ANSYS的混凝土閘墩溫度場及應(yīng)力場仿真分析

溫度應(yīng)力的分析、溫度控制和防止裂縫的措施,是大體積混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工中十分重要的課題。充分考慮到溫度變化、彈性模量變化、徐變、自生體積變形等主要影響因素的共同作用,通過對(duì)某在建的大型閘室結(jié)構(gòu)現(xiàn)場監(jiān)測及溫度應(yīng)力場仿真分析,對(duì)大體積混凝土在施工期的溫度場和溫度應(yīng)力進(jìn)行探討。

以指數(shù)式混凝土水化放熱模型為基礎(chǔ),運(yùn)用分析軟件marc建立大體積混凝土三維有限元模型,采用生死單元模擬分層澆筑過程,以#4船塢底板分層澆筑工程為例,計(jì)算了7d分層澆筑間歇時(shí)間溫度場和應(yīng)力場,并分析了各典型點(diǎn)最大絕熱溫升和最大主應(yīng)力的分布及變化規(guī)律。

結(jié)合工程實(shí)際,利用ansys軟件三維有限元法進(jìn)行了閘墩澆筑施工過程的瞬態(tài)溫度場仿真分析,分析中考慮了外界氣溫條件和水化熱釋放等熱力學(xué)參數(shù)隨齡期變化及分層澆筑對(duì)結(jié)構(gòu)溫度場的影響,得出用ansys對(duì)混凝土澆筑施工及養(yǎng)護(hù)的仿真模擬是可行的。

混凝土大壩溫度場和溫度應(yīng)力場有限元分析——根據(jù)豐滿大壩上游水庫水溫和氣溫觀測資料，建立了大壩上游水庫水溫和當(dāng)?shù)貧鉁氐幕貧w模型。采用有限元數(shù)值計(jì)算方法，分析了大壩溫度場，研究了混凝土大壩由于氣溫變化引起的應(yīng)力場交替變化規(guī)律。計(jì)算結(jié)果表明，有限元...

根據(jù)三維熱傳導(dǎo)理論,運(yùn)用有限元軟件midas,建立大橋承臺(tái)大體積混凝土有限元計(jì)算模型,對(duì)澆筑溫度場進(jìn)行仿真分析,研究了溫度場以及溫度應(yīng)力在承臺(tái)內(nèi)部分布和隨時(shí)間變化的規(guī)律,并與實(shí)測結(jié)果進(jìn)行比較,結(jié)果表明仿真分析數(shù)據(jù)與實(shí)測結(jié)果擬合較好。

ABAQUS在混凝土溫度場和徐變溫度應(yīng)力場計(jì)算中的應(yīng)用

對(duì)于特大橋承臺(tái)施工中的大體積混凝土澆筑，往往會(huì)因水化熱導(dǎo)致施工期混凝土內(nèi)外兩側(cè)溫度差及溫度應(yīng)力差，從而產(chǎn)生混凝土早期裂縫，影響結(jié)構(gòu)耐久性與安全性。以臺(tái)州灣健跳港特大橋?yàn)槔?，提出?yōu)化混凝土配合比及溫控方案，對(duì)施工期溫度場和溫度應(yīng)力場進(jìn)行仿真模擬，給出了防止產(chǎn)生溫度裂縫的溫控標(biāo)準(zhǔn)和溫控措施，以指導(dǎo)混凝土澆筑施工，防止混凝土出現(xiàn)溫度裂縫。

對(duì)于特大橋承臺(tái)施工中的大體積混凝土澆筑,往往會(huì)因水化熱導(dǎo)致施工期混凝土內(nèi)外兩側(cè)溫度差及溫度應(yīng)力差,從而產(chǎn)生混凝土早期裂縫,影響結(jié)構(gòu)耐久性與安全性.以臺(tái)州灣健跳港特大橋?yàn)槔?提出優(yōu)化混凝土配合比及溫控方案,對(duì)施工期溫度場和溫度應(yīng)力場進(jìn)行仿真模擬,給出了防止產(chǎn)生溫度裂縫的溫控標(biāo)準(zhǔn)和溫控措施,以指導(dǎo)混凝土澆筑施工,防止混凝土出現(xiàn)溫度裂縫.

