过ANSYS软件进行温度场和温度应力的分析计算。

（4）分析模拟结果：对模拟结果进行分析，在不同温度下分析混凝土结构的变形和破坏过程，研究温度场和温度应力的分布规律。

（5）验证模拟结果：通过实验或现场监测验证模拟结果的准确性和可靠性。

5. 预期成果本研究的预期成果包括以下方面：（1）建立混凝土结构温度场和温度应力的有限元分析模型。

（2）分析不同参数对混凝土结构温度场和温度应力的影响。

（3）研究混凝土结构在不同温度下的变形和破坏过程，揭示温度场和温度应力的分布规律。

大体积混凝土结构三维温度场、应力场有限元分析

ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｂｙｈｅａｔｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅａｇｅａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｆｅｌｄｂｅｃｏｍｅｓｓｔａｂｌｅ．
Ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｒｅｓｓｌｅａｄｓｔｏｃｒａｃｋｉｎｇｉｎｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｗｈｉｃｈａｐｐｅａｉｒｎｇｉｎｔｈｅｐｌａｃｅｏｆｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｅｘｔｅｒｎａｌｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ．ＫｅｙＷｏｒｓ：ｄｍａｓｓｃｏｎｃｒｅｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｈｙｄｒａｔｉｏｎｈｅａｔ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄ；ｓｔｒｅｓｓｉｆｅｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｔａｇｅｓ．Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓｔｈｅｌａｗｔｈａｔｉｓｈｉｇｈｉｎｉｎｔｅｒｎａｌａｎｄｌｏｗｉｎｅｘｔｅｒｎａｌａｔｔｈｅｂｅｇｉｎｎｉｎｇｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ，ａｎｄｔｈｅｈｙｄｒａｔｉｏｎｈｅａｔｇｒａｄｕａｌｌｙｓｐｒｅａｄｓｔｏ

大体积混凝土施工期的水化热温度场及温度应力研究

大体积混凝土施工期的水化热温度场及温度应力研究
大体积混凝土是指使用比普通混凝土更大骨料比例配合少量水泥制成的砂浆。

水化热
问题是影响大体积混凝土施工期温度应力及长期性能的重要因素。

大体积混凝土施工期的
水化热温度场及温度应力分析建立在大体积混凝土水化热宏观机理的基础上，以理性的数
学建模方式及模拟的计算分析方法，能够准确反映出大体积混凝土施工期的水化热特性和
温度应力性质特征。

一般来说，利用数值模拟方法分析大体积混凝土施工期温度应力，可以使用有限元、
质量守恒流体动力学（CFD）技术和偏微分方程（PDE）技术来预测大体积混凝土的水化热
温度场及温度应力状态。

CFD技术: 用有限元技术拟建声速矩阵，并通过一系列迭代计算
生成温度场；PDE技术：则建立大体积混凝土的热传导热力学模型，利用邻域法求解热力
学模型，计算出整个结构的温度分布。

结合热力学理论及精细数值模拟，分析大体积混凝土施工期温度应力，可以确定施工
期的温度场及温度应力，从而指导实际的施工操作，降低施工期温度应力对混凝土的不良
影响。

同时，数值模拟有助于深入认识大体积混凝土水化热过程及可能产生的温度应力，
从而针对性地制定合理的施工技术，为大体积混凝土长期性能的研究提供有力的科学指导。

因此，通过精细计算模拟分析大体积混凝土施工期的水化热温度场及温度应力，可以
给施工提供有力的科学指导，使大体积混凝土施工期温度应力不致造成混凝土的过快冷却，同时不欠加冷缩裂，以及能够冷却到安全的施工温度范围。

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；

大体积混凝土论文有限元分析论文温度场应力论文：大体积混凝土有限元分析温度场及其温度应力

大体积混凝土论文有限元分析论文温度场应力论文：大体积混凝土有限元分析温度场及其温度应力摘要：通过利用结构有限元分析程序midas/civil对一座桥梁承台进行水化热分析研究，总结出大体积混凝土在水化热影响下温度的分布规律以及温度应力的变化规律，对分析结果进行比较和总结，可提出防止混凝土开裂的一些应对措施。

关键词：大体积混凝土;有限元分析;温度场应力1 引言大体积混凝土在现代土木工程施工中的应用已非常普遍, 但却常常出现裂缝和变形, 严重影响了结构的整体性和耐久性。

国内外工程实践表明，防止温度裂缝的关键在于混凝土温度控制和温度应力控制。

目前，关于大体积混凝土的温度计算一般都是利用经验公式计算混凝土的中心最高温度和表面温度，未能考虑混凝土内部温度的连续性和连续变化的外界气温的影响。

在温度应力计算方面，目前施工单位也多采用公式分开计算外约束力和内约束力，这并不能反映出大体积混凝土各处的温度应力分布。

本文针对大体积承台混凝土，根据热传导基本原理以及有限元原理对大体积混凝土温度应力的计算进行理论分析，同时考虑徐变干缩等因素对大体积混凝土变形裂缝的影响无疑对结构设计和施工有很好的指导作用。

