【摘要】：大體積混凝土在施工過程中由于水泥水化熱、散熱等因素影響往往會在結(jié)構內(nèi)部產(chǎn)生較大的溫度梯度,從而形成較大的溫度應力。溫度應力大小除了受外界的邊界條件影響外,還和自身的溫度場、彈模大小、徐變性能、熱膨脹系數(shù)等有關,如果溫度應力過大就會對混凝土結(jié)構造成破壞。水電工程中大壩的溫度分析和控制是其施工安全的關鍵問題。早齡期的混凝土結(jié)構隨著水泥水化反應的進行,其強度以及各種熱力學參數(shù)都會不斷變化,根據(jù)成熟度和等效齡期理論,溫度對混凝土彈模發(fā)展的影響不能忽略。為了在混凝土結(jié)構分析中考慮溫度對混凝土彈模發(fā)展的影響,本文利用ANSYS二次開發(fā)實現(xiàn)了考慮溫度對混凝土彈模影響的結(jié)構計算方法。在此基礎上提出一種考慮溫度影響的彈模等效均化方法,利用該方法進行大體積混凝土結(jié)構施工仿真,其建模過程將更為簡便,在實際工程分析中可提高計算效率。本文具體的研究內(nèi)容和主要成果如下:(1)根據(jù)等效齡期理論對USERMAT進行二次開發(fā),在應力計算過程中實現(xiàn)不同節(jié)點彈模取值的變化,同時根據(jù)徐變度的彈性老化徐變理論模型,在USERMAT中實現(xiàn)了混凝土應力計算中徐變應變的計算。完成了基于ANSYS考慮溫度對彈模影響的混凝土溫度應力計算方法。(2)對高拱壩結(jié)構進行施工仿真分析,將以上ANSYS二次開發(fā)得到的結(jié)果和不考慮溫度對彈模影響計算結(jié)果進行對比,發(fā)現(xiàn)兩種方法的應力結(jié)果有明顯差別。說明考慮溫度對彈模影響可以提高計算的精度。(3)為了簡化等效齡期的彈模處理,提出一種考慮溫度對彈模影響的等效均化方法。該方法將同一高程或同一施工倉內(nèi)的混凝土彈模均勻化處理,從而提高了計算效率,更科學地體現(xiàn)了材料與溫度相關的宏觀力學特性。計算分析驗證了本文方法的可靠性和高效性。(4)將彈模的等效均化方法運用于拱壩施工期應力分析中,彈模等效均化方法在拱壩施工期應力計算過程比單純的運用等效齡期方法處理彈模更加簡單高效。采用均化彈模方法得到的應力結(jié)果較采用實驗室測得彈模更加接近等效齡期法彈模曲線得到的應力結(jié)果。
【圖文】：

要在每一荷載步儲存［Ａ（ｘｎ］、Ａｔ？、｛0），？｝等參數(shù)來參與下一步迭代。而ＵＳＥＲＭＡＴ逡逑子程序提供了可以輸入輸出的狀態(tài)變量正好可以實現(xiàn)這個功能。整個逡逑ＵＳＥＲＭＡＴ子程序的計算流程如下圖２－１所示：逡逑１８逡逑

回寬度２８．２ｍ，下游面寬度１８ｖｎ�，嵍雾敳可嫌蚊鎸挾龋玻玻福�，下游面覽度２０．６ｒｎ。逡逑計算過程從第一層混凝土澆筑開始，直至整體澆筑完成后１８０天。整個有限元逡逑模型一共有８２１８個節(jié)點，，５９２８個單元，模型見圖３－１。逡逑１邋＾逡逑圖３－１壩段有限元模型逡逑溫度場計算時采用ＡＮＳＹＳ實體８節(jié)點溫度單元Ｓｏｌｉｄ７５�；炷翝仓䴗囟儒义希玻卞义�
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TV544

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本文編號：2593900