針對(duì)節(jié)制閘混凝土結(jié)構(gòu)在施工期容易產(chǎn)生裂縫這一問題,將節(jié)制閘中墩混凝土作為研究對(duì)象,根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度、材料特性以及邊界條件的變化,對(duì)其施工期溫度應(yīng)力場進(jìn)行了三維仿真模擬計(jì)算,分析了施工期由內(nèi)外溫度差引起的混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化的特征與規(guī)律。結(jié)果表明:施工期,由于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差比較大,在熱脹冷縮的作用下,易出現(xiàn)拉應(yīng)力隨著溫差的增大而逐漸增大,從而引起節(jié)制閘中墩混凝土結(jié)構(gòu)開裂,破壞其耐久性,產(chǎn)生安全隱患,導(dǎo)致工程質(zhì)量問題。因此,為確保施工期混凝土的抗裂安全性,應(yīng)采取相應(yīng)的溫控防裂措施。

基于遵義市茅坡水庫在建堆石混凝土大壩,實(shí)測其澆筑倉施工期的溫度及應(yīng)變的分布與變化,根據(jù)應(yīng)變分布和本構(gòu)關(guān)系,得到大壩的應(yīng)力場分布.數(shù)據(jù)顯示,每一倉堆石混凝土中層點(diǎn)溫度最高,中部沿堆石混凝土壩短邊方向應(yīng)力最大.

隨著水利工程規(guī)模的逐漸擴(kuò)大,混凝土大壩體積也越來越大,隨著混凝土體積的增大,很多混凝土大壩出現(xiàn)了不同程度的裂縫。為防止裂縫產(chǎn)生,根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁厍闆r,需采取溫控措施。溫度場和溫度應(yīng)力仿真計(jì)算可以根據(jù)溫控要求和現(xiàn)場實(shí)際情況,通過計(jì)算對(duì)比確定經(jīng)濟(jì)合理的溫控措施。廣西大藤峽水利樞紐工程是國家水利部172項(xiàng)水利工程的龍頭,為紅水河梯級(jí)規(guī)劃中最末一個(gè)梯級(jí)。地處熱帶季風(fēng)氣候區(qū),混凝土溫控控制是施工過程中的重難點(diǎn)。

隨著水利工程規(guī)模的逐漸擴(kuò)大,混凝土大壩體積也越來越大,隨著混凝土體積的增大,很多混凝土大壩出現(xiàn)了不同程度的裂縫.為防止裂縫產(chǎn)生,根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁厍闆r,需采取溫控措施.溫度場和溫度應(yīng)力仿真計(jì)算可以根據(jù)溫控要求和現(xiàn)場實(shí)際情況,通過計(jì)算對(duì)比確定經(jīng)濟(jì)合理的溫控措施.廣西大藤峽水利樞紐工程是國家水利部172項(xiàng)水利工程的龍頭,為紅水河梯級(jí)規(guī)劃中最末一個(gè)梯級(jí).地處熱帶季風(fēng)氣候區(qū),混凝土溫控控制是施工過程中的重難點(diǎn).

為了解槽型梁的溫度場及溫度自應(yīng)力,按照設(shè)計(jì)圖紙制造了一片預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土槽型梁,并通過儀器測試了梁體跨中截面24小時(shí)的溫度場分布情況;根據(jù)熱固耦合分析理論,采用通用有限元軟件ansys分析了在最高、最低溫度時(shí)梁體的溫度自應(yīng)力。研究結(jié)果表明,該梁在溫度最高時(shí)的溫度場分布最不平衡,溫度自應(yīng)力最大;在最不利溫度場作用下的應(yīng)力水平較低,能夠滿足規(guī)范設(shè)計(jì)要求,該槽型梁具有一定的安全儲(chǔ)備。

大體積混凝土的廣泛使用，以及混凝土結(jié)構(gòu)中溫度裂縫的產(chǎn)生，使工程技術(shù)人員越來越關(guān)注早期混凝土熱學(xué)和力學(xué)性質(zhì)，以便能夠進(jìn)一步預(yù)測混凝土結(jié)構(gòu)的溫度場、應(yīng)力場和溫度裂縫。大體積混凝土分層澆筑過程中溫度場的仿真分析有一定的技術(shù)難度和復(fù)雜性，而利用有限元程序ansys通用平臺(tái)，討論模擬混凝土溫度場理論上的可行性，為研究仿真計(jì)算提供了依據(jù)。

