维普资讯 ３誊筝ｊ 严浩等：筏板基础大体积混凝土温控抗裂及模拟仿真 ・１３５・ 为五个区，分别为Ｃ１区、晓区、Ｃ３区及ｃ４区和Ｃ５区。为防止 大体积混凝土筏板出现施工浇筑阶段的温差开裂，造成结构质量 隐患，根据国家现行标准、规范以及同类工程经验，随时监测温 差。并对施工单位相应的温差控制实施措施提供及时准确的预警 和反馈。温差监测预警值以筏板基础混凝土内外温差接近２５℃ 或温度陡降大于ｌ０℃为准。根据本工程筏式基础的形状、尺寸 和标高，Ｃ１一ｃ４区共布置２５个测温区，其平面布置如图１所示。 ２．４测温方法及仪器设备 采用手持式数字温度测量仪，从混凝土浇筑首日起，第１天 ～９天，每２ ｈ测温一次；第１０天～１５天，每２４ ｈ测温一次。 ２．５主楼底板混凝土温度计算 Ｊ 本工程计算假设混凝土浇筑后３０ ｄ可降至周围大气温度，厚 度Ｈ＝１．６ ｍ，计算长度Ｌ＝５５ ｍ，Ｈ／Ｌ＝０．０２９＜０．２，符合简化 假定（弹性地基上均匀受力长条板内部均匀温差和均匀收缩）。 １）水化热引起的最高绝热温升丁一。 Ｔｍ ： ：—３６５—￣３ ３４ ０００：５１．１ 一 ｃｐ ９９３ ７×２ ４００ … 式中：优 ——每ｍ３混凝土水泥用量，ｋｇ； Ｑ——每ｌ【ｇ水泥２８ ｄ累计水化热，取３３４ ０００ Ｊ／ｋｇ； Ｃ——混凝土比热，ｊ／ｋｇ・Ｋ； 声——混凝土质量密度，２ ４００ ｋｇ／＿ｍｊ。 ２）混凝土浇筑后第３天开始降温，故从此时开始计算各龄期 混凝土弹性模量、降温温差、收缩当量温差及温度应力结果。 ｆ． １ １ 一＝ ＝ Ｅ（ｆ）ＡＴｅ（￡）Ｊ卜 ｃｈｉｌｉ Ｌ Ｉ ｓ（ 。 一 ‘一 二 式中： 。 ——最大温度应力； △毋——第ｉ区段降温产生的应力； Ｅｍ ——第ｉ区段混凝土弹性模量； △Ｔ，（ｔ）——第ｉ区段结构计算温差，℃； Ｓ（ｔ） ——第ｉ区段龄期 时的应力松弛系数 卜混凝土的线膨胀系数，取１０ ； ｕ——混凝土泊松比０．２。 经计算汇总 一＝∑ ０．２７９ ＭＰａ＜＜１．７１ ＭＰａ（３０ ｄ混 凝土抗拉强度设计值），故经过合理设置后浇带后可以较好地控 制温度裂缝的出现。 ２．６现场测温成果分析 通过不间断连续测得四个分段２５个测区１５ ｄ的温度变化 值。测试数据显示，筏板基础混凝土内外温差均小于或接近 ２５℃，基本满足温控抗裂的温差限值要求，各测区第３天的温差 最大值走势如图２所示。 可见在第３天各点温差有增大超过２５℃的趋势，后期有少 许下降后再次攀升，故加强后期的保温依然是必要的，上层的施 工支模、堆料不应破坏本层的养护保温。 ３筏基温度场及其应力场的ＡＮＳＹＳ模拟【４］ 针对上节工程实例，运用有限元分析软件ＡＮＳＹＳ，采用热应 力耦合分析间接法，求出每小时温度及相邻时间温差、该时刻弹 性模量，进而求出每小时温度应力的增量，最后叠加所计算得到 应力值。模拟建模可同时考虑混凝土的各项参数如弹性模量、松 弛系数和水化热指标随龄期的连续变化，较为精确地模拟了混凝 土内部的温度分布和收缩应力。 ｛鲢 嘲 一Ｉｌ区 一ｌ４区 一ｌ５区 一ｌ８区 ；＃ 聋 睾誊 章车鼍 ～ 一一●一 时间／ｈ 圈２第３夭温差最大值走势图 选取Ｃ１区具有代表性的儿，１５，１８测区进行理论温度应力 计算与数值模拟结果见图３。 ６ ４ 寒 一２ 一Ｉ１区 一１５区 ／ ： ．一－ｃ１８ｌ１区￣底板中 ／１ｏ １５ ２０ ２５ 、一 时间／ｄ 点 测区温度应力计算与数值模拟曲线图 由图３可见，模拟的底板几何中心温度应力随时间变化曲线 与周边１５及１８测区理论计算应力曲线较为接近，混凝土浇筑后 具有先膨胀后降温收缩的特性，故混凝土中先产生一定的压应力 而后逐渐减少至产生拉应力，模拟曲线再现了这一过程并与理论 计算中筏板基础内部不均匀温度场下的约束应力场变化规律基 本符合。 ４结语 针对大体积混凝土施工中的温度裂缝成因，在武汉新世界中 心工程大体积筏板基础混凝土施工中采取相应的基于材料、施工 技术和温控监测信息化技术，较好地控制了温度裂缝的出现。施 工温控混凝土温度场模拟中采用的仿真参数的确定具有一定难 度，是决定模拟精度的关键。 参考文献： ［１］袁勇，混凝土结构的早期裂缝控制［Ｍ］．北京：科学出版社， ２００４．３－８． ［２］朱伯芳．