混凝土裂缝问题论文提纲

论文题目：高层建筑物筏板基础大体积混凝土温度场分析

摘要：现如今在建筑工程中对于大体积混凝土结构的运用愈加的广泛,但随之而来的就是尚未得到有效解决的裂缝问题,如果不能解决混凝土裂缝问题,势必会引发一系列安全问题。这在高层建筑的基础中表现的更为明显,因为在进行高层基础的混凝土浇筑以及养护过程中会产生大量的水化热,水化热的产生也预示着会产生温度应力,从而会出现温度裂缝,最终的结果是会给结构的安全和使用功能带来损害。因此寻求合理的方法降低出现温度裂缝的可能性极其重要。在施工前科学的将温度场模拟出来,并采取一系列措施来控制其温度对于减少温度裂缝的产生很有必要。这也表明对高层基础大体积混凝土温度场进行研究不仅十分必要还具有很大的现实意义。很长时间以来,面临大体积混凝土的施工过程,不管是在工程设计中还是在工程施工中如何将混凝土的温度裂缝控制在合理的范围内始终是一大难题。因为对于温度场的影响因素有很多方面,而且参数还较为复杂,所以想控制好温度场的温度,关键在于能否将实际的工作状态精确的模拟出来。借鉴已有的研究成果,本文主要从高层大体积混凝土筏板基础入手,研究其温度裂缝的成因、影响因素以及预防和控制措施。首先基于温度场的基本理论,将热传导的整个过程进行一个详细分析,其中包括对温度场初始条件的设置,边界条件的确定和处理等的介绍;紧接着对热传导基本方程的有限元解法进行简单介绍并利用有限元软件ANSYS进行模拟分析,分析内容主要为高层建筑大体积混凝土筏板基础的热—结构耦合效应。在分析时充分考虑了可能的边界条件以及可能会存在影响的因素,然后对比所得到的分析结果和实际测得的结果,发现两者的吻合度较高,随即表示利用ANSYS进行模拟有很大的合理性和科学性。之后通过对温度应力场的分析发现其误差不大基本保持在合理的范围内;最后对水化热系数这个会对影响温度场以及应力场的因素进行了研究,分析后得出最佳的水化热系数范围。本文的分析分为理论和实际两个方面,对高层建筑大体积混凝土筏板基础有了较为全面的研究,因此所取得的结果可信度也较高。本文建立在实际工程的基础上所使用的数值模拟技术能够在同类型的工程中给予很好的示范,同时通过分析得到的结论也能给予大体积混凝土结构在使用过程中遇到的温度裂缝问题一个有价值的参考。

关键词：大体积混凝土;温度场;温度裂缝;数值模拟

学科专业：工程硕士（专业学位）

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 问题的提出

1.1.1 大体积混凝土的定义

1.1.2 大体积混凝土特点

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.2.3 目前的研究趋势

1.3 本文主要研究工作

第二章 温度裂缝形成及裂缝控制

2.1 温度裂缝的形成

2.1.1 温度应力的特点

2.1.2 温度裂缝产生的原因

2.2 温度裂缝的主要影响因素

2.2.1 水化热作用

2.2.2 变形约束条件

2.2.3 外界气温条件变化

2.2.4 混凝土的收缩变形

2.3 温度裂缝的预防及控制

2.3.1 温度裂缝的危害

2.3.2 混凝土裂缝控制措施

2.3.3 水泥水化热及混凝土绝热温升

2.3.4 混凝土配合比设计

2.4 本章小结

第三章 有限元数值模拟分析理论基础

3.1 温度场的概念

3.2 热传导微分方程

3.3 初始条件及边界条件

3.3.1 初始条件及边界条件的定义

3.3.2 边界条件的处理

3.3.3 变分问题

3.4 大体积混凝土温度场的分析方法

3.4.1 非稳定温度场的有限单元法

3.4.2 非稳定温度场的显式解法

3.4.3 非稳定温度场的隐式解法

3.5 本章小结

第四章 筏板基础温度场有限元数值模拟分析

4.1 利用ANSYS进行有限元分析的基本过程

4.2 有限元分析模型的建立

4.2.1 有限元的基本假定

4.2.2 模拟分析的基本技术

4.2.3 进行参数选取的模拟

4.2.4 建立结构模型和划分网格

4.3 分析结果

4.3.1 ANSYS分析瞬态温度场的结果以及分析图

4.3.2 温度监测方案

4.3.3 ANSYS分析应力场结果及分析

4.4 水化热系数的取值对温度场的影响研究

4.5 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 本文研究的主要结论

5.2 对今后研究工作的展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果