【摘要】：隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展,混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)模日趨復雜化、大型化,大體積混凝土在早期澆筑過程中水泥水化熱引起的溫度應(yīng)力對結(jié)構(gòu)的影響日益得到重視。這種溫度應(yīng)力可導致混凝土內(nèi)部和表面裂縫的產(chǎn)生,嚴重影響結(jié)構(gòu)的強度,造成安全隱患。因此研究大體積混凝土早期的溫度應(yīng)力場有重要工程意義。大體積混凝土水泥水化熱所引起的溫度場及溫度應(yīng)力場的熱力學參數(shù)非常復雜,其中許多的模型都是基于經(jīng)驗公式,如水泥水化熱模型,早期混凝土的彈性模量變化模型等。針對這些問題,本文對大體積混凝土早期溫度場和應(yīng)力場進行了研究,并用有限元軟件MSC.Marc對“萊鋼銀山型鋼3#3200m3高爐工程高爐基礎(chǔ)”進行仿真分析。 本文首先進行大體積混凝土溫度場有限元分析。建立了混凝土澆筑過程的有限元模型,進行了材料徐變的描述和確定、水化熱率的描述以及其它散熱和約束邊界條件的確定,計算了其施工期和之后70天的溫度場分布,對混凝土高爐基礎(chǔ)的施工過程進行了動態(tài)模擬,并且通過對得到的測溫點仿真溫度和現(xiàn)場實測溫度的比較,逐步完善模型和邊界條件,對結(jié)果進行分析。 基于所得到溫度場的結(jié)果,本文進行了模型應(yīng)力場有限元分析。本文利用分階段法熱力耦合仿真方法,研究了混凝土澆筑過程中彈性模量隨時間變化這一普遍存在于實際工程中的難題,通過所得到的溫度仿真結(jié)果與實際測量數(shù)據(jù)的比較,驗證了方法的正確性；結(jié)合仿真得到的應(yīng)力場的有限元結(jié)果,闡述了混凝土高爐基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的溫度裂縫產(chǎn)生原因與控制方法。 基于Marc與Viusal Basic的接口,本文還對典型混凝土基礎(chǔ)澆筑仿真過程進行了參數(shù)化建模,生成了面向用戶的可執(zhí)行程序,提供了一種快速進行有限元仿真建模的方法,為工程實踐帶來了便利。
[Abstract]:With the rapid development of the construction industry, the scale of concrete structure is becoming more and more complicated and large-scale. The influence of thermal stress caused by cement hydration heat on the structure has been paid more and more attention to in the early pouring process of mass concrete. This kind of thermal stress can lead to concrete internal and surface cracks, seriously affect the strength of the structure, resulting in hidden safety problems. Therefore, it is of great engineering significance to study the early temperature stress field of mass concrete. The thermodynamic parameters of temperature field and thermal stress field caused by hydration heat of mass concrete are very complicated. Many of the models are based on empirical formulas, such as cement hydration heat model, early concrete elastic modulus variation model, etc. In order to solve these problems, the temperature field and stress field of mass concrete in the early stage are studied in this paper, and the "foundation of blast furnace in Yinshan 3#3200m3 blast furnace engineering of Laigang" is simulated and analyzed by finite element software MSC.Marc. In this paper, the temperature field of mass concrete is analyzed by finite element method. The finite element model of the concrete pouring process is established, the creep of the material is described and determined, the heat rate of hydration and other heat dissipation and constraint boundary conditions are determined, and the temperature field distribution during the construction period and 70 days after the construction is calculated. The construction process of concrete blast furnace foundation is simulated dynamically, and the model and boundary conditions are improved step by comparing the simulated temperature of the measured temperature points with the measured temperature on the spot, and the results are analyzed. Based on the results of the temperature field, the stress field of the model is analyzed by finite element method. In this paper, the time-dependent elastic modulus in concrete pouring process is studied by means of the thermo-mechanical coupling simulation method, and the temperature simulation results obtained are compared with the actual measurement data through the comparison of the obtained temperature simulation results and the actual measurement data. The correctness of the method is verified. Combined with the finite element results of stress field obtained by simulation, the causes and control methods of temperature cracks in concrete blast furnace foundation structure are expounded. Based on the interface between Marc and Viusal Basic, the parameterized modeling of typical concrete foundation pouring simulation process is also carried out in this paper. A user-oriented executable program is generated, and a fast finite element simulation modeling method is provided. It brings convenience to engineering practice.
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TU755

【參考文獻】

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1 王鐵夢;黃善衡;;大體積混凝土的瞬態(tài)溫度場和溫度收縮應(yīng)力的計算機仿真[J];工業(yè)建筑;1990年01期

2 劉偉;董必欽;李偉文;邢鋒;;大體積混凝土的溫度應(yīng)力分析及溫度裂縫研究[J];工業(yè)建筑;2008年07期

3 劉寧,柯慶清,閻旭;重力壩的隨機溫度場初探[J];河海大學學報(自然科學版);2000年03期

4 蘇超,姜弘道,譚恩會;軟基上結(jié)構(gòu)仿真計算方法及其應(yīng)用[J];河海大學學報(自然科學版);2000年04期

5 梅明榮，彭宣茂，，陳里紅;大體積混凝土結(jié)構(gòu)溫控分析的計算機仿真[J];河海大學學報;1995年01期

6 夏勇,裴若娟;高層剪力墻結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力初探[J];建筑結(jié)構(gòu);2000年02期

7 劉寧,劉光廷;大體積混凝土結(jié)構(gòu)溫度場的隨機有限元算法[J];清華大學學報(自然科學版);1996年01期

8 孫伍繼,劉進寶,劉迎曦,李守巨;混凝土大壩溫度場和溫度應(yīng)力場有限元分析[J];人民黃河;2003年09期

9 朱伯芳;重力壩的劈頭裂縫[J];水力發(fā)電學報;1997年04期

10 王國秉,胡平;混凝土壩穩(wěn)定溫度場和準穩(wěn)定溫度場的三維有限元分析[J];水利水電技術(shù);1989年11期

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1 蘇敏;工程混凝土結(jié)構(gòu)早期溫度應(yīng)力分析及二次開發(fā)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

2 謝先坤;大體積混凝土結(jié)構(gòu)三維溫度場、應(yīng)力場有限元仿真計算及裂縫成因機理分析[D];河海大學;2001年

3 邵紅艷;結(jié)構(gòu)溫度場和溫度應(yīng)力場分析[D];西北工業(yè)大學;2001年

4 肖志喬;拱壩混凝土溫控防裂研究[D];河海大學;2004年

5 童育林;大體積混凝土裂縫控制研究[D];重慶大學;2004年

6 吳峰;混凝土溫度裂縫仿真系統(tǒng)研究[D];河海大學;2005年

7 范奎;大體積混凝土水化溫度場仿真計算與實測技術(shù)研究[D];浙江大學;2005年

8 陳長華;考慮鋼筋作用的水工結(jié)構(gòu)施工期溫度場與溫度應(yīng)力分析[D];河海大學;2006年

9 黃偉;鋼質(zhì)模板支架分析軟件系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[D];浙江大學;2007年

10 朱大雷;大體積混凝土溫控防裂的有限元分析[D];哈爾濱工程大學;2006年

本文編號：2423018