大体积混凝土温度应力与温度控制［Ｍ］ 北京：中国 电力出版社，１９９９．１６５ １７１，２５１—２５９． ［３］叶琳昌，沈义，大体积混凝土施工［Ｍ］．北京：中国建筑工业 出版社，１９８７．１４８・１９７ ［４］王铁梦．工程结构裂缝控制［Ｍ］ 北京：中国建筑工业出版社， １ ９９７．５８６—５９０． Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｎｔｒｏ１．ａｎｔｉ．ｃｒａｃｋ ｆｏｒ ｒａｆｔ ｂａｓａｌ ｍａｓｓ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ＹＡＮ Ｈａｏ ＬＩＵ Ｚｈｉ．ｈｕｉ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ ａｎａｌｙｚｅｓ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｒａｃｋ ｉｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｒａｆｔ ｂａｓａｌ ｒｒｌａｓｓ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｏｆ ｈｉｇｈ—ｒｉｓｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ，ａｎｄ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｎ１ｅａｓｕＩ＿ｅｓ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅｎ ｓｉｍｕｌａｔｅｓ ｖａｒｉａｂｌｅ ｒｕｌｅ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｆｉｅｌｄ ａｎｄ ｓｔｒｅｓｓ ｆｉｅｌｄ ａｐｐｌ￣ｎｇ ｆｏｒ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ，ｗｈｉｃｈ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｕｔｉｌｉｔｙ＆ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍａｓｓ ｃｏｎｃｒｅｔｅ。ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｒａｃｋ，ｈｅａｔ ０ｆ ｈｙｄｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｅｍ
筏板基础大体积混凝土温控分析
温度控制是大体积混凝土最主要的工程问题。由于高层建筑筏板基础混凝土的体积大，聚集的水化热大，在混凝土内外散热不均匀以及受到内外约束的情况下，导致裂缝产生，为结构埋下了严重的质量隐患。因此，必须从裂缝产生的原因及过程上进行分析，以保证结构的安全和正常使用。
标签 筏板基础；大体积混凝土；温度裂缝；控制措施
1 问题的提出
任何现浇混凝土，其尺寸达到必须解决水化热及随之引起的体积变形问题，即最大限度减少开裂影响的，即称为大体积混凝土。
大体积混凝土由于受到各种约束的影响，在混凝土的升温过程中均会引起混凝土内部温度应力剧烈变化而导致混凝土结构产生裂缝。在内约束条件下产生的拉应力会导致混凝土产生浅表性的裂缝，而外约束条件下产生的拉应力会导致混凝土产生贯通性的裂缝，也会因为混凝土降温阶段降温速率和幅度过快造成混凝土温度收缩裂缝的出现，严重影响到结构的使用功能。因此工程上须采取有效措施防止裂缝的产生。相对而言，大体积混凝土在水利水电建设上的研究应用更为成熟，如何把水电建设上较为成熟的研究和施工经验移植到工民建建设领域，给其带来有益的参考与借鉴，成为很有必要的工作。
2 温度裂缝的分类以及原因分析
2.1 表面裂缝
混凝土浇注后初期，混凝土的强度和弹性模量都很低，随着混凝土龄期增长，水泥水化热增大，当聚集在水泥内部的水化热不易散发时，混凝土内部的温度将显著升高，而混凝土表面通常散热较快，形成内外温差，弹性模量增大，使混凝土内部形成压压力，外部形成拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度时候，混凝土表面就会产生裂缝。
