筏板基础大体积混凝土温度场及应力场分析

摘要

大体积混凝土结构越来越广泛的应用于建筑工程的各个领域之中，然而随之产生的大体积混凝土的温度裂缝问题未能得到很好的解决。尤其作为高层基础在浇筑和养护程序中极易产生不少的水化热，由此产生的温度应力导致温度裂缝的出现，危及结构的安全及使用功能。如何最大程度的减少或者避免温度裂缝的出现，这就要求必须科学的来模拟温度场，并采用合理的措施来控制温度，所以对高层建筑基础大体积混凝土温度场的研究就有着十分重要的现实意义。　　长久以来，在大体积混凝土的施工过程中，控制混凝土的温度裂缝是工程设计与施工中必须面对的关键技术难题，影响温度场的因素众多、参数复杂，怎样才能更好的模拟工程实际工作状态才是关键所在。在借鉴前人研究的基础上，本文分析研究了大体积混凝土基础温度裂缝形成的原因和影响温度裂缝的主要因素以及从那些方面来预防和控制裂缝的出现。从温度场的基本理论出发，分析了热传导的过程，并介绍了温度场的初始条件和边界条件以及边界条件的处理；然后介绍了热传导基本方程的有限元解法，运用ANSYS有限分析元软件，针对高层建筑大体积混凝土筏板基础的采取热—结构耦合分析，综合考虑多种边界条件及影响因素，然后分析得到的结果与实测结果作比较,得出了数值模拟结果和实测结果有较好的吻合,那么由此可得利用ANSYS模拟高层建筑大体积混凝土筏板基础的温度场是合理的，之后温度应力场分析误差也在合理的范围之内；最后研究了水化热系数的取值对温度场和应力场的场的影响，提出了用于分析的最佳水化热系数取值范围。　　本文从理论和实际两方面对高层建筑大体积混凝土筏板基础进行了透彻的分析研究，取得了可信的结果。所以在本工程中采取的数值模拟技术，能够给今后同类工程起到一个示范作用。所得到的结论及建议为大体积混凝土结构的温度裂缝控制工作提供参考，更好的服务社会。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪 论

1.1问题的提出

1.2国内外研究现状

1.3 本文主要研究工作

第二章 温度裂缝形成及裂缝控制

2.1温度裂缝的形成

2.2温度裂缝的主要影响因素

2.3温度裂缝的预防及控制

2.4本章小结

第三章 有限元数值模拟分析理论基础

3.1温度场的概念

3.2热传导微分方程

3.3初始条件及边界条件

3.4大体积混凝土温度场的分析方法

3.5本章小结

第四章 筏板基础温度场有限元数值模拟分析

4.1ANSYS有限元分析的主要步骤

4.2有限元分析模型的建立

4.3有限元计算结果分析

4.4水化热系数的取值对温度场的影响研究

4.5本章小结

第五章 结论与展望

5.1 本文研究的主要结论

5.2 对今后研究工作的展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果