工程混凝土结构早期温度应力分析及二次开发

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1、硕士学位论文工程混凝土结构早期温度应力分析及二次开发的研究RESEARCHONEARLYTHERMALSTRESSANALYSISOFCONCRETESTRUCTUREANDREDEVELOPMENT苏敏哈尔滨工业大学2010年6月图书分类号：TU375.6学校代码：10213U.D.C：624密级：公开工学硕士学位论文工程混凝土结构早期温度应力分析及二次开发硕士研究生:苏敏导师:彭细荣副教授申请学位:工学硕士学科:土木工程所在单位:深圳研究生院答辩日期:2010年6月授予学位单位:哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU375.

2、6U.D.C:624DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONEARLYTHERMALSTRESSANALYSISOFCONCRETESTRUCTUREANDREDEVELOPMENTCandidate:SuMinSupervisor:Prof.PengXiRongAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:CivilEngineeringAffiliation:ShenzhenGraduateSchoolDat

3、eofDefence:June,2010Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学硕士学位论文摘要随着工程建设的迅猛发展，结构规模日渐大型化、复杂化，大体积混凝土在早期浇注过程中水泥的水化热引起的温度应力对结构的影响得以显现。这种温度应力可导致微裂缝，严重影响结构耐久性。因此研究早期温度应力场有着重要意义。由于影响大体积混凝土水泥水化热引起的温度场及温度应力场的参数复杂，其中许多模型都是基于经验的公式，如水泥水化热模型，早期混凝土弹性模量发展模型，早期混凝

4、土强度发展模型等。针对以上问题，本文对混凝土早期温度场和应力场的参数模型进行了研究，并对有限元软件ANSYS进行了扩充。本文首先介绍了研究背景和研究目的，并介绍了课题用到的相关理论和概念，主要包括水化热模型，弹性模量发展模型，ANSYS优化模块及二次开发的思想。其次，本文重点以两个工程实例，比较分析了不同水化热模型对温度场的影响，并对影响温度场分布的各参数进行了细致的分析，比较分析了不同混凝土弹性模量早期发展模型对温度应力场的影响，并对比了考虑及不考虑徐变对应力场的影响。由于有些热学参数无法通过公式及试验获得，因此本文研究了热学参数的反分析

5、，本文以对表面散热系数进行了参数识别为例，研究了采用ANSYS优化模块进行参数识别的可行性，选择0阶优化方法，把优化结果与实测值、最优模型计算值进行了对比分析。本文最后针对以上的模型，以一实例为参考，采用UIDL语言、APDL语言，开发了ANSYS的GUI操作系统，程序界面易于操作，清晰明了，可广泛应用。关键词：温度场；温度应力场；反分析；UIDL-I-哈尔滨工业大学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofconstruction,thelargerscaleandincreasingcomplexit

6、yinstructuresize,theimpactofthetemperaturestresscausedbytheheatofhydrationofcementintheearlyphaseofMassconcretepouringisincreasing.Itcancausemicro-cracks,whichwillseriouslyaffectthedurabilityofthestructure.Therefore,thestudyofthetemperaturestressintheearlyphaseisveryimport

7、ant.Astheparameterswhichareaffectingthetemperaturestresscausedbytheheatofhydrationofcementintheearlyphaseofmassconcretepouringarecomplex,manymodelsareformulasbasedonexperience,suchashydrothermalmodelofcement,earlydevelopmentofelasticmodulusofconcretemodel,earlyconcretestre

8、ngthdevelopmentmodeletc.Tosolvetheseproblems,wediscussthestudyoftheparametermodeloftemper