昼夜温差对薄壁混凝土结构温度应力的影响分析

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1、第37卷第7期2011年7月水力发电昼夜温差对薄壁混凝土结构温度应力的影响分析陈守开，孟美丽，刘秋常，王振红(1．华北水利水电学院，河南郑州450011；2．中国水利水电科学研究院，北京100044)摘要：薄壁混凝土结构受昼夜温差的影响更容易产生裂缝。针对这一问题，利用三维有限单元法对某薄壁混凝土结构施工期进行了温度场和应力场的仿真计算分析。结果显示，在昼夜温差作用下，薄壁混凝土结构表面和内部均会产生较大应力波动，波动幅度在0_3～1．9MPa之间，对施工期温控防裂不利。此外，对薄壁混凝土结构施工期的仿真计算．环境温度取日气温变化更加合理。该研究能为具有较大昼夜温差地

2、区的混凝土工程施工设计提供参考。关键词：薄壁混凝土结构；昼夜温差；温度场；应力场；温控防裂ImpactofDiurnalTemperatureDiferenceontheStressofTllin—wailedConcreteStructureChenShoukai，MengMeili，LiuQiuchang，WangZhenhong。(1．NorthChinaUniversityofWaterResourcesandElectricPower，Zhengzhou450011，Henan，China；2．ChinaInstituteofWaterResourcesan

3、dHydropowerResearch，Beijing100044，China)Abstract：Thethin-walledconcretestructureismorepronetocrackingwhenconstructingontheconditionoflargerdiurnaltemperaturedifference．The3一DFEMisadoptedtosimulatethethermalandstressfieldsofathin—walledconcretestructureduringconstructionafterconsideringd

4、iurnaltemperaturedifference．Theresultsshowthatthefluctuationofstresswillappearnotonlyinthesurfacebutalsointheinner,andthefluctuationrangeiSbetween0．3～1．9MPa．whichiSadversetOtemperaturecontrolandcrackprevention．Thesimulationalsoshowsthatusingdailytemperaturevariationasinputismorereasonab

5、leforanalyzingthestressofthin-walledconcretestructure．rheresearchcanbeasreferencetOtheprojectswhichbuiltintheareawithlargerdiurnaltemperaturedifference．KeyWords：thin-walledconcretestructure；diurnaltemperaturedifference；temperaturefield；stressfield；temperaturecontrolandcrackprevention中图分

6、类号：TV3l5文献标识码：A文章编号：0559—9342(2011)o7—0o27—04施工期的混凝土温度裂缝问题一直是工程界所场维有限元计算程序，依托南水北调中线某大型面临的一大难题，它影响因素众多，形成机理复杂。渡槽工程．对环境温度骤然变化时薄壁混凝土结构从裂缝成因分析来看，国内普遍认同温度荷载是引温度场和应力场的时空变化进行分析研究，为适时起裂缝的重要因素[，解决问题的途径主要从温度合理地制定温控防裂方案提供参考依据。控制方面着手．防止结构在施工期经历过大的温度1有限元仿真计算原理变化，或者说减小混凝土过大的温度变化幅度。对大坝等大体积混凝土而言，由昼夜温差等

7、气1．1不稳定温度场温骤变因素引起的温度应力主要使结构表面产生裂在计算域R内任何一点处，不稳定温度场缝E5-9]，不会使结构产生贯穿性裂缝。但是对薄壁混凝土结构而言，由于结构尺寸相对较小，环境温度收稿日期：20l1_0l一13的急剧变化可使整个结构断面受到影响，再加上施基金项目：国家自然科学基金资助项目(50779010)工期混凝土自身强度较低，裂缝一旦出现，往往是作者简介：陈守开(1980_-)，男，浙江温州人，讲师，博士，主贯穿性裂缝。针对这一问题，根据自编温度场应力要从事水工结构工程混凝土温控防裂研究．WaterPowerVo1．37No．7团