基于ANSYS的換流變基礎(chǔ)溫度場及溫度應(yīng)力仿真分析

江 飛，陳傳新，陳 寅

(中國電力工程顧問集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院有限公司，湖北 武漢 430071)

基于ANSYS的換流變基礎(chǔ)溫度場及溫度應(yīng)力仿真分析

江 飛，陳傳新，陳 寅

(中國電力工程顧問集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院有限公司，湖北 武漢 430071)

大體積混凝土因水化熱產(chǎn)生梯度溫度，普遍容易出現(xiàn)溫度裂縫，危害結(jié)構(gòu)安全。文中根據(jù)三維熱傳導(dǎo)理論，運(yùn)用ANSYS參數(shù)化設(shè)計(jì)語言，針對(duì)某±800 kV換流站換流變基礎(chǔ)齡期10天內(nèi)的溫度場和溫度應(yīng)力進(jìn)行仿真計(jì)算，為該基礎(chǔ)以及今后類似工程大體積混凝土設(shè)計(jì)、施工中進(jìn)行溫控防裂提供有益借鑒。

大體積混凝土；換流變基礎(chǔ)；溫度梯度；溫度應(yīng)力；ANSYS。

在特高壓變電站和換流站建設(shè)中，為節(jié)約建設(shè)用地，嚴(yán)格控制基礎(chǔ)不均勻沉降，對(duì)電壓等級(jí)高、體量大、重量重的電氣設(shè)備往往采用整板基礎(chǔ)，如GIS組合設(shè)備基礎(chǔ)、變壓器組基礎(chǔ)等。大量工程實(shí)踐表明，大體積混凝土普遍存在開裂問題，且裂縫一般在混凝土澆筑完成后短期內(nèi)形成，此時(shí)上部荷載尚未作用于基礎(chǔ)上，因此該裂縫主要是由混凝土的水化熱產(chǎn)生的梯度溫度引起的。裂縫一旦形成，它會(huì)降低結(jié)構(gòu)的耐久性，削弱構(gòu)件的承載力，特別是基礎(chǔ)貫穿裂縫，嚴(yán)重危害到結(jié)構(gòu)的安全使用。本文以國內(nèi)某±800 kV換流站換流變基礎(chǔ)為依托，采用大型有限元分析軟件ANSYS進(jìn)行相關(guān)水化熱仿真計(jì)算。

1 ANSYS溫度場和溫度應(yīng)力分析過程

采用ANSYS建立有限元模型，先根據(jù)三維熱傳導(dǎo)理論完成熱分析，將得到的溫度場作為荷載施加到結(jié)構(gòu)分析中，轉(zhuǎn)化熱分析單元為結(jié)構(gòu)單元，根據(jù)材料的力學(xué)特性設(shè)置荷載步，讀取相應(yīng)的溫度荷載求解溫度應(yīng)力。……