3-大体积混凝土水化热分析

1例题3大体积混凝土水化热分析例题大体积混凝土水化热分析2例题.大体积混凝土水化热分析概要此例题将介绍利用MIDAS/Gen做大体积混凝土水化热分析的整个过程，以及查看分析结果的方法。此例题的步骤如下：1.简要2.设定操作环境及定义材料3.定义材料时间依存特性4.建立实体模型5.组的定义6.定义边界条件7.输入水化热分析控制数据8.输入环境温度9.输入对流函数10.定义单元对流边界11.定义固定温度12.输入热源函数及分配热源13.输入管冷数据14.定义施工阶段15.运行分析16.查看结果例题大体积混凝土水化热分析31.简要本例题介绍使用MIDAS/Gen的水化热模块来进行大体积混凝土水化热分析的方法。例题模型为板式基础结构，对于浇筑混凝土后的1000个小时进行了水化热分析，其中管冷作用于前100个小时。(该例题数据仅供参考)基本数据如下：地基：17.6x12.8x2.4m板式基础：11.2x8.0x1.8m水泥种类：低热硅酸盐水泥（TypeIV）图1分析模型地基板式基础1/4模型例题大体积混凝土水化热分析42.设定操作环境及定义材料在建立模型之前先设定环境及定义材料1.主菜单选择文件新项目2.主菜单选择文件保存：输入文件名并保存3.主菜单选择工具单位体系：长度m，力kN图2定义单位体系4.主菜单选择模型材料和截面特性材料：添加：定义新材料材料号：1名称：基础规范：GB(RC)混凝土：C30材料类型：各向同性材料号：2名称：地基设计类型：用户定义材料类型：各向同性弹性模量：1e6泊松比：0.2线膨胀系数：1e-5容重：185.主菜单选择工具单位体系：长度m，力kgf，热度kcal6.主菜单选择模型材料和截面特性材料：注：也可以通过程序右下角随时更改单位。例题大体积混凝土水化热分析5编辑：修改材料热特性数据基础比热：0.25热传导率：2.3地基比热：0.2热传导率：1.7图3定义材料3.定义材料时间依存特性1.主菜单选择模型材料和截面特性时间依存性材料（抗压强度）：添加：定义基础的时间依存特性名称：强度发展类型：设计规范规范：ACI混凝土28天抗压强度：3e4KN/m2混凝土抗压强度系数a4.5b0.952.主菜单选择模型材料和截面特性时间依存性材料连接：强度进展：强度发展选择指定的材料：1.基础添加例题大体积混凝土水化热分析6图4定义材料时间依存特性图5时间依存性材料连接4.建立实体模型1.主菜单选择模型节点建立：坐标1（000）2（8.800）3（8.86.40）4（06.40）2.主菜单选择主菜单选择模型单元建立：单元类型：板4节点类型：厚板材料：1:基础厚度：1节点连接：1234注：材料的收缩徐变特性在水化热分析控制中定义。例题大体积混凝土水化热分析73.主菜单选择主菜单选择模型单元扩展：选择板单元扩展类型：平面单元—实体单元目标：删除单元类型：实体单元材料：1:基础生成形式：复制和移动复制和移动：等间距dxdydz：004.2复制次数：1图6生成节点和临时板单元图7生成实体模型单元细分及部分单元删除：1.主菜单选择模型单元分割：选择实体单元单元类型：实体单元等间距x11y8z72.主菜单选择模型单元删除：选择Frontview中单元类型：选择包括自由节点注：此处无需定义真实板厚，只是用于扩展成实体单元。例题大体积混凝土水化热分析8选择Leftview中单元类型：选择包括自由节点图8单元细分及部分单元删除单元进一步细分：主菜单选择模型单元分割：选择Frontview中实体单元单元类型：实体单元等间距x2y1z1选择Frontview中实体单元单元类型：实体单元等间距x1y2z1选择Leftview中实体单元FrontviewLeftview例题大体积混凝土水化热分析9单元类型：实体单元等间距x1y1z2选择Leftview中实体单元图9生成最终实体模型修改地基材料：主菜单选择模型单元修改单元参数参数类型：材料号形式：分配定义2:地基选中图中下部单元FrontviewLeftviewLeftview注：模型几何形状、边界、荷载均对称，所以此处取1/4模型来模拟。