混凝土底板温度分布及温度应力分析

简要介绍了混凝土温度分布及温度应力理论.以混凝土底板为例,通过参数化设计语言(APDL)设计了程序来模拟混凝土底板的温度分布及温度应力随龄期的变化规律.温度实测值与模拟值对比表明,两者发展趋势基本一致,第4d在中心点附近出现最高温度,其模拟值为73.8℃.在混凝土底板的上表面附近第12d出现最大拉应力,其值为2.34MPa,此区域容易开裂,应该采取防裂措施.     

无机聚合物混凝土温度-应力试验研究北大核心

混凝土浇筑过程中的温度应力是研究混凝土早期内部裂缝的关键因素之一。利用清华大学研发的温度-应力试验机,对无机聚合物混凝土进行早期开裂敏感性能研究,并与普通混凝土进行比较,分析无机聚合物混凝土早期温度、应力以及变形的发展规律。研究表明:(1)无机聚合物混凝土抗裂性能优于普通混凝土。无机聚合物混凝土开裂温度为14.2℃,开裂应力为2.658 MPa,普通混凝土开裂温度为14.4℃,开裂应力为0.582 MPa;(2)无机聚合物混凝土与普通混凝土的变形发展大致相同,可分为早期收缩、膨胀、收缩至开裂3个过程;膨胀阶段:无机聚合物混凝土最大伸长量为114.2μm,普通混凝土为108.15μm;收缩阶段:无机聚合物混凝收缩至72.91μm时断裂,普通混凝土收缩至25.33μm时断裂;(3)运用有限元软件ANSYS对无机聚合物混凝土浇筑过程的温度场进行数值模拟,模拟结果与实测结果相吻合。     

大体积混凝土温度应力场有限元分析与开裂确定

本文利用实测大体积混凝土表层的温度发展规律曲线进行混凝土匹配养护,测试不同龄期混凝土静弹性模量和劈裂抗拉强度。利用实测温度校正的ANSYS数值分析的大体积混凝土温度场和混凝土静弹性模量等作为模拟参数,进行ANSYS数值分析大体积混凝土温度应力场。实验结果表明,混凝土在匹配养护条件下,静弹性模量早期发展很快,之后增长速率逐渐减小,3d可达28d的80.4%,同样,混凝土的3d劈裂抗拉强度(fts)可达84.5%。模拟结果显示:承台表面混凝土温度应力S1的最大值3d时达最大,为4.46MPa;3d时fts/S1值最小为1.12,此后逐渐增大,说明3d是混凝土最易开裂的时刻。对于底面全约束混凝土,温度应力最大值均集中在承台底部四周,这些部位为最易开裂部位。在混凝土表面养护条件良好的情况下,当fts/S1值大于1.12时,大体积混凝土表面不会开裂。     

大体积混凝土筏板基础温度及温度应力研究

为研究武汉金控大厦筏板基础浇筑后的温度变化规律以及防止筏板基础开裂,利用Midas FEA有限元软件模拟筏板基础温度场,结合现场实测温度变化,对此工程进行温度分析,同时研究其温度应力及裂缝特征.研究结果表明:筏板基础混凝土实测与计算温度变化曲线局部位置存在误差,但总体变化基本一致,软件计算结果较为可靠;混凝土内部比表面...     

基于ABAQUS的地下室基础底板温度场及温度应力分析

利用ABAQUS有限元分析软件,对地下室底板在施工过程中的温度和应力进行仿真模拟,得到底板温度场和温度应力分布规律,当温度应力值等于混凝土抗拉强度时,混凝土开裂,因此可以较为准确的预测开裂时间,并将有限元模拟结果与理论计算结果进行比较,得出规律一致。     

安全壳筏基变截面处混凝土温度场与温度应力研究

基于某1/3缩尺比例试验安全壳,针对该安全壳筏基变截面处混凝土开裂问题,将该安全壳用混凝土的绝热温升试验曲线和其他关键热力学参数测定结果作为关键输入参数,采用ANSYS建立1/4的筏板基础、变截面混凝土及筒身部分施工层三维有限元模型,动态分析了变截面处混凝土浇筑后30 d的温度变化,与测量值形成对比,并预测了变截面处混凝土的应力、应变变化过程。结果表明:计算得到的测点温度动态值与测量值吻合很好,最高温度仅相差2℃。现场状态及有限元分析均表明,变截面处混凝土的最大应力出现在变截面与基础的交界处和截面突变处。     

道路混凝土温度应力对其开裂敏感性的影响

分别将低热水泥及普通硅酸盐水泥用相同的配合比,配制成抗折强度等级为F4.5的道路混凝土,然后利用清华大学研制的混凝土温度应力试验机在相同的试验条件下分别对这三种混凝土进行温度应力试验,通过试验数据探讨了水泥的品种对道路混凝土开裂敏感性和抗开裂性的影响。结果表明低热水泥用于道路混凝土的配制有利于降低混凝土路面的开裂风险,提高其抗开裂性能。     

不同浇筑工艺对沉管裂缝控制的影响分析

通过某沉管试验段温度应力计算和混凝土龄期差下收缩约束应力分析,对目前沉管结构通常采用的分层浇筑工艺和全断面浇筑工艺对裂缝控制的影响进行了研究。研究表明,分层浇筑工艺下沉管会产生更大的温度应力和收缩约束应力,开裂风险较大,采用时需重点注意混凝土温升、浇筑时间间隔等指标。     

波纹钢腹板组合箱梁桥有限元精细化建模方法研究

波纹钢腹板组合箱梁因从根本上可解决箱梁腹板开裂的问题而在桥梁工程中得到推广,然而由于波纹板组合箱梁结构的复杂性,给有限元建模带来不便,如何精细化建模并保证建模速度和求解效率成为建模过程中面临的难题。在总结多种建模方法的基础上,提出了将MIDAS FEA和MIDAS Civil两种软件对接,探讨波纹钢腹板箱梁桥有限元精细化模型的方法。先用MIDAS FEA软件建立组合箱梁的混凝土、体内预应力束模型,通过"印刻"处理后,将建好的模型与MIDAS Civil进行对接,在MIDAS Civil中建立波纹钢腹板、体外预应力束,运行计算。以某3跨连续波纹钢腹板组合箱梁桥为例进行有限元分析,有限元计算值与理论计算值基本吻合,说明所提出的有限元建模方法是可靠的。     

大体积混凝土水化热温度裂缝分析

以某大型工业水池的水化热温度裂缝为工程研究背景,分别使用一般计算和有限元分析这两种方法对该水池的裂缝产生原因进行分析,一般计算结果与有限元计算结果相近。有限元分析表明,水池池壁长边中间区域水化热温度应力较大,当温度拉应力大于混凝土抗拉应力标准值时混凝土就会开裂,这与实际结构裂缝开展情况基本一致。     

大坝混凝土温度应力数值模拟

为了模拟大坝混凝土早期内部温度变化和应力发展,本文建立了大坝混凝土在半绝热条件下的早期温度场模型,并在此模型基础上考虑自生体积变形和徐变来建立应力场模型;对比温度应力曲线与强度发展曲线,计算出混凝土开裂敏感度。通过模型计算值跟试验结果的对比,证明该模型可以用来验证温度应力试验机试验结果,具有合理性;故该数值模型可以验证由温度应力试验得到的混凝土综合抗裂指标。     

基于温度应力开裂架的剪力墙混凝土抗裂性能研究及工程应用

通过温度应力开裂架对首都新机场地下室两段不同配合比的剪力墙混凝土进行温度开裂研究和工程应用,试验结果证明,掺加水化热抑制型膨胀剂的补偿收缩混凝土的温度开裂风险要小的多,与工程开裂情况非常符合,给我们提供了两条解决温度开裂的思路,即降低混凝土温升和利用混凝土预压膨胀应力补偿,这对以后的长墙施工具有指导意义。     

基于温度应力试验机的补偿收缩混凝土开裂敏感性研究

为了科学的评价膨胀剂的膨胀效能,采用温度—应力试验机法,研究了补偿收缩混凝土的开裂敏感性。试验结果表明:补偿收缩混凝土的最大压应力,最大膨胀变形值(无约束)、开裂应力和开裂时间远大于基准混凝土,且综合评价指标—开裂温度降低10℃以上,混凝土开裂敏感性大大降低;掺加膨胀剂来改善高性能混凝土的开裂敏感性的效果要优于传统的技术途径。     