2.2 结构性裂缝
结构性裂缝产生在混凝土凝结硬化后期至完全硬化——即混凝土降温阶段。当水泥与水的反应完毕，其所产生的水化热逐渐散失，加之混凝土内部拌合物的蒸发，以及胶质体的胶凝等作用，促进了混凝土的收缩，而这种收缩在进行时受到混凝土基底以及结构本身的约束，以致产生了较大的收缩应力，当这种收缩超过一定的限度，其产生的收缩应力就会在混凝土中产生收缩裂缝。这种裂缝有时甚至会贯穿至混凝土基础全断面，成为结构性裂缝。
大体积混凝土温度场仿真分析与监测
■赵安华
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一、工程概况 ｆｉｌ；；Ｉ．特人侨为 塔叔索两钢桁梁斜拉桥，扎
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二、有限元分析
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ｌ ｍ・ｈ・ Ｃ），导濉系数为０．００３８５ｉｌｌ／ｈ 乐川川Ｉ）＾ （、１ ＶＩＩ＿埘结黝进行实体建摸分＂ ，
徐向莹等：筏板基础大体积混凝土水化热监测分析 １３１
筏板基础大体积混凝土水化热监测分析
徐向莹 ，徐颖 ， 白蓉
（１．安徽理工大学。安徽淮南２３２００１；２．中国建筑第四工程局。广州５１０６６５）
【摘要】 结合广州某超高层实际工程大体积混凝土的施工，通过严格控制混凝土温度，降低底板混凝土
水化热内外温差以预防收缩缝，减少坍落度损失，延缓凝结时间等，以保证大体积混凝土顺利施工。本文对此次
工程底板实测温度数据进行分析，通过对比核心筒区不同部位测温结果，得出了不同部位最高温值和到达时间的
不同，并为今后大体积混凝土的设计和施工提供有益的参考和借鉴。
【关键词】大体积混凝土；水化热；筏板基础
【中图分类号】ＴＵ７５５ 【文献标识码】 Ｂ 【文章编号】１００１—６８６４（２０１２）０３—０１３１—０３
ＲＡＦＴ ＦｏＵＮＤＡＴＩｏＮ Ｍ＿ＡＳＳ ＣＯＮＣＲＥＴＥ ＡＮＡＬＹＳＩＳ ＯＦ咖ＭｏＮＩＴｏＲ Ｇ
ｏＦ ＴＨＥ ＩＩＹＤＲＡＴＩＯＮ ＨＥＡＴ
ＸＵ Ｘｉａｎｇ—ｙｉｎｇ ，ＸＵ Ｙｉｎｇ ，ＢＡＩ Ｒｏｎｇ。
（１．Ａｎｈｕｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ａｎｈｕｉ Ｈｕａｉｎａｎ ２３２００ １，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｃｈｉｎａ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ４ｔｈ Ｅｎｇｉ．Ｂｕｒｅａｕ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５ １０６６５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａ ｓｕｐｅｒ－ｈｉｇｈ ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ｍａｓｓ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｏｎｓｔｍｃ—
ｔｉｏｎ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｓｔｒｉｃｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｉｎｔｅｒ—
ｎａｌ ａｎｄ ｅｘｔｅｒｎａｌ，ｐｒｅｖｅｎｔ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ ｓｅａｍ，ｒｅｄｕｃｅ ｓｌｕｍｐ ｌｏｓｓ，ｄｅｌａｙ ｔｈｅ ｓｅｔｔｉｎｇ ｔｉｍｅ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｓｍｏｏｔｈ
