大体积混凝土柱施工期温度场及温度应力分析

大体积混凝土结构在施工初期容易受到自身水化热升温和外界环境温度变化的影响,从而在结构内部产生温度应力。温度应力是大体积混凝土开裂的主要原因,为了控制混凝土温度裂缝的发展,有必要对大体积混凝土柱施工期的温度进行监测,进而分析其内部温度应力变化规律。基于实际工程的现场监测数据,得出大体积混凝土柱施工期的内外温度与最大温差变化规律,并与大型有限元软件ANSYS模拟的施工期温度场结果进行对比。通过计算混凝土内部的最大温度应力,提出了大体积混凝土柱施工阶段的工艺改进措施。     

大体积混凝土裂缝成因及其防治措施

大体积混凝土容易产生较大的内外温差,从而产生过大的温度应力,而一般的混凝土的抗拉强度很低,因此当温度应力大于其抗拉强度时,混凝土就会出现开裂裂缝。混凝土的开裂会给工程带来巨大的经济安全损失,因此,根据大体积混凝土概况阐述其裂缝的多种成因并提出了诸多防治措施。     

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。     

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。     

基础大体积混凝土防裂缝控制措施

针对大体积混凝土施工中由于温度应力对其产生裂缝的影响,从温度应力计算出发,分析了混凝土的抗拉强度的作用条件,从而提出大体积混凝土施工的防裂控制措施,控制温度引起的大体积混凝土开裂问题。     

基于MIDAS模型的锚碇大体积混凝土温度控制研究

利用MIDAS/CIVIL对某黄河特大桥锚碇大体积混凝土在自然冷却下分层浇筑的温度场和应力场进行有限元仿真模拟。通过分析研究得出了最高温度出现的时间、位置、最高温度值及最大应力和相应的容许抗拉强度值。并根据模拟结果可知冷却水管布置位置及间距,为本次特大桥锚碇大体积混凝土的施工提供了理论指导。     

基于ANSYS的大体积混凝土温度应力的研究

温度应力是大体积混凝土开裂的主要原因,为了控制混凝土温度裂缝的发展,有必要对结构的温度场和温度应力运用有限元方法分析。利用ANSYS有限元软件,通过对斗轮机基础计算模型的仿真分析和工程实际量测,将计算机的分析结果与实际测试结果进行比较,得到了其温度场和温度应力的分布规律,找到了控制温度裂缝的关键时间。结果表明,在温度应力发展关键时期采取降温措施,可以有效降低混凝土内部温度应力,减少混凝土裂缝的出现。     

基于温度-应力试验的混凝土抗裂性仿真分析方法

温度-应力试验能够较好地评价混凝土抗裂性,但因其耗用时间长、试验成本大而制约温度-应力试验法的发展。本试验应用温度-应力试验法得到线膨胀系数、自生体积变形、徐变等变形参数随成熟度发展的函数关系,并用B4Cast温度应力分析软件模拟实际浇筑过程中混凝土的温度发展历程,通过仿真计算,对比实际工况下不同配合比混凝土的抗裂性。结果表明:应用B4Cast仿真计算软件可以得到不同温控措施下混凝土内部的温度历程,采用与实际情况接近的温度历程进行温度应力分析,才能客观评价混凝土的抗裂性;在温度应力试验结果的基础上,通过拟合得到混凝土的热膨胀系数、收缩变形、弹性模量、抗拉强度等参数随成熟度的变化规律,再将其用于B4Cast计算出的温度历程,可以对混凝土的开裂风险进行仿真分析;应用此方法得出在同等级下低热水泥的混凝土抗裂性高于中热水泥的混凝土。     

氧化镁膨胀剂在某桥梁主塔工程中的应用研究

研究了不同氧化镁膨胀剂掺量对混凝土力学性能及混凝土限制膨胀率的影响。并通过温度-应力试验对比了氧化镁膨胀剂掺量为6%的混凝土与空白混凝土的开裂温度、开裂应力。掺6%氧化镁膨胀剂的混凝土开裂温度为-18.5℃,明显低于空白混凝土。在约束条件下,掺氧化镁使得混凝土微膨胀,形成混凝土内部预压应力,最大压应力由1.35 MPa提高到3.15 MPa,应力储备从40%增加到69.7%。结合氧化镁膨胀剂在实际工程中的应用表明：氧化镁膨胀剂可提高混凝土的抗裂性能,能有效控制混凝土裂缝且降低大体积混凝土的开裂风险。     

多种因素耦合作用下的大体积混凝土温度应力仿真分析

在大体积混凝土结构温度应力仿真分析过程中,混凝土的弹性模量、徐变和干缩等因素与温度都有关系,对温度应力都有影响。本文以混凝土热弹塑性应变理论为基础。建立了考虑徐变等因素影响下的大体积混凝土温度应力本构模型,得出了大体积混凝土温度应力的热弹塑性有限元表达式。在此,利用有限元分析软件MIDAS,对一实际工程进行了数值仿真分析,得出了温度应力的一般规律,理论分析结果与实测结果吻合较好。所得结论和建议具有一定的理论意义和实用价值。     

