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大体积混凝土温度场温度应力三维有限元分析

季强  
【摘要】:随着大体积混凝土结构在现代工程建设中的广泛应用,由温度应力引起的混凝土裂缝问题越来越引起人们的重视。影响混凝土裂缝的因素众多、且产生裂缝的机理复杂,国内外对此问题的研究成果也很多。目前,仍无法精确模拟各种多变的因素对裂缝发生发展的影响。而通用的有限元分析软件都不能精确地模拟工程实际施工过程,目前虽然计算温控的程序很多,各种程序重点不尽相同,每种程序都有各自的优点,但基本上各种程序之间缺乏交流。本文在查阅国内外许多大体积混凝土温度问题资料的基础上,给出了大体积混凝土温度场应力场三维有限元计算列式,并参与编制了大体积混凝土三维温度场应力场计算程序,进行多种工况下的计算分析。在保证计算精度的前提下,简化了数据输入的工作量,通过程序的进一步优化,大大提高计算速度,在单台PC机上就可以得到理想的计算结果。 为了程序的高效使用,把原本复杂的数据处理融入计算核心程序之中,用户对数据的准备与普通的结构分析一样简单。在计算建模方面,每批浇筑混凝土的单元和节点都无需按顺序编码,极大地方便了单元剖分工作,并且对节点码进行优化,提高了计算速度。 首先对典型算例进行计算,结果与理论解基本一致;其次进行详细的简单算例分析,计算结果符合温度场应力场分布规律,基础允许温差满足设计规范要求;最后以某工程溢流坝段为例,利用工程实际资料对主要热力学参数进行曲线拟合,反演出公式中的参数;根据混凝土的实际浇筑情况,模拟坝体施工过程,通过分析温度场计算成果,找出了最高温度出现的时间,温度场满足基础温差要求;进一步考证了变换保温措施和降低入仓温度程序对温度场的敏感性。


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