超大断面预制沉管混凝土裂缝控制技术

港珠澳大桥超大断面预制沉管混凝土强度等级高、结构尺寸大,工程区域气候炎热、腐蚀环境恶劣,控裂要求高、难度大。在温度应力仿真分析的基础上开展温控设计,现场采取优选原材料、优化配合比、控制原材料温度、片冰和制冷水拌和混凝土、喷雾降温和养护、自动化温度监测等综合温控措施控制大体积混凝土温度裂缝。从监测结果来看,温度监测结果与仿真计算吻合,最高温度和内表温差均在温控标准范围内。从现场情况来看,预制沉管未出现有害温度裂缝,温控效果良好,达到了预期的温控目标。     

地铁车站施工阶段温度应力模拟研究

针对地铁车站大体积混凝土的温度裂缝问题,建立地铁车站有限元模型,研究水化热产生的温度场,在此基础上,考虑温度场和结构荷载的组合,计算结构应力。研究结果表明：顶板最高温度出现于纵梁内部,温度整体趋势为先增后减,最高温度出现在龄期2～3 d左右,最高温度可达到44.2℃;梁柱交接处出现应力集中,最大拉应力达到9.76 MPa;梁顶拉应力值小于混凝土抗强强度,表明梁顶混凝土不会被拉裂,但安全系数较小。     

现浇混凝土楼面开裂分析

通过对云南某厂房现浇混凝土楼面开裂原因进行理论计算并与实际检测结果进行比对分析,得出如下主要结论:采用的计算模型的分析结果与开裂检测结果吻合较好;通过混凝土拉应力的理论计算可以较准确地分析混凝土楼面开裂原因,必要时通过应力值还可进行各影响开裂因素权重的分析。同时提出如下建议:针对混凝土约束程度建立定量分析方法,以更准确地获得CX值进而更准确地分析混凝土收缩应力;除采用构造措施进行防治外,宜针对沉缩的量化计算方法展开研究,以便更好地防治混凝土沉缩裂缝;实际开裂鉴定工程中宜采取相应的量化计算以有效分析开裂原因及各因素造成开裂的权重;规范在相关部分引入开裂计算的已有成果,以供从业人员参考。     

和平之门3#地商业项目超长混凝土结构无缝设计

沈阳严寒地区季节温度差异大,降温工况使混凝土结构产生较大拉应力,本文采用MIDAS Gen软件对中海和平之门3#地商业项目超长混凝土结构进行温度荷载作用分析,按工程的实际情况施加温度荷载,得到该工程在最不利荷载工况下的温度分析结果,并对结构薄弱部位采取加强措施.分析结果表明,一层位置温度应力最大,温度应力分别向高楼层位置和地下室部位递减,在下沉式庭院结构刚度突变位置的温度应力较大.     

大跨混凝土箱梁横向温度应力分析

以一主跨125m连续梁桥为例,采用Ansys10.0软件,计算分析混凝土箱梁温度场及横向温度应力的分布规律,并对箱内、外温差的取值进行了探讨。混凝土箱梁横向温度应力较大,特别是顶板下缘由温度引起的拉应力可以达到3.5MPa,易造成箱梁顶板的纵向开裂,这应引起设计者的重视。     

高速公路大桥大体积承台混凝土防裂技术研究

文中以某高速改扩建大桥北塔大体积承台为研究对象,研究了大体积混凝土的裂缝发生及发展机理,提出了大体积混凝土施工防裂的主要措施,并利用MIDAS FEA NX仿真软件,模拟了承台大体积混凝土在温度较低的环境条件下,不同养护条件下的承台内部温度变化情况及应力分布情况。结果表明,采取冷水管+保温层的养护措施,可有效提高大体积混凝土开裂的安全系数。     

基于成熟度理论掺氧化镁混凝土开裂敏感性的评价

通过研究氧化镁掺量为0、4%、6%、8%混凝土的劈裂抗拉强度、变温历程下的约束应力发展，并结合成熟度理论和数据拟合计算混凝土变温历程下的等效龄期，评价混凝土的开裂敏感性。结果表明，掺4%、6%氧化镁可提高混凝土的劈裂抗拉强度，掺8%氧化镁可提高混凝土的早期劈裂抗拉强度，但不利于后期劈裂抗拉强度发展；温度-应力试验表明，掺氧化镁可以提高混凝土的抗裂性能，但开裂温度和开裂应力的定量评价结果存在差异；开裂敏感度综合考虑了混凝土温度历程和劈裂抗拉强度发展，其作为评价指标更加准确，氧化镁掺量为4%、6%、8%的混凝土开裂敏感度较基准组分别减小了4.6、5.0、1.8个百分点。