大体积混凝土抗裂安全系数的验算

结合工程实例,介绍了基础大体积混凝土的施工方法,进行了大体积混凝土温度、地基约束系数、干缩及最大应力及抗裂安全系数的计算,并提出了确保混凝土不开裂的措施,从而保证大体积混凝土的工程质量。     

大体积混凝土配比设计与裂缝控制技术

大体积混凝土在工程实践应用中存在开裂、渗漏等质量缺陷问题,给工程的使用、维护带来诸多不便和安全隐患。结合工程项目实际,将温度控制和裂缝控制技术应用在大体积混凝土的原材料选用与配置、混凝土浇筑与养护等过程,通过温度控制目标设计,有效降低胶凝材料水化热、降低混凝土出机口温度、入模温度、绝热温升;通过计算确定后浇带间距或跳仓间距,合理选择浇筑方法、养护和保温措施等,降低混凝土的表面和内部最大拉应力,解决了大体积混凝土开裂和渗漏等缺陷难于控制的施工技术难题,为大体积混凝土的施工提供了参考。     

天津高银117大厦异形多腔巨型柱C70大体积自密实混凝土热工性能研究

天津高银117大厦异形多腔巨型柱截面面积45.09m2,混凝土浇筑最大厚度为6.75m,混凝土强度等级为C70,属于大体积高强混凝土。通过对C70大体积自密实混凝土相关热力学参数计算,采取一定保温措施降低温度应力,并对混凝土抗裂性能进行判断,以保证混凝土不因温度应力而开裂。根据计算结果,对混凝土实体结构实际温度变化实施实时监控,温度监控结果表明,巨型柱混凝土不同温度测点温度变化趋势相近,温度差别不大,巨型柱混凝土里表温差不大,导致混凝土产生开裂的可能性不大,混凝土体积稳定性好。巨型柱表面温度与环境温度温差较大,与计算结果相符,巨型柱大体积混凝土符合热传导规律。     

大体积混凝土的防裂

结合大体积混凝土特点,针对水泥水化温升高、混凝土内部产生拉应力及混凝土抗拉强度低等开裂原因,给出从精选材料、合理施工方法等减小温度变形,消除或降低约束以及提高混凝土抗拉强度的措施。     

混凝土早龄期裂缝与约束度研究

水化反应作用下,早龄期混凝土产生温度和自生体积等变形,受到外部以及自身温差、线胀系数等差异引起的内外约束后,混凝土应力很容易超出其抗拉强度并导致结构开裂。基于混凝土温度场和应力场仿真计算理论,对早龄期混凝土温度应力、徐变和约束关系进行分析,研究结果表明早龄期混凝土裂缝主要与温度、自生体积变形和约束度有关。     

相变控温大体积混凝土模板在施工中的应用

针对大体积混凝土施工中发生的温度应力而引起的开裂问题,通过实际施工中,大体积混凝土内外温差的变化和大体积混凝土不同令其裂纹的状况,研究了相变控温大体积混凝土在施工中的应用效果,工程实践证明相变控温大体积混凝土模板可有效的解决温度梯度,并减少因温度梯度而引起的裂缝。     

氧化镁膨胀剂在童庄河大桥中的应用研究

针对氧化镁膨胀剂在非水工领域的工程应用问题,以童庄河大桥为例,采用midas FEA有限元软件模拟评估氧化镁膨胀剂对大体积混凝土塔柱结构温度场和开裂风险的影响,并通过现场对比试验,得到温度监测数据和应用效果。仿真分析和现场试验的结果皆说明,氧化镁膨胀剂基本不会影响到混凝土的温度历程,可以在降温阶段降低大体积混凝土塔柱结构的开裂风险,提高其抗裂性。     

水管冷却对大体积混凝土温度应力的影响研究

为了研究大体积混凝土水化过程中的温度和应变规律,探寻大体积混凝土开裂的位置和时间,提出了有效的防裂措施,并考虑冷却水作用,模拟了不同浇筑温度、绝热温升、冷却水流量下大体积混凝土的温度和温度应力在不同龄期下的发展过程。结果表明,浇筑温度和绝热温升的升高增大了混凝土第一主拉应力,增加了开裂的可能性。大体积混凝土在水化热作用下内部温度呈现急升缓降的特点。冷却水管能明显降低大体积混凝土的内外平均温差,减小混凝土的表面应力,但是在内部个别区域出现温度应力集中,可能会导致混凝土内部微裂缝的产生。     

大体积混凝土结构施工中水化热温度场的有限元分析

采用有限元软件对大体积承台水化过程中的温度场和温度应力进行了模拟研究，混凝土中心温度变化的模拟结果与实测数据反映一致：此外，温度应力最大值小于混凝土的抗拉应力，没有出现温度裂缝，这与工程实际相符。经工程实践证明，把有限元分析应用于混凝土配比的选取，来预防施工中出现的温度裂缝是一种行之有效的方法。     

建筑工程大面积混凝土施工技术的实践之我见

大体积混凝土在建筑工程中得到了广泛的应用,在现代工程建设中,占有重要地位,工业与民用建筑中对大体积混凝土的需求越来越多,同时对其质量要求也越来越高。对于大体积混凝土,水泥水化产生的水化热会引起温度上升,若不同部位混凝土温差过大,温度应力超过混凝土的抗拉强度,会导致混凝土的开裂。