大体积砼温度场的仿真分析计算

赵迪

摘 要 以大型通用有限元软件ANSYS为平台，以某大型拱坝为背景，对大体积砼结构施工期和运行期的温度场进行仿真分析计算，并对其分布以及发展规律进行了研究。

关键词 大体积砼；温度场；仿真分析；ANYSYS

中图分类号：TU377 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）03-0118-03

随着现代科技的高速发展，混凝土结构越来越趋于大型化，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。大体积砼与其他一般钢筋砼相比，施工技术要求高、混凝土量大。且大体积砼产生的大量水化热不易散发，在受到内外部的约束时在表面产生拉应力，使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。因此，大体积混凝土温度场的仿真分析对大体积混凝土的设计和施工有重要意义。

1 工程背景

拱坝最大坝高313 m，坝顶高程1928 m。水库正常蓄水位为1925 m，设计洪水位为1925 m，相应坝下游水位为1714.17 m，死水位为1860 m。坝前淤积高程：1786 m，淤沙浮容重：9.0 kN/m3，内摩擦角：15?。

有限元整体计算模型如图1所示。

图1 有限元整体计算模型

2 ANSYS热分析原理

ANSYS是一种融电磁、流体、热、结构等多种学科于一体的大型有限元通用商业软件，在国内外被广泛应用于水利水电、土木工程、机械制造等众多领域。

本文主要采用ANSYS对大体积砼的温度场进行模拟计算。ANSYS具有热分析功能模块，可用于计算一个部件或系统的温度分布以及其他热物理参数，如热梯度、热通量（热流密度）等。

3 大体积砼温度场仿真分析的实现

大体积砼温度场仿真分析计算具有一定的难度和复杂性，因此为提高计算效率进行如下简化：1）假设在施工时新浇混凝土是在瞬间完成的；……