2 大体积混凝土温度场及温度应力理论分析2.1 大体积混凝土温度场分析混凝土的温度场的计算与求解，实际上是一个热学问题。

分析大体积混凝土温度场，需要根据当地气候条件、施工方法及混凝土的热学特性，按热传导原理进行计算。

混凝土浇注完成后，混凝土在水泥水化热作用下，可以看成有内部热源强度具有瞬态温度场的连续介质，其瞬态温度场的计算实质是三维非稳态导热方程在特定边界条件下和初始条件的求解。

导热方程为：式中为混凝土瞬时温度；为混凝土导热系数；为混凝土比热；为混凝土容重；为单位体积内水化放出的热量。

要计算确定混凝土内部温度场，首先应选取水泥水化放热规律，再确定水化热生热率：式中,q为水化热；t为龄期；为无穷大时的最终水化热；m为水化系数。

大体积混凝土施工温度监测及其温度应力分析

大体积混凝土施工温度监测及其温度应力分析摘要: 大体积混凝土因自身水化热和环境温度的影响易产生温度裂缝。

监测大体积混凝土温度的变化是工程检测的重要工作。

通过试验室对混凝土施工前的温度的观测, 由温度结果分析得出适宜的施工工艺。

对调整施工工艺后的结构混凝土进行温度观测及温度应力分析,明显的降低了混凝土的温度及应力, 该工程中大体积混凝土温度符合工程的要求和标准。

关键词: 大体积混凝土; 温度观测; 应力1 工程背景1.1 工程简介广西省桂来高速公路黔江特大桥大型承台施工，为防止水化热和环境温度产生温度裂缝使钢筋锈蚀, 混凝土的碳化, 降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。

本工程中从原材料、施工工艺和散热降温等方面采取相应的技术措施来保证大体积混凝土的实际温差在允许温差范围内, 从而有效控制温度应力的变化及温度裂缝的产生。

大体积混凝土浇筑最高温度不宜超过80 ℃; 大体积混凝土表面和内部温差控制在设计要求的范围内, 温差不宜超过25 ℃。

本工程通过试验室对混凝土温度的变化进行监控和观测, 由温度变化结果分析得出适宜的施工工艺, 以确保结构混凝土施工的质量。

根据广西省桂来高速公路黔江特大桥大型承台设计要求, 混凝土的浇筑入模温度不得超过32℃。

在混凝土养护期间, 内部最高温度不得高于85 ℃( 施工环境温度较高) , 混凝土内任何相邻1m 的两点温度差值不能大于25℃。

承台的结构尺寸长25.3 m,宽为8.62 m, 高度为5 m 的钢筋混凝土结构。

水泥采用强度增长较为缓慢且水化放热量低的P·O42.5级水泥, 3 d 抗压强度26 MPa, 28 d 抗压强度56 MPa; 7 d 水化热306 kJ/kg。