例题大体积混凝土水化热分析10图10修改地基材料特性5.组的定义主菜单选择模型组定义结构组：名称：基础添加名称：地基添加在模型窗口中利用拖放功能分配各个组的单元图11定义结构组及分配单元1：主菜单选择模型组定义边界组：名称：约束条件添加名称：对称条件添加名称：固温度条件添加名称：对流边界添加例题大体积混凝土水化热分析116.定义边界条件1.主菜单选择窗口新窗口2.主菜单选择窗口水平排序3.主菜单选择模型边界条件一般支承：边界组名称：约束条件添加D-all图12定义约束条件主菜单选择模型边界条件一般支承：边界组名称：对称条件添加Dx选择Frontview中单元边界组名称：对称条件添加Dy选择Leftview中单元注：实体单元每个节点只有三个平动自由度。FrontviewLeftview例题大体积混凝土水化热分析12图13定义对称条件7.输入水化热分析控制数据主菜单选择分析水化热分析控制：最终施工阶段：最后施工阶段积分系数：0.5初始温度：20oc单元应力输出位置：高斯点类型：徐变和收缩徐变计算方法：有效系数phi1：0.73t3phi1：1t5使用等效材龄和温度自重系数：-1图14输入水化热分析控制数据8.输入环境温度注：这里取1/4模型需输入对称边界条件。FrontviewLeftview例题大体积混凝土水化热分析13主菜单选择荷载水化热分析数据环境温度函数：函数名称：环境温度函数类型：常量温度：20oc图15输入环境温度函数9.输入对流函数主菜单选择荷载水化热分析数据对流系数函数：函数名称：对流系数函数类型：常量对流系数：12kcal/m2*hr*[C]图16输入对流系数函数例题大体积混凝土水化热分析1410.定义单元对流边界1.主菜单选择窗口新窗口2.主菜单选择窗口水平排序3.主菜单选择荷载水化热分析数据单元对流边界：边界组名称：对流边界对流系数函数：对流系数环境温度函数：环境温度选择：根据选择的节点图17定义单元对流边界11.定义固定温度主菜单选择荷载水化热分析数据固定温度：边界组名称：固定温度条件温度：20oc例题大体积混凝土水化热分析15图18定义固定温度12.输入热源函数及分配热源1.主菜单选择荷载水化热分析数据热源函数：函数名称：热源函数函数类型：设计标准最大绝热温升：41导温系数：7592.主菜单选择荷载水化热分析数据分配热源：热源：热源函数图19定义热源函数FrontviewLeftview例题大体积混凝土水化热分析16图20分配热源13.输入管冷数据这里假设把冷却管设置在距基础底部0.9m高的位置。为了输入数据的方便，将相应位置的节点选择后激活。主菜单选择荷载水化热分析数据管冷：名称：管冷比热：1kcal*g/KN*[C]容重：1000KN/m3流入温度：15[C]流量：1.2m3/hr流入时间：开始CS10hr结束CS1100hr管径：0.027m对流系数：319.55kcal/m2*hr*[C]选择：两点图21激活管冷节点例题大体积混凝土水化热分析17图22定义管冷14.定义施工阶段主菜单选择荷载水化热分析数据定义水化热分析施工阶段：名称：CS1初始温度：20oc时间：1020304560801001301702503505007001000添加单元：地基基础边界：约束条件对称条件固定温度条件对流边界图23定义施工阶段例题大体积混凝土水化热分析1815.运行分析主菜单选择分析运行分析16.查看结果主菜单选择结果水化热分析温度图24温度分布主菜单选择结果分析结果表格水化热分析管冷节点温度图25管冷冷却水的温度变化表格例题大体积混凝土水化热分析19主菜单选择结果水化热分析应力图26应力分布主菜单选择结果水化热分析图表图27混凝土内部时程应力图表