大体积混凝土刚度变化时温度应力及配筋分析

摘要

随着大体积混凝土在建筑工程中的广泛应用,了解其温度场和温度应力的分布情况,掌握其裂缝产生的机理就显得越来越重要。但是在目前的大体积混凝土研究中,一般都只按素混凝土材料来进行计算,没有考虑钢筋的作用;这就导致了分析的结果与实际的情况会有一定的差距;另外多采用恒定截面模型进行分析,较少考虑变截面变刚度的情况。
　　本文首先详细分析了混凝土温度场和温度应力场的有限元方法,具体的阐述了分析过程中所用的方法和分析时的关键点,如混凝土中热源的施加;弹性模量随龄期变化在ANSYS中的实现方式、热-结构耦合分析的具体方法等。然后使用ANSYS有限元程序具体的分析了一工程实例,得出了其温度场和温度应力场的变化规律。并分析了刚度突变时应力的变化原因,最后具体的分析了其变化机理。为确定合理有效的温度控制措施方案提供了一定的决策依据,总结了控制温度应力、防止结构产生裂缝的一些工程措施。
　　本文在通过对混凝土配筋后其温度场和温度应力场的分析后,我们得知在加入钢筋后,混凝土的导热系数、比热等热学性能得到了很好的改善。钢筋的配置在改变混凝土热学性能的同时也对混凝土的力学性能产生影响。本文进一步从配筋后混凝土力学性能被改变的角度,对温度构造钢筋的抗裂机理作了具体的计算和分析,并总结了大体积钢筋混凝土裂缝控制的配筋原则。
　　分析表明,刚度变化对大体积混凝土的应力有相当大的影响,混凝土中配置钢筋对整个结构的抗裂性能有相当好的影响;在大体积混凝土温度控制裂缝方面注重对钢筋的有利作用的影响十分的必要。本文的研究成果对后续的详细精确分析钢筋在混凝土中的抗裂作用提供了十分有效的参考依据。

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第一章 绪论

1.1 大体积混凝土温度应力的国内外研究概况

1.2大体积混凝土结构刚度变化及配置温度构造钢筋的作用

1.3 大体积混凝土温度应力的研究方法

1.4 本文的研究内容

1.5 本文的研究意义

第二章 大体积混凝土温度场和温度应力的理论分析

2.1 大体积混凝土温度场

2.2 大体积混凝土温度应力

2.3 本章小结

第三章 有限元程序分析大体积混凝土温度应力问题基本原理

3.1 引言

3.2 ANSYS中非线性问题

3.3 ANSYS热-结构耦合分析

3.4 本章小结

第四章 工程实例的有限元分析

4.1 引言

4.2 工程基本资料及计算参数

4.3 模型的建立及温度场、应力场分析

4.4 本章小结

第五章 温度构造钢筋在混凝土结构中的抗裂作用及配置

5.1 引言

5.2 配筋后混凝土结构温度场及温度应力ANSYS分析

5.3 混凝土中钢筋的抗裂性能分析

5.4 本章小结

结论与展望

主要结论

展望

参考文献

致谢