2015年12月下第44卷第24期
D0I:10.7672/sgjs2015240045
施工技术
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
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散热系数及水泥用量对混凝土温度及应力的影响研究
刘毅强刘松2谌超'邓华伟'，孔维2（1.中交二航局第一工程有限公司，湖北武汉430012； 2.中交武汉港湾工程设计研究院有限公司，潮北武汉430040）
【摘要】利用有限元分析软件Midas模拟了散热系数、水泥用量对混凝土温度及应力的影响，实际工程中根据模拟结果采取合理的防裂措施。结果表明：随着对流系数的增大，温升降低，应力增大，现场采取覆盖土工布、使用聚苯乙烯或木模板的方法来使混凝土的散热系数保持在20~40kJ/（m-h·℃），开裂有所减小；随着水泥用量的增加，混凝土温升增大，应力增大，每减小40kg/m水泥，温度下降2~3℃，实际工程中通过掺加矿物掺和料来替代水泥来
实现；早期拉应力存在于混凝土表面，后期存在于混凝土内部，实际工程中应注重早期混凝土表面保温。【关键调】混凝土；散热系数；水泥用量；有限元分析；温度；应力
【中图分类号】TU528.041
【文献标识码】A
【文章编号】1002-8498(2015)24-0045-03
InfluenceofHeatTransferCoefficientandCementAmountonthe
ConcreteTemperatureand Stress
Liu Yiqiang',Liu Song",Chen Chao',Deng Huawei',Kong Wei"
( 1. The First Construction Company of CCCC Second Harbor Engineering Co. ,Lad. , Wuhan,Hubei 430012, China; 2. CCCC Wuhan Harbor Engineering Design & Research Institute Co., Lad., Wuhan, Hubei 430040,China)
Abstract:Finite element analysis software Midas was used to simulate the maximum temperature and stress under different heat transfer coefficient and the amount of cement conditions. It provides a theoretical basis of concrete cracking for the project. The results show that with the increase of the heat transfer coefficient,maximum temperature of concrete decreased,but the temperature stress has aa amount of cement increasing, maximum temperature and stress increases. With the cement content 40kg/m' decreased,the temperature 2 ~3C decreased. Tensile stress exists on the concrete surface at the early stage, and within the concrete at the late stage, so the heat preservation is necessary in the engineering.
Key words: concrete; heat transfer coefficients;
cementamount;finiteelement
analysis;
temperature; stresses
1试验方法
沙特海尔港为大型码头项目，位于沙特东部沙漠地区，该地区年均温度高，昼夜温差大，风速较大，混凝土温控防裂工作严峻。同时该地区砂较细，石子粒径小，混凝土收缩较大，增加了混凝土开裂风险。本文以沙特海尔港码头胸墙结构为模型来分析不同散热系数，水泥用量下混凝土最高温度及温度应力在各龄期下的发展规律。由于结构的对称性，在进行仿真计算时，取其1/2进行模拟，基本尺寸为4.5m×1.5m×7.5m，下面附有1m厚的封【作者简介】刘毅强，高级工程师，E-mail；815808477qq.com
【收稿日期】2015-02-12 万方数据
底混凝土，模型尺寸和网络剖分如图1所示。其中封底混凝土强度等级为C30胸墙混凝土强度等级为C40。本模拟试验采用单一变量法研究某一因素对温度和应力的影响。
4.500
O0 1000
图1模型尺寸及网络剖分
Fig.1
The size and dissection sketch of model