基于ANSYS的混凝土浇筑过程水化热分析.pdf

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1、基于A翠NSY翳S的混盎凝土浇过程水化热分析朱志强．徐春杰(山东科技大学土木工程与建筑学院，山东青岛266590)摘要：大体积混凝土的浇筑过程不可避免的要面对水化热的问题．件或者初始条件囹。ANSYS热力学分析包含瞬态传热如果控制不好，过大的水化热往往导致混凝土出现裂缝。为此利用和稳态传热两部分：瞬态传热的特点是整个温度场系ANSYS模拟仿真混凝土的浇筑过程，对各类因素进行合理的模拟，热统的响应必然随时间变化；而稳态传热的特点则是整力学分析混凝土浇筑后不同层次的水化热，得出混凝土整个施工过程个温度场系统的响应不随时间变化。ANSYS的热分的水化热梯度分

2、布，进而采用相应的温度应力控制措施避免裂缝的出现。这样在进行实际工程施工的时候就可作为一种可靠的设计以及检析可以模拟混凝土的水化放热曲线进行过程监测。图测参考。1是硅酸盐水泥的水化放热曲线。关键词：混凝土；水化热；温度应力；ANSYS中图分类号：TU755．6文献标识码：A文章编号：1007—7359(2016)04—0060—03DOI：1O．16330／j．cnki．1007-7359．2016．04．022／V、＼0引言l时闻(h)筑大体积混凝土的结构和尺寸都比较的大，并且在图1硅酸盐水泥水化放热曲线混凝土拌和后发生的水化反应为放热反应，热量向外

3、1．2ANSYS热分析的单元部介质散发。加上混凝土表层温度的散失在混凝土内ANSYS热分析单元包括热分析单元和表面效应外形成稳定温度或稳定温度场，形成一个温差，在此单元，本文的热单元采用的是SOLID70单元，是由于温差超过一定的值时便会使混凝土开裂，产生裂缝。考虑整个模拟分析过程决定的。SOLID70单元是8节但是水化是水泥凝结硬化的前提，凝结硬化是水泥水点六面体单元，具有三个方向的热传导能力，并且每化的结果【”，所以水化放热是必须的过程。浇筑后混凝一个节点都只有一个温度自由度，这个单元可以用于土的各种力学性能都在不断变化，如果想计算其早期瞬态的热分

4、析和三维的稳态问题。表面效应单元可以的温度应力，就必须要对大体积混凝土模拟施工的过增加单元的数量，但是不会增加节点数量，覆盖在实程，应提前进行详细的分析。在此采用ANSYS有限元体单元的表面，能够更加灵活的定义表面荷载。分析软件对混凝土浇筑过程实行模拟仿真，得出一些具有工程实践意义的结论。2模拟仿真分析水化热1ANSYS结构热力学分析一基础的尺寸为100m×80m×10m，在上边要浇筑的混凝土的尺寸为50m×40m×4m，土壤和绝热面1．1ANSYS热分析特点不进行热交换HFLUX=0。水化热公式为(t为时间变通常来说，热分析是基于能量守恒原理的平衡方

5、量)：程圆，对结构进行应力分析后还要计算出因为热膨胀HEO0=47800×[t／(0．862+t)一(t一1)／(0．862+t-1)Joc或收缩造成的热应力。ANSYS中包括热对流、热传2．1ANSYS对浇筑的处理导、热辐射3种热传递方式。温度、热流率、对流、绝材料的选取：混凝土的密度、比热容、膨胀系数要热、生热、热流密度、辐射是ANSYS热分析的边界条有明确的定义，浇筑前的材料和浇筑后的材料特性也要明确。混凝土是由多种不同性质的材料组成的，其力学性能、化学性能、物理性能等都有差异，并且这些作者简介：朱志强(1989-)，男，山东泰安人，山东科技大学

6、在读硕士，差异还和时间因素有关，因此要加入时间因素对材_研究方向：结构工程。