在混凝土中掺加部分粉煤灰, 可使混凝土内部温峰显著降低, 减少混凝土水化热, 有利于防止大体积混凝土开裂。

选用性能较好的I 级粉煤灰, 需水量比90%~92%, 烧失量1.6%~2.5%。

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Ｍｏｉｏｉｆｔｍｐｒｔｒｔｅｓｆｅｄｎｌｒｅｖｌｍｅｃｎｒｔｒｎｎｔｒｎｇｏｅｅａｕｅｓｒｓｉｌｓｉａｇ－ｏｕｏｃｅｅｄｕｉｇｃｎｓｒｃｉｎａｄｔｉｉｅｅｅｅｔｎａｙｉｏｔｕｔｏｎｈｅｆｎｔｌｍｎｓａｌｓｓ
ｗｉｈｔｍｅｗａａｅｎｔｃｏｕ．Ｂｙｆｎｔｌｍｅｎｌｓｓ，ｔｅｔｍｐｒｔｒｈａｇｉｏｅｓｏｔｉｓｔｋｎｉｏａｃｎｔｉｉｅｅｅｎｔａａｙｉｈｅｅａｕｅｃｎｎｇｐｒｃｓｆｌｒｅｖｌａｇ — ｏｕｍｅｃｃｅｅａｄｔｉｔｉｔｎｅｔｒｓｏｆｓｒｓｒｏｒｃｔｏｎｒｔｎｈｅｄｓｒｂｕｉｇｆａｕｅｔｅｓｗｅｅｆｅａｓ，ｗｈｃｇｒｅｔｈｅｉｈａｅｄｗｉｈｔ
ａｌｉｏｌｗａｅｎａｙｓｓｍｄｅｓｓｔｕｐ，ｉｈｉｈｔｏｉｅｒｉｒｍｅｏｃｅｅ’ ｅｈａｃｌｐｒｅｔｅｎｗｃｈｅｎｎｌｎａｎｃｅｎｔｏｆｃｎｒｔＳｍｃｎｉａｏｐｒｉｓ
第３８卷第４期
２１００年８月
浙江工业大学学报
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＺＨＥＪＡＮＧＩＵＮＩＶＥＲＳＴＹＯＦＩＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏ１８ＮBiblioteka ｏ４．３．Ａｕｇ．２００１
大体积混凝土施工过程温度应力场监测及有限元分析
ｃｎｃｅｅｃｎｓｒｃｉｏｒｔｏｔｕｔｏｎ，ｔｍｐｅａｕｒｏｒｌｉｒｃａｏｃｎｔｏｈｅｐｒｔｅｓｒｓ．Ａｃｏｄｎｅｒｔｅｃｎｔｏｓｃｕｉｌｔｏｒｌｔｅｔｍｅａｕｒｔｅｓｃｒｉｇ
苏有文。古松
（南科技大学土木工程与建筑学院，川绵阳６１１）西四２００
摘要：大体积混凝土由于水泥水化发热导致混凝土在施工及养护过程中出现升温和降温过程，并在混凝土表面和内部产生温度差，受到边界条件的约束在混凝土的表面和内部产生温度应力．大体积
Ａｂｓｒｃ：Ｄｕｒｎｌｒｅｖｕｃｃｅｅｏｕｉａｄｍａｎｔｎａｃｔａｔｉｇａｇ — ｏｌｍｅｏｎｒｔｐｒｎｇｎｉｅｎｅ，ｔｍｐｅａｕｒｅｒｔｅｗｏｕｄｉｅａｄｌｒｓｎｄｅｒａｓｅｏｃｅｅｄｕｔｈｙａｉｎ，ｗｈｉｈａｃｕｓｔｍｐｒｔｒｄｆｅｅｃｂｅｗｅｎｈｉｉｅｎｄｒｔｏｃｃｎａｅｅｅａｕｅｉｆｒｎｅｔｅｔｅｎｓｄａｄｓｆｃｕｒａｅ，ａｄｅｕｌｉｓｒｓｏｎｃｏｔｆｈｅｏｕａｙｏｔａｎ．Ｔｈｕｓ，ｉｌｒ — ｏｕｍｅｎｒｓｔｎｔｅｓａｃｕｎｏｔｂｎｄｒｃｎｓｒｉｔｎａｇｅｖｌ
ＳＵｏ — ｅＹｕｗｎ，ＧＵｎｇＳｏ
（ｌｅｅｏｒｌＥｎｉｅｉｇａｄＡｒｈｔｔｕｅＣｏｌｇｆＣｉｉｇｎｅｒｎｎｃｉｅｒｒ，ＳｕｈｓｏｔｗｅｔＵｎｖｒｉｙｏｉｎｅａｄＴｅｈｏｏｙ，Ｍｉｎａｇ６１０．Ｃｈｎ）ｉｅｓｔｆＳｃｅｃｎｃｎｌｇａｙｎ２Ｏ１ｉａ
混凝土施工中控制温度的本质就是控制温差引起的温度应力．根据某工程的特殊情况，设计了温度测点和温控方案，对混凝土水化放热公式系数ｍ进行修正，并建立了有限元分析模型，分析过程中考虑了混凝土的力学性能随龄期的非线性增长．通过分析，测了大体积混凝土的温度变化过程及预应力分布情况，与实测数据对比，并吻合较好．成果可为其他类似工程提供参考．其
关键词：体积混凝土；态温度场；度应力场；化放热规律；化速率大瞬温水水中图分类号：ＴＵ７５９５．文献标识码：Ａ文章编号：０６４０（０００ —４２０１０ —３３２１）４０４ —６
ｔｐｅｉｉａｅ，ａｐａｆｔｍｐｅａｕｅｃｎｔｏｌａａｏｕｅｏａｓｃｆｃｃｓｌｎｏｅｒｔｒｏｒｎｄｌｙｔｏｆｔｍｐｅａｕｒｅｏｒｓｇｄ．ｒｔｅｓｎｓｒｗｅｅｄｅｉｎｅＴｈｎ，ｔｏｅｆｃｅｉｏｒｔｙｄａｉｘｏｈｅｍｉｏｒｅｈｅｃｆｉｉｎｔｍｎｃｎｃｅｅｈｒｔｏｎｅｔｒｃｆｍｕｌｓａｎｄａｗａｍｅｄｅ．Ａｉｔｌｍｅｆｎｉｅｅｅｎｔ