溢洪道閘室溫度場及溫度應(yīng)力研究.pdf

1、在大體積混凝土結(jié)構(gòu)中，溫度變化對結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)具有重要的影響。有時溫度應(yīng)力可能超過其他外荷載所引起的應(yīng)力，掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對于進行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計極為重要。由于大體積混凝土的材料特性和工作環(huán)境，溫度應(yīng)力是大體積混凝土產(chǎn)生裂縫破壞的主要因素之一，因而分析大體積混凝土的溫度場和溫度應(yīng)力場十分必要。大體積混凝土結(jié)構(gòu)的溫度場和溫度應(yīng)力問題一直是水工結(jié)構(gòu)工程應(yīng)力分析中主要的研究對象。作為水利樞紐的主要建筑物，溢洪道閘室部分溫度場和應(yīng)力場中還有

2、許多問題有待進一步的研究分析。由于閘室的特殊作用，溢流堰表面及閘墩的混凝土標(biāo)號都較高，加之體積較大，混凝土在硬化的過程中，由于水化熱的作用，致使閘室混凝土內(nèi)部溫度較高，加上基巖的強約束作用，可能會產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，當(dāng)其值達到一定程度時，就會在混凝土表面產(chǎn)生裂縫，甚至?xí)霈F(xiàn)深層裂縫和貫穿性裂縫，因此，采取一定的溫控措施，對閘室混凝土進行溫度場和溫度應(yīng)力的仿真計算，預(yù)防和減少裂縫的發(fā)生，是十分必要的。
　　論文根據(jù)熱傳導(dǎo)理論，三維有

3、限元理論，推導(dǎo)了三維溫度場有限元計算公式;根據(jù)熱力學(xué)基本理論，三維有限元理論和混凝土徐變理論，推導(dǎo)了三維溫度徐變應(yīng)力場的有限元計算公式;根據(jù)實際情況擬定了三種溫控方案，在考慮圍巖初始溫度場、混凝土分層澆筑、混凝土水化熱、自生體積變形和徐變的基礎(chǔ)上，編制了相應(yīng)的溫度場和溫度應(yīng)力計算程序，充分運用計算分析軟件ANSYS的強大計算功能，模擬實際施工過程，計算得出閘室混凝土施工期和運行期的溫度場與溫度應(yīng)力，并對其進行分析，研究不同溫控方案對閘室