基于混凝土絕熱溫升數(shù)據(jù),對(duì)平海灣風(fēng)電基礎(chǔ)承臺(tái)大體積混凝土在施工過程中的溫度應(yīng)力場進(jìn)行全程仿真計(jì)算。通過對(duì)比分析有、無冷卻水管條件下承臺(tái)混凝土結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力場,說明布置冷卻水管效果顯著,能有效降低承臺(tái)混凝土內(nèi)部最高溫度及內(nèi)、外表溫差,以仿真分析結(jié)果指導(dǎo)基礎(chǔ)承臺(tái)混凝土的設(shè)計(jì)與施工,能有效防止混凝土開裂,提高施工質(zhì)量。

闡述了混凝土溫度場和應(yīng)力場的有限元仿真計(jì)算分析的基本原理,并基于上述理論,以ansys為平臺(tái),編制了混凝土三維非穩(wěn)定溫度場和應(yīng)力場的仿真計(jì)算程序,同時(shí)通過大量算例驗(yàn)證了程序的正確性。

?1994-2010chinaacademicjournalelectronicpublishinghouse.allrightsreserved.http://www.cnki.net 　總第240期交　通　科　技serialno.240 　2010年第3期transportationscience&technologyno.3june.2010 doi1013963/j1issn1167127570120101031033 收稿日期:2009212228 大體積混凝土水化熱施工期溫度 場及應(yīng)力場仿真分析 王　磊　楊培誠 (中交第二航務(wù)工程局　武漢　430012) 摘　要　介紹了大體積混凝土水化熱的有限元分析及其控制措施,結(jié)合鄂東長江大橋南主塔承臺(tái) 水泥混凝土澆筑工程,通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定了混凝

以熱傳導(dǎo)方程和應(yīng)力增量方程為基礎(chǔ),用abaqus有限元分析軟件對(duì)一按間隔時(shí)間為7d進(jìn)行澆筑的船塢底板混凝土90d后的溫度場和應(yīng)力場進(jìn)行了計(jì)算和分析。結(jié)果表明,間隔7d的分4層澆筑的方案,可以滿足混凝土抗裂要求。

介紹了大體積混凝土水化熱的有限元分析及其控制措施,結(jié)合鄂東長江大橋南主塔承臺(tái)水泥混凝土澆筑工程,通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定了混凝土配合比設(shè)計(jì),利用有限元模型,提出了解決施工過程中水化熱的具體措施,保證了鄂東長江大橋南主塔承臺(tái)的順利澆筑。

第27卷第4期 2008年8月 蘭州交通大學(xué)學(xué)報(bào) journaloflanzhoujiaotonguniversity vol.27no.4 aug.2008 文章編號(hào):10014373(2008)04002904 大體積混凝土溫度場仿真分析在ansys上的實(shí)現(xiàn)* 王軍璽,楊華中 (蘭州交通大學(xué)土木工程學(xué)院,甘肅蘭州730070) 摘要:大體積混凝土分層澆筑過程中溫度場的仿真分析有一定的技術(shù)難度和復(fù)雜性.利用有限元程序ansys通 用平臺(tái),討論了ansys模擬混凝土溫度場理論上的可行性,研究了仿真計(jì)算的主要技術(shù)問題,設(shè)計(jì)了仿真分析的 流程圖,通過參數(shù)設(shè)計(jì)語言(apdl)以及ansys的多種內(nèi)部函數(shù),編制了宏命令以控制ansys程序,對(duì)大體積混

采用三維有限元法對(duì)云南省某水電站老壩線的拱壩壩體施工期溫度場及溫度應(yīng)力進(jìn)行仿真分析,得到了拱壩溫度場及溫度應(yīng)力分布的一般規(guī)律,為混凝土拱壩的溫控措施的設(shè)計(jì)提供有價(jià)值的參考依據(jù)。

大體積混凝土溫度場的仿真分析