基于Ansys的大体积混凝土温度场有限元分析

郑思 敏
（ 新疆 玉 点建 筑设 计研 究 院有 限公 司 ， 乌 鲁木 齐 ８ ３ Ｏ Ｏ Ｏ ２ ）
摘 要 ： 该文利用大型通用有限元 Ａ ｎ ｓ ｙ ｓ 软件， 对筏板基础进行有限元分析， 找出施工中薄弱环节， 探讨了裂缝处
理原 则 ， 并对薄弱部位采取加 强配筋等措 施 ， 总结 了相 关规律 。
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ｉ ｎ ｇ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｃ ｏ ｍ ｍｏ ｎ ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ Fra Baidu bibliotek ｍｅ ｎ ｔ Ａｎ ｓ ｙ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ，ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｍａ ｋ ｅ ｓ ａ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ ｒ ａ ｆ ｔ ｆ ｏ ｕ ｎ —
关 键词 ： 大体积混凝土； 温度场； 应力场； 有限元
Ｆｉ ｎｉ ｔ ｅ Ｅｌ ｅ ｍｅ ｎｔ Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ Ｔｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕｒ ｅ Ｆｉ ｅ ｌ ｄ ｏ ｆ Ｍａ ｓ ｓ
Ｃｏ ｎｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｗｉ ｔ ｈ Ａｎｓ ｙ ｓ
场， 从 而 使混凝 土产生 裂缝 。当大体 积混 凝 土在夏 季施 工 时 ， 更加 剧 了混凝 土开 裂 的程度 。因此在 大体积 混 凝土 浇筑 中有 必要 研究 温度 场对 混凝 土 开裂 的影 响规 律 。在 结 构设 计 中 ， 通常 只考 虑 荷 载 （ 地震 作 用 ） 产 生
的 内力 和变形 ， 截 面积 尺寸 和钢 筋用 量均 是按 照荷 载 效应 确定 。然 而对 于筏 板 、 箱 型 基础 等 的设 计 ， 温 度 场
２ ０ １ ３年
第 ３ ４卷
第 ４期
应 力致 使混 凝 土表 面产生 温 度裂缝 。在 降温 阶段 ， 混 凝 土 主要 产生 收缩 变形 。但 是 由于筏 板 基 础受 到周 围 土 体 的约束 ， 筏板 基 础在 内部 拉应 力 的作用 下产 生 温度 裂缝 。
的影 响不 可忽 略 。但是 通 常 的构 造 配筋并 不 能保证 按 照实 际情 况 配 置 ， 因此 有 必要 充 分 掌握 大 体 积混 凝 土
的开 裂规 律 。
该文 利用 大 型通用 有 限元 Ａｎ ｓ ｙ ｓ 软件 ， 研 究 了在温 度 场 作 用下 的筏 板基 础 温 度 应 力 场 的分 布 情 况 ， 并 探讨 了减 小裂 缝 的措施 ， 以期为 其设 计提供 参 考依 据 。
紧， 筏 板 在 Ⅱ区 的混 凝 土连 续 浇 筑 ， 浇 筑期 间砼 的
施工 温度 ＝３ ４℃ ， 浇 筑初 期筏 板 的垫 层 温度 为 ３ ０ ℃， 当地 日常均 温 一３ ３℃ 。混凝 土 强 度等 级 为Ｃ ４ ０ ， 配合 比见 表 １ ， 其 他 参 数 参 见 限 于 篇 幅 不
ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｉ ｎ ｇ ｂ ａ ｒ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｗｅ ａ ｋ ｐ ａ ｒ ｔ ｓ ，ａ ｎ ｄ ｓ ｕ ｍｍａ ｒ ｉ ｚ ｅ ｓ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ｅ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｍａ ｓ ｓ ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ； ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ； ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ； ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ
再叙述。施工期间在筏板基础中分上 、 中、 下三部
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ６ — １ ９ ． 作 者简介 ： 郑 思敏（ １ ９ ８ ６ 一 ） ， 助理工程师． Ｅ － ｍａ ｉ ｌ ： ３ ９ ５ ８ ６ ９ ２ ８ ９ ＠ｑ ｑ ． ｃ ｏ ｍ
２ ３
建 材 世 界
１ 工 程 概 况 与 有 限元 模 型
某超 高层 建 筑 总建 筑 面积 ８ １ ２ ０ ０ Ｉ Ｔ Ｉ ， ４层 地
下室 ， 底板 采用 筏 板 基 础 ， 厚 １ ． ５ ｍ。该 文 以筏 板
基础 Ⅱ区 的混 凝 土筏 板 作 为 研 究 对 象 ， 模 拟 混 凝 土浇 筑 期 间 温 度 对 筏 板 的 影 响 。 由 于 施 工 工 期
建 材 世 界
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ３ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ４ — ６ ０ ６ ６ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ ０ ７
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第３ ４ 卷
第 ４期
基 于 Ａｎ ｓ ｙ ｓ的 大 体 积 混 凝 土 温 度 场 有 限 元 分 析
Ｚ Ｈ ＥＮ Ｇ ｓ ｉ — ｍｉ ｎ ｇ
（ Ｘｉ ｎ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｗｉ ｎ ｄ Ａｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ＆ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ Ｃ ｏ， Ｌ ｔ ｄ， Ｗｕ ｌ ｕ ｍｕ ｑ ｉ ８ ３ ０ ０ ０ ２ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
混凝 土水 化 时必然 产 生水化 热 ， 对 于小体 积混 凝 土 ， 水 化热 较 小 同时 比表 面大 ， 使 得 少量 的水 化热 能 够
较快 消散 ， 而 大体 积混 凝 土水化 热 总量 大且 比表 面小 ， 水 化 热 难 以散 去 。容 易产 生 不 均 匀 的 温 度场 和 应 力
ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｏ ｌ ｏ ｏ ｋ ｕ ｐ ｔ ｈ ｅ ｗｅ ａ ｋ ｌ ｉ ｎ ｋ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａｔ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ ｃ ｒ ａ ｃ ｋ ｓ ，ａ ｎ ｄ ｐ ｕ ｔ ｓ ｆ ｏ ｒ ｗａ ｒ ｄ ｓ ｏ ｍｅ