某混凝土筏板基礎(chǔ)水化熱溫度場(chǎng)分析研究

周躍孝

（重慶工商職業(yè)學(xué)院， 重慶 401520）

0 引言

目前，超高層建筑越來越多，筏板基礎(chǔ)面積和厚度也在不斷增加。混凝土澆注后水化反應(yīng)生成大量的熱，形成不同的溫度分布，構(gòu)成整個(gè)筏板基礎(chǔ)的溫度場(chǎng)[1,2]。由于溫度場(chǎng)分布的不均勻產(chǎn)生溫度應(yīng)力，如果溫度應(yīng)力超過混凝土的拉應(yīng)力，將會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫[3]，這會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的使用帶來安全隱患。本文結(jié)合某工程混凝土筏板基礎(chǔ)的溫度測(cè)試，研究了筏板基礎(chǔ)混凝土內(nèi)部溫度場(chǎng)的分布，可為控制溫度裂縫、計(jì)算溫度應(yīng)力等提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1 有限元分析

1.1 有限元分析模型

本文根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件，采用ANSYS 進(jìn)行有限元分析時(shí)考慮混凝土的澆注溫度、施工間歇、對(duì)流邊界條件等因素，合理選取載荷步長(zhǎng)[4]。氣溫采用施工期間實(shí)測(cè)氣溫的日平均值。圖1 為某工程混凝土筏板基礎(chǔ)有限元模型圖。

根據(jù)筏板基礎(chǔ)的溫度云圖可知在混凝土澆筑初期，混凝土內(nèi)外各測(cè)點(diǎn)的溫度都處于快速上升階段。在混凝土澆筑25 小時(shí)左右，內(nèi)部溫度達(dá)到最大值，在混凝土澆筑24 小時(shí)左右表面測(cè)點(diǎn)的溫度達(dá)到最大值。

1.2 筏板基礎(chǔ)混凝土水化熱溫度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析

混凝土筏板基礎(chǔ)表面測(cè)點(diǎn)和中心測(cè)點(diǎn)溫度的變化曲線如圖2 和圖3 所示。

圖2 表面測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)值與計(jì)算值

圖3 中心測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)值與計(jì)算值

從圖2 和圖3 的溫度變化曲線可以看出：溫度計(jì)算值和實(shí)測(cè)值變化趨勢(shì)基本相同，且出現(xiàn)峰值的時(shí)間也是基本一致[5]，但混凝土表面的溫度最大值要低于混凝土內(nèi)部的最大值。

2 結(jié)論

通過建立有限元模型,模擬水化放熱和對(duì)流邊界條件來仿真實(shí)際溫度場(chǎng)，計(jì)算值和實(shí)測(cè)值對(duì)比，說明此方法可行。對(duì)于厚度特別大的筏板基礎(chǔ)，混凝土水化熱危害應(yīng)該引起工程人員的足夠重視。模擬計(jì)算結(jié)果可以作為筏板基礎(chǔ)混凝土澆筑前的參考數(shù)據(jù)，可為采取溫控